专利名称：一种压电传感按摸开关的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子开关器件，是一种压电传感按摸开关。
目前已有的与电子电路配置的触摸开关和感应式触摸开关大多靠人体感应的电讯号通过电子电路控制用电电路的通断。这种触摸式开关和感应开关的触摸片一般置于开关盒体面板的外表面，存在着安全性较差，易磨损和抗干扰性差，灵敏度不高等不足。
本实用新型的目的在于提供一种压电传感按摸开关。该传感按摸开关的压电传感器为压电蜂鸣片，置于开关盒体罩盖的内表面，并在盒体内的电路板上配置由信号采集电路单元、控制电路单元、电流导引及开关电路单元、尖脉冲谐波整流电路单元和电源及指示电路单元相互连接而成的电子电路靠压电效应，通过电子电路控制用电电路的通断。以克服现有技术所存在的不足。
本实用新型的整体结构是一种压电传感按摸开关由盒体和安装盒体内的电子电路组成，电路中的压电传感基片贴敷于盒体面板上，其特征在于电路板上的电路由信号采集电路单元(1)、控制电路单元(2)、电流引导及电子开关电路单元(3)、尖脉冲谐波整流电路单元(4)以及电源整流及指示电路单元(5)相互连接构成；其中电路单元(1)由压电蜂鸣片HTD并接电阻R1构成，电路单元(2)以双D触发器IC芯片为主构成，分为单、双稳态电路，芯片的1、4、6、3、5、14各脚和所配接的电阻R2、电容器C1为单稳态电路，3脚做为输入端与电路单元(1)的输出端联接，跨接在1、4脚间的电阻R2和1脚为其输出端，IC芯片的7、8、9、10、11、12、13脚做为双稳态电路，以IC芯片的11脚、13脚为该电路的输入端和输出端；电路单元(3)以两只电子开关器件VS1、VS2相互连接构成，其中VS1的阳极通过电阻R4连接VS2的阳极，VS1的阳极与VS2的控制极连接，VS1的控制极通过电阻R3与电路单元(2)的输出端连接，VS2的阳极、阴极为该电路单元的输出端；电路单元(4)由两只晶体二极管D1、ZD相互串接后与电容器C2并接，再配置相应的电阻R5、电容器C3和电阻R6构成，以电阻R6和电阻R4的联接点a为其输出端与电路单元(5)的输入端联接；电路单元(5)以桥式整流电路为主构成，以并联在整流电路输出端的电阻R7、发光二极管LED为其输出端，电阻R7与LED串联，整流电路的输入端连接220伏交流电路；该按摸开关的盒体(11)的封盖由透明或半透明材料制成，电路中的发光二极管管体(9)伸入封盖罩(6)内压电传感器基片(7)贴敷于封盖内表面上，按摸开关靠盒体底面上的接线柱(10)采用单线进出方式串接在用电器的零线或火线电路中。
所选用的传感器规格为压电传感器HTD为压电蜂鸣片，其外型规格可选用φ20mm，φ27mm或φ35mm中的一种。
电子开关、触发器等元器件的选配为电子开关器件为晶闸管，双D触发器IC芯片可选用CD40 13，晶体二极管ZD为稳压管。
本实用新型的附图有
图1是压电按摸开关电路图。
图2是压电按摸开关结构简图。
附图给出了本实用新型的实施例，结合附图进一步说明如下该压电按摸开关的盒体(11)采用塑料材质制成，可做成用于控制台灯、床头灯和日光灯、电风扇通断的多种不同规格形状，如图2所示是一种装置在墙壁上的开关盒体，为86系列或国标规定的其他系列，盒体底面安装线路板(8)。
本实用新型的工作原理是1、提供电路静态工作电压该开关串接入用电器电路中后，220伏交流电由晶体二极管D2～D5组的桥式整流器整流输出的脉动直流电压分别施于VS2阳极，经电阻R7限流后使发光二极管LED发光指示开关位置和被R6、R5降压，晶体二极管ZD削幅后经晶体二极管D1、电容器C2滤波向控制电路单元(2)提供平滑低压直流电。
按摸开关的关断状态在无人按摸或无人敲击盒体面板时，压电蜂鸣片无电流输出，电路单元(2)单稳态部分处于稳态，即CD4013的1脚为低电位，CD4013的双稳态部分输出端13脚亦为低电位，R3中无电流，晶闸管VS1因没有触发电流而处于关断状态，晶闸管VS2触发电流的通路被关断，VS2也处于关断状态，导致电路整体被关断，串接在交流电源与本开关间的用电器不工作。
按摸开关的导通状态当按摸开关盒体表面被按摸或敲击时，压电蜂鸣片将所受压力转换为电流，该电流触发CD4013的单稳态电路，使其输出端1脚产生暂出正脉冲，进而触发CD4013的双稳态部分，使其输出端13脚为高电位，电流经电阻R3进入VS1控制极，使其导通，并接通VS2门极触发电流，使晶闸管VS2阳极脉动直流电压经电阻R4、VS1的阳极、阴极向VS2控制极提供触发电流，当该电流逐步增大至其触发电流值时，以VS1、VS2为主组成的开关电路单元使a点与c点短路，发光二极管熄灭，交流电源、桥式整流器VS2和用电器形成回路，用电器受电工作。与此同时，电路单元(4)中的电容器C2以及晶体二极管D1的储存电能及反向阻断作用维持了b点电压，这也保证了因VS1、VS2频繁关断和导通而在a点产生的尖脉冲为控制电路单元(2)提供了稳定的工作电压。另外电路单元(4)中相并联的电阻R5和电容器C3也有利于尖脉冲中的高次谐波分量通过，经ZD和D1整流C2滤波以稳定b点工作电压。这也是能够使电路单元(2)正常工作，并向VS1不断提供触发电流以保证用电器正常工作的关键。
按摸开关的再次关断状态当灯或其他用电器需再关断时，敲击或按摸盒体表面，压电蜂鸣器再次产生电流触发CD4013单稳态电路，其输出端1脚输出暂稳态正脉冲触发双稳态部分，使其恢复初始稳态，其输出端13脚由高电位变为低电位，该低电位使电路单元(3)关断，切断用电器供电电路，按摸开关恢复初始状态LED也再次发光。
本实用新型所取得的技术进步是该压电传感按摸开关主要靠压电蜂鸣器的压电效应产生触发电流通过盒体内电路控制用电器受电与否，由于压电蜂鸣器只对压力敏感而且贴敷于盒体内表面，并可串接在零线电路中不仅可以靠蜂鸣片内园和簧片间的电容的旁路作用排除其他杂散信号的干扰，而且避免了其他类触摸开关易发生的人体触电现象。另外电路单元(3)有效地保证了该电子开关的工作稳定性，并使电路整体耗电较小。电路单元(2)可以增强触发大电流晶闸管的能力，使该按摸开关可以带动大功率负载如200瓦白炽灯和双管40瓦日光灯。
所采用的脉冲谐波整流电路单元利用电容器的容抗随频率升高而减小的特性，可以在晶闸管控制角较小的条件下可有效地为控制电路单元提供稳定的工作电压，也同时保证了负载有足够的工作电压。
权利要求1.一种压电传感按摸开关由盒体和安装盒体内的电子电路组成，电路中的压电传感基片贴敷于盒体面板上，其特征在于电路板上的电路由信号采集电路单元(1)、控制电路单元(2)、电流引导及电子开关电路单元(3)、尖脉冲谐波整流电路单元(4)以及电源整流及指示电路单元(5)相互连接构成；其中电路单元(1)由压电蜂鸣片HTD并接电阻R1构成，电路单元(2)以双D触发器IC芯片为主构成，分为单、双稳态电路，芯片的1、4、6、3、5、14各脚和所配接的电阻R2、电容器C1为单稳态电路，3脚做为输入端与电路单元(1)的输出端联接，跨接在1、4脚间的电阻R2和1脚为其输出端，IC芯片的7、8、9、10、11、12、13脚做为双稳态电路，以IC芯片的11脚、13脚为该电路的输入端和输出端；电路单元(3)以两只电子开关器件VS1、VS2相互连接构成，其中VS1的阳极通过电阻R4连接VS2的阳极，VS1的阳极与VS2的控制极连接，VS1的控制极通过电阻R3与电路单元(2)的输出端连接，VS2的阳极、阴极为该电路单元的输出端；电路单元(4)由两只晶体二极管D1、ZD相互串接后与电容器C2并接，再配置相应的电阻R5、电容器C3和电阻R6构成，以电阻R6和电阻R4的联接点a为其输出端与电路单元(5)的输入端联接；电路单元(5)以桥式整流电路为主构成，以并联在整流电路输出端的电阻R7、发光二极管LED为其输出端，电阻R7与LED串联，整流电路的输入端连接220伏交流电路；该按摸开关的盒体(11)的封盖由透明或半透明材料制成，电路中的发光二极管管体(9)伸放封盖罩(6)内，压电传感器基片(7)贴敷于封盖内表面上，按摸开关靠盒体底面上的接线柱(10)采用单线进出方式串接在用电器的零线或火线电路中。
2.根据权利要求1或2所述的按摸开关，其特征在于压电传感器HTD为压电蜂鸣片，其外型规格可选用φ20mm，φ27mm或φ35mm中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的按摸开关，其特征在于电子开关器件为晶闸管，双D触发器IC芯片可选用CD4013，晶体二极管ZD为稳压管。
专利摘要本实用新型属于电子开关器件，是一种压电传感按摸开关。该电子开关的压电传感器为压电蜂鸣片，置于开关盒体罩盖的内表面，在盒体内的电路板上配置包括信号采集电路单元、控制电路单元、电流引导及开关电路单元、尖脉冲谐波整流电路单元和电源及指示电路单元的电子电路，这种压电传感按摸开关可串接在用电器的零线电路中正常工作。具有无触电危险，工作稳定可靠和能耗低，抗干扰能力较强等特点。
文档编号H03K17/94GK2240808SQ9521906
公开日1996年11月20日 申请日期1995年8月4日 优先权日1995年8月4日
发明者徐金田 申请人:河北省衡水地区科学技术情报研究所