专利名称：一种双触发红外线遥控开关电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种开关电路，尤其是一种双触发红外线遥控开关电路。
背景技术：
红外线遥控广泛应用于家用电器的控制，红外线遥控具有结构简单，性价比高的优点。随着智能家居的发展，节能绿色环保意识的深入，人们生活水平的提高，红外线遥控还会有更多、更广泛的应用。目前的红外线遥控广泛采用编码技术，完成一些功能比较复杂的红外线遥控，比如电视机、空调的红外线遥控器。这种红外线遥控抗干扰能力较强，但后续信号处理较复杂，成本也较高。在一些功能简单的应用场合，比如电灯开关的遥控，其只需要一个开关遥控指令即可，为了降低生产成本，一般不对红外线进行复杂编码，红外线接收器只对接收到的红外线作一些简单的处理即作为遥控指令。但是这样一来，又会存在一个缺陷由于红外线的特点，不编码的红外线遥控很容易受节能灯、荧光灯以及太阳光的干扰，与电视机、空调同处一室时的时候还有可能被电视机、空调等的红外线遥控器干扰，造成误动作。再就是现有的遥控开关电路常使用继电器来实现数字信号控制电器的通电、断电，但继电器的功耗较大，使得控制电源功率就大，加上继电器的体积较大，做不到接收器的微型化，不利于嵌入产品，成本也较高。相较继电器，晶闸管的功耗、体积及成本都有优势。然而现有技术中常采用的是数字信号控制单向晶间管，对适用于交直流电源且可欠压工作的电器会造成电器功率下降，如白炽灯，对只适用额定交流电源的电器则不能工作，如电风扇、使用电感镇流器的荧光灯等。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种双触发红外线遥控开关电路，该电路以双触发的结构进行红外线遥控，不需要对红外线进行复杂的编码解码即能抗节能灯、荧光灯和太阳光干扰，该电路以数字信号控制双向晶闸管的导通与关断来控制各类负载特性电器的通电与断电，整个电路功耗低、体积小、成本低。本实用新型所采用的技术方案如下一种双触发红外线遥控开关电路，由红外线发射电路、红外线接收与控制电路和负载回路组成，所述红外线发射电路中由单稳态触发器TGl、红外线频率发生器PG和红外线发射管E依次相连而成；所述红外线接收与控制电路中由红外线接收器R、低通滤波器LP、单稳态触发器TG2、逻辑单元LG、具有翻转和保持功能的触发器TG3、驱动电路DR和双向晶闸管Tl相连而成；所述负载回路由电感I、电器负载 LOAD和双向晶闸管Tl串接在市电回路中。作为优选，所述红外线发射电路中的单稳态触发器TGl的输出端Ql与红外线频率发生器PG的使能端EN相连。作为优选，所述红外线接收器R的输出端与低通滤波器LP的输入端相连，所述低通滤波器LP的输出端与单稳态触发器TG2的输入端和逻辑单元LG的输入端相连，所述单稳态触发器TG2的输出端Q2与逻辑单元LG的另一个输入端相连，所述逻辑单元LG的输出端与触发器TG3的脉冲输入端CP相连。作为优选，所述触发器TG3有两个互反的输出端Q+、输出端Q-，输出端Q+或输出端Q-与驱动电路DR相连。作为优选，所述驱动电路DR具体组成为二极管D的正极与市电的零线相连，负极与电阻RES和电容C的正极相连；所述电阻RES的另一端与双向晶闸管Tl的控制极和三极管T2的集电极相连；所述三极管T2的射极与火线相连，基极与触发器TG3的输出端相连； 所述电容C的负极与火线相连。 作为优选，市电的零线与电器负载LOAD的一端相连，电器负载LOAD的另一端与双向晶闸管Tl的阳极相连，双向晶闸管Tl的另一阳极与火线相连，电感I与电器负载LOAD 串接在市电回路。作为优选，所述低通滤波器LP的输出端与手动开关SW相连，开关SW的另一端与红外线接收与控制电路中的电源或者参考地相连。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是一、该电路以双触发结构进行遥控，只有满足设定的双触发条件的红外线才能进行遥控操作，不需要进行复杂的编码解码，即可实现抗节能灯、荧光灯和太阳光等干扰的红外线遥控。二、红外线接收与控制电路中具有翻转和保持功能的触发器输出的数字信号控制双向晶闸管的导通与关断，可以控制带电感镇流器的荧光灯、节能灯、白炽灯等各种负载特性的电器，工作可靠，接收器的功耗低，体积小。三、整个电路的功耗低，使得其工作电源体积小，成本低，加上双向晶闸管的体积小，成本低，因此整体体积可以做得很小，利于嵌入其它产品，整体成本也可以控制得很低。四、具有翻转和保持功能的触发器有互反的两个输出端，不需要更改电路，只需选择具有翻转和保持功能的触发器的输出端与驱动电路相连，即可方便设置双向晶间管初始状态为导通或者关断，使得电器上电后初始状态为通电或者断电，满足不同的需求。五、可方便在控制电路中接入开关，进行手动操作，并可与遥控操作进行联控，满足既需要遥控操作又需要手动操作的要求。
图1是本实用新型实施例一的电路结构框图。图2是本实用新型实施例一的红外线发射的波形示意图。图3是本实用新型实施例一的红外线接收与控制的波形示意图。图4是本实用新型实施例三的红外线接收与控制的波形示意图。图5是本实用新型实施例四的红外线接收与控制的波形示意图。图6是本实用新型实施例五的电路结构框图。图7是本实用新型实施例六的电路结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。实施例一如图1所示，本实用新型的一种具体实施方式
为，一种双触发红外线遥控开关电路，由红外线发射电路，红外线接收与控制电路，负载回路组成，所述红外发射电路中由单稳态触发器TG1、红外线频率发生器PG和红外线发射管E依次相连；所述红外线接收与控制电路中由红外线接收器R、低通滤波器LP、单稳态触发器TG2、逻辑单元LG、具有翻转和保持功能的触发器TG3、驱动电路DR和双向晶闸管Tl相连而成；所述负载回路中电感I、电器负载LOAD与双向晶闸管Tl串接在市电回路。如图2所示，红外线发射电路中，用两个双输入与非门构成单稳态触发器TGl控制红外线频率发生器PG ；上电后单稳态触发器TGl为稳态，输出端Ql为高电平，红外线频率发生器PG驱动红外线发射管E发射第一束红外线；经延时后，单稳态触发器TGl跳转到暂稳态，输出端Ql为低电平，红外线频率发生器PG不工作，红外线发射管E不发射红外线；经过tl时间的暂稳态，单稳态触发器TGl回到稳态，输出端Ql为高电平，红外线发射管E发射第二束红外线。如图3所示，红外线接收与控制电路中，没有接收到红外线时，低通滤波器LP输出高电平，逻辑单元LG输出高电平，具有翻转和保持功能的触发器TG3的脉冲输入为上升沿有效；红外线接收器R被第一束红外线触发后，低通滤波器LP从高电平向低电平跳转，下降沿使得单稳态触发器TG2从稳态向暂稳态跳转，逻辑单元LG开始屏蔽低通滤波器LP输出， 并持续tl时间，单稳态触发器TG2的暂稳态时间持续t2时间，t2大于tl ；tl结束之后，红外线接收器R被红外线遥控器发射出的第二束红外线触发，逻辑单元LG判定tl结束时刻之后，t2结束时刻之前的红外线触发有效，即第二次红外线触发有效，于是逻辑单元LG输出低电平，在t2结束时刻逻辑单元LG输出高电平，得到一个上升沿，该上升沿脉冲使得具有翻转和保持功能的触发器TG3输出电平翻转，双向晶闸管Tl的状态改变，从而达到遥控开关的效果；下一个遥控操作使得双向晶闸管Tl的状态再次改变，从而实现电器开关状态的交替遥控。从波形看出，只有满足双触发条件的红外线信号，即第二束红外线信号与第一束红外线的时间间隔大于tl且小于t2，才能有效触发，使得具有翻转和保持功能的触发器 TG3输出电平翻转，双向晶闸管Tl的状态改变，大大提高了红外线遥控的抗干扰能力。本实用新型的工作过程和原理如下按下红外线遥控器开关，红外线发射电路中的单稳态触发器TGl首先处于稳态，经过延时后，跳转到暂稳态，经过暂稳态时间tl后跳回稳态并保持不变，用此单稳态触发器TGl控制红外线发射电路，使得单稳态电路处于稳态时发射红外线，处于暂稳态时不发射红外线。这样按下一次红外线遥控器开关，遥控器就会连续发射两束间隔tl时间的红外线。红外线接收与控制电路从市电获取工作电源，通过配置具有翻转和保持功能的触发器 TG3的引脚，设定具有翻转和保持功能的触发器TG3输出端Q+或者Q-的初始状态为低电平或者高电平，并选择具有翻转和保持功能的触发器TG3的输出端Q+或者Q-与驱动电路 DR相连，即可设定双向晶闸管Tl初始状态为导通或者关断，电器的初始状态为通电或者断电。无红外线时，红外线接收器R的输出不变，低通滤波器LP的输出不变，红外线接收与控制电路中的单稳态触发器TG2处于稳态，具有翻转和保持功能的触发器TG3输出电平保持不变，双向晶闸管Tl状态不变，电器的开关状态不变。设定红外线接收与控制电路中单稳态触发器TG2的暂稳态持续时间t2大于红外线发射电路中单稳态电路的暂稳态持续时间 tl。按下遥控开关后，红外线遥控器发出的第一束红外线使得红外线接收器R被第一次触发，低通滤波器LP的输出跳转，红外线接收与控制电路的单稳态触发器TG2从稳态向暂稳态跳转，逻辑单元LG开始屏蔽低通滤波器LP的输出，持续tl时间后，解除屏蔽，此时，红外线遥控器发出的第二束红外线使得红外线接收器R被第二次触发，因为第二束红外线处于 tl结束时刻与t2结束时刻之间，即第二次触发处于红外线发射电路中单稳态触发器TGl暂稳态结束之后，红外线接收与控制电路中单稳态触发器TG2暂稳态结束之前，逻辑单元LG 判定这次触发信号有效，作为具有翻转和保持功能的触发器TG3的脉冲输入，具有翻转和保持功能的触发器TG3的输出翻转，双向晶闸管Tl状态改变，电器的开关状态就改变。而不满足双触发条件的其它红外线信号，均为无效，不能使得具有翻转和保持功能的触发器TG3 翻转，这就大大提高了红外线遥控的抗干扰能力。需要手动操作时，按下并松开具有轻触特点的开关SW，具有翻转和保持功能的触发器TG3的脉冲输入端CP直接得到一个有效触发信号，具有翻转功能的触发器TG3输出翻转，双向晶闸管Tl状态改变，电器的开关状态就改变。手动操作与遥控操作可进行联控，并以最后一次操作为最新状态。实施例二 本例的结构与实施例一基本相同，不同的是单稳态触发器TG2由555 定时器构成。实施例三如图4所示，本例的结构与实施例一基本相同，不同的是单稳态触发器TG2由或非门构成，稳态为低电平，暂稳态为高电平，逻辑单元LG判定条件改变，使得依然是判定第二束红外线在tl结束之后，t2结束之前触发有效。实施例四如图5所示，本例的结构与实施例三基本相同，不同的是具有翻转和保持功能的触发器TG3的脉冲输入为下降沿有效，逻辑单元LG在没有接收到有效的第二次红外触发时输出低电平，在接收到有效的第二次红外触发时输出高电平，在t2结束时刻逻辑单元LG输出低电平，于是得到一个下降沿触发信号，使得具有翻转和保持功能的触发器 TG3输出电平翻转。实施例五如图6所示，本例的结构与实施例一基本相同，不同的是在具有翻转和保持功能的触发器TG3的脉冲输入端CP增加一个轻触开关SW，根据具有翻转和保持功能的触发器TG3的脉冲输入触发信号的有效边沿，选择开关的另一端与红外线接收与控制电路的电源或者参考地相连，需要手动操作时，轻触一下开关SW，具有翻转和保持功能的触发器TG3的脉冲输入端CP直接得到一个有效触发信号，具有翻转和保持功能的触发器TG3输出翻转，双向晶闸管Tl的状态改变。实施例六如图7所示，本例的结构与实施例五基本相同，不同的是手动操作开关SW与低通滤波器LP的输出端相连，根据红外线接收器R接收到红外线信号时输出的电平选择开关SW的另一端与红外线接收与控制电路的电源或者参考地相连，需要手动操作时，按下开关SW，并持续大于单稳态触发器TGl暂稳态tl时间，逻辑单元LG即输出有效触发信号，使得具有翻转和保持功能的触发器TG3输出翻转，双向晶闸管Tl的状态改变。上述的单稳态触发器TGl和TG2的第一种具体组成为单稳态触发输入与集成单稳态触发器的触发输入端相连，电阻和电容分别与集成单稳态触发器的定时电阻和电容的输入端相连，电阻、电容决定了暂稳态持续时间。上述的单稳态触发器TGl和TG2的第二种具体组成为由两个双输入与非门组成， 单稳态触发输入与第一个与非门的一个输入端相连，第一个与非门的输出端通过电容与第二个与非门的两个输入端相连，第二个与非门的两个输入端通过电阻与参考地相连，第二个与非门的输出端与第一个与非门的另一个输入端相连，并作为单稳态触发器的输出端， 电阻、电容决定了暂稳态持续时间。上述的单稳态触发器TGl和TG2的第三种具体组成为由两个双输入或非门组成， 单稳态触发输入与第一个或非门的一个输入端相连，第一个或非门的输出端通过电容与第二个或非门的两个输入端相连，第二个或非门的两个输入端通过电阻与工作电源相连， 第二个或非门的输出端与第一个或非门的另一个输入端相连，并作为单稳态触发器的输出端，电阻、电容决定了暂稳态持续时间。上述的单稳态触发器TGl和TG2的第四种具体组成为单稳态触发输入与555定时器的触发输入端相连，555定时器的阈值输入端和放电端相连，并通过电阻与555定时器的电源相连，通过电容与555定时器的参考地相连，电阻、电容决定了暂稳态持续时间。上述的单稳态触发器TGl和TG2的第五种具体组成为由可编程器件组成，稳态与暂稳态的跳转由程序控制，暂稳态时间由程序控制。上述的具有翻转和保持功能的触发器TG3的第一种具体组成为由集成JK触发器组成，逻辑单元LG的输出端与集成JK触发器的时钟输入端相连。上述的具有翻转和保持功能的触发器TG3的第二种具体组成为由T触发器组成，逻辑单元LG的输出端与集成T触发器的时钟输入端相连，T输入端与控制电路电源或者参考地相连。上述的具有翻转和保持功能的触发器TG3的第三种具体组成为由集成D触发器组成，逻辑单元LG的输出端与集成D触发器的时钟输入端相连，D触发器的D输入端与其输出端相连。上述的具有翻转和保持功能的触发器TG3的第四种具体组成为由可编程器件组成，翻转和保持功能由程序实现。上述的驱动电路DR第一种具体组成为二极管D的正极与市电的零线相连，负极与电阻RES和电容C的正极相连，电阻RES的另一端与双向晶闸管Tl的控制极和三极管T2 的集电极相连，三极管T2的射极与火线相连，三极管T2的基极与触发器TG3的输出端相连，电容C的负极与火线相连。上述的驱动电路DR第二种具体组成为二极管D的正极与市电的零线相连，负极与电阻RES和电容C的正极相连，电阻RES的另一端与三极管T2的集电极相连，三极管T2 的射极与双向晶闸管Tl的控制极相连，三极管T2的基极与触发器TG3的输出端相连，电容 C的负极与火线相连。上述的驱动电路DR第三种具体组成为上述的驱动电路DR第一、第二种具体组成中的三极管T2由其它可全控型开关器件实现，如MOSFET等。上述的手动操作的第一种具体实现方式为具有翻转和保持功能的触发器TG3的脉冲输入端CP与开关SW相连，开关SW的另一端与红外线接收与控制电路中的电源或者参考地相连。上述的手动操作的第二种具体实现方式为低通滤波器LP的输出端与开关SW相连，开关SW的另一端与红外线接收与控制电路中的电源或者参考地相连。上述的火线与零线，可以根据电器是否允许调换进行调换而实现同样的功能。
权利要求1.一种双触发红外线遥控开关电路，由红外线发射电路、红外线接收与控制电路和负载回路组成，其特征在于所述红外线发射电路中由单稳态触发器(TG1)、红外线频率发生器(PG)和红外线发射管(E)依次相连而成；所述红外线接收与控制电路中由红外线接收器(R)、低通滤波器(LP)、单稳态触发器 (TG2)、逻辑单元(LG)、触发器(TG3)、驱动电路(DR)和双向晶闸管(T1)相连而成；所述负载回路由电感(I)、电器负载(LOAD)和双向晶闸管(Tl)串接在市电回路中。
2.根据权利要求1所述的一种双触发红外线遥控开关电路，其特征在于所述红外线发射电路中的单稳态触发器(TGl)的输出端(Ql)与红外线频率发生器(PG)的使能端(EN) 相连。
3.根据权利要求1所述的一种双触发红外线遥控开关电路，其特征在于所述红外线接收器(R)的输出端与低通滤波器(LP)的输入端相连，所述低通滤波器(LP)的输出端与单稳态触发器(TG2)的输入端和逻辑单元(LG)的输入端相连，所述单稳态触发器(TG2)的输出端(Q2)与逻辑单元(LG)的另一个输入端相连，所述逻辑单元(LG)的输出端与触发器 (TG3)的脉冲输入端(CP)相连。
4.根据权利要求1所述的一种双触发红外线遥控开关电路，其特征在于所述触发器 (TG3)有两个互反的输出端(Q+)、输出端(Q-)，输出端(Q+)或输出端(Q-)与驱动电路(DR) 相连。
5.根据权利要求1所述的一种双触发红外线遥控开关电路，其特征在于，所述驱动电路(DR)具体组成为二极管(D)的正极与市电的零线相连，负极与电阻(RES)和电容(C)的正极相连；所述电阻(RES)的另一端与双向晶闸管(Tl)的控制极和三极管(T2)的集电极相连；所述三极管(T2)的射极与火线相连，基极与触发器(TG3)的输出端相连；所述电容(C) 的负极与火线相连。
6.根据权利要求1所述的一种双触发红外线遥控开关电路，其特征在于市电的零线与电器负载(LOAD)的一端相连，电器负载(LOAD)的另一端与双向晶闸管(Tl)的阳极 相连， 双向晶闸管(Tl)的另一阳极与火线相连，电感(I)与电器负载(LOAD)串接在市电回路。
7.根据权利要求1所述的一种双触发红外线遥控开关电路，其特征在于所述低通滤波器(LP)的输出端与一开关(SW)相连，开关(SW)的另一端与红外线接收与控制电路中的电源或者参考地相连。
专利摘要本实用新型提供了一种双触发红外线遥控开关电路，由红外线发射电路、红外线接收与控制电路和负载回路组成，所述红外线发射电路中由单稳态触发器TG1、红外线频率发生器PG和红外线发射管E依次相连而成；所述红外线接收与控制电路中由红外线接收器R、低通滤波器LP、单稳态触发器TG2、逻辑单元LG、触发器TG3、驱动电路DR和双向晶闸管T1相连而成；所述负载回路由电感I、电器负载LOAD和双向晶闸管T1串接在市电回路中。该电路不需要对红外线进行复杂的编码解码，能够抗节能灯、荧光灯和太阳光干扰，还可以非常方便增加手动操作功能，实现手动与遥控联控操作。整个电路功耗低、体积小、成本低。
文档编号H03K17/94GK202026292SQ20112005187
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者李水昌 申请人:李水昌