基于数字芯片的定时电源控制电路的制作方法与工艺

文档序号:13081920阅读:512来源:国知局
技术领域本实用新型实现电子设备的供电电源提供定时自动断电功能,属于电子技术应用领域。

背景技术:
电源设备是电子设备所必需的组成部分,是电子设备工作的基础。目前开启或关闭电子设备主要是依靠人工操作其“开”与“关”,时常会因为事务烦杂而忘记关闭某些设备的电源,设备不在使用中也长时间地通电,不仅浪费电能,影响设备工作寿命,甚至由此带来安全隐患。与之形成明显对比的是现在许多电子设备都启用了自动断电功能,如公共电路灯、家用热水器、定时电饭煲等,给使用者带来了极大方便。利用现有的电子技术,完全可以实现自动关闭这项设备电源的功能,市面上的自动断电装置基本采用机械式定时器或者是采用基于单片机的电子定时器为主。这两者最突出的问题是容易损坏,对于普遍使用的基于单片机的电子定时器还存在操作烦琐的缺陷。有一些只需要简单的固定定时时间,如办公室的照明器具、电烙铁等电热器具、电子测量仪器等,其连续使用时间最多不超过四小时,可以采用固定时间定时器,免除设置过程,更加方便使用者。电子定时器需要通过一个执行部件控制电源通与断。多数的执行部件是继电器,也有一些是大功率的电子开关,又称固态继电器,他们都需要满足被控制电源的工作电压和工作电流的要求。考虑使用上的便捷性,最好是开启电源时只需简单操作一个部件。另外考虑到安全问题,一旦关闭电源后,就不能再自动恢复通电,必须由人工开启。这些是本实用新型的设计思想基础。

技术实现要素:
本实用新型要实现的是电子设备供电电源简单的定时自动断电功能。从技术层面上看,具有以下特征:基于数字芯片的定时电源控制电路包含数字定时电路和执行电路两部分,如附图1所示;数字定时电路采用CD4060和CD4040两块二进制计数芯片级联而成,两个计数芯片都连接成上电复位结构;计数器CD4060连接RC振荡网络,选其第1至第3输出端中的一个端连接至CD4040的计数输入端第10端口,CD4040的第12至第14输出端中的一个端连接至开关管Q1的输入端,如附图2所示;继电器JK1的两个驱动端连接至开关管Q1的漏极和地线之间,继电器JK1的常开触点和常开按钮开关AK1相互并联后,再与AC-DC降压电源输入口、独立开关S1、保险丝F1串联于220V交流电网中,构成执行电路;只需操作一个按钮开关就可以实现电子设备供电电源的开启和定时自动断电功能。附图2中的AC-DC降压电源需要包含有一组直流12V的输出电压,为定时电路供电。CD4060是带有振荡功能的二进制计数器,其振荡周期就是定时时间的基准。从CD4060芯片的第1至第3输出端和D4040芯片的第12至第14输出端中选择级联端口,是为了选择不同的整定时时间。一旦电路连接关系确定,定时电源的定时间也就确定不变,使用过程中不需要也不能调节时间长短。开关管Q1可以采用场效应管也可采用晶体三极管,只要其载流能力大于继电器的驱动电流即可。在按下常开按钮AK1刚通电时,芯片IC1和IC2的输出端均为低电平,开关管Q1导通,继电器JK1吸合维持通电。当到达预定时间,芯片IC2的输出端12输出电平变为高,开关管Q1截止,继电器JK1失电而断开开关触点,电源的输入回路被切断,达到定时自动断电的目的。电阻R2和电容C1的参数决定芯片CD4060的振荡频率,是数字定时电路的时间基准。按照附图2电路中的参数,振荡频率约为65Hz。R3与C2组成上电复位电路,保证刚通电时计数芯片输出端呈低电平,继电器触点处于闭合状态,是为了获得不同的整定时时间。电容C3是电源滤波电容,靠近数字芯片安装。附图说明图1是本实用新型基于数字芯片的定时电源控制电路的结构框图;图中:F1是保险丝;S1是机械式单掷开关;AK1是常开按钮;JK1是继电器,受数字定时电路控制。图2是本实用新型基于数字芯片的定时电源控制电路的原理图;图中:IC1是二进制计数芯片CD4060;IC2是二进制计数芯片CD4040;Q1是开关管,用以驱动继电器;JK1是继电器。具体实施方式使用时,先让主开关S1处于接通状态;然后手动按下常开按钮AK1,继电器JK1迅速吸合,电源得电进入工作状态;等到预定的定时时间结束,继电器JK1失电释放,此时按钮AK1处于断开状态,电源供电回路被切断而关闭。这一控制电路要求AC-DC降压电源提供一组直流12V的电压,为数字定时电路供电。这一定时控制电路的定时时间长短由硬件电路确定,计算公式如下式所示。t≈R2C12.2×2QA×2QB]]>其中QA是指CD4060的输出端分频数,如取Q14端输出,则QA=14,取Q13端输出,则QA=13;同样,QB是指CD4040的输出端分频数,如果取Q9端输出,则QB=9,取Q8端输出,则QB=8。按图2电路连接时的定时时间大约为197分钟:t≈620×103×0.01×10-62.2×214×28=11820s]]>即定时3小时17分钟后自动关闭电源。若要成倍地改变定时时间,可以更改二进制计数芯片的输出端口,如将IC2输出端口改为12端,则定时时间变为6小时34分钟。若要微调定时时间,可以适当改变IC1芯片的振荡元件R2、C1参数,增大R2阻值或电容C1的容量,则定时时间变长,反之则变短。在电路制作过程中可以对定时时间进行调整,在设备使用过程中不再改变定时时间。常开按钮AK1的触点载流能力、继电器JK1的触点载流能力、主开关S1的触点载流能力、保险丝S1的载流能力均应大于电源供电电流值。若设备长期不用,应当关闭主开关S1。此定时制电路适用于定时精度要求不高的场合。
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