專(zhuān)利名稱(chēng):一種實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的電源開(kāi)關(guān)及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及家用電器,更具體地說(shuō),涉及一種實(shí)現(xiàn)零功肆€#機(jī)的電源開(kāi)關(guān) 及控制裝置。
背景技術(shù):
在目前的電視機(jī)等家用電器產(chǎn)品中,用戶大多是通過(guò)遙控器關(guān)機(jī),這就是我們常說(shuō)的"待機(jī)"。在這種情況下,機(jī)器內(nèi)的電源、遙控接收及微處理器部分仍保持工作狀態(tài)以保證能下次從遙控器或本機(jī)上的輕觸按4建喚醒電器。而電源及微處理器是為整個(gè)系統(tǒng)在滿負(fù)荷情況下設(shè)計(jì),在待機(jī)后的功耗仍然維持在一個(gè)較高的水平。另夕卜,整機(jī)電路在待機(jī)時(shí)與電網(wǎng)連接,存在一定的安全隱患,例如雷擊或過(guò)電壓等導(dǎo)致起火或爆炸。降低待機(jī)能耗不僅意味著消費(fèi)者節(jié)省用電開(kāi)支,而且減少了能源浪費(fèi)和環(huán)境保護(hù)的壓力,節(jié)約用電對(duì)于減少二氧化碳排放及控制地球溫室效應(yīng)有著重要的作用。我們國(guó)家目前對(duì)待機(jī)能耗沒(méi)有強(qiáng)制的要求,經(jīng)有關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)表明,目前市面上家用電器待機(jī)功耗在5W-15W,甚至有些高達(dá)30W。針對(duì)這種情況,很多人提出了各種不同的方法,以達(dá)到降低及改善待機(jī)功耗、提高待機(jī)安全性的目的,其比較主流的解決方法有如下幾種類(lèi) 型1、 采用另外一組專(zhuān)門(mén)的待機(jī)電源在待機(jī)時(shí)工作,待機(jī)后關(guān)閉主電源及其 它不需要的部分電路,以達(dá)到降低待機(jī)功耗的目的。其缺點(diǎn)是成本較高,很難 做到1W以下的功耗,另外在待機(jī)時(shí)沒(méi)有切斷交流電路,達(dá)不到本質(zhì)安全;2、 在待機(jī)狀態(tài)下,改變開(kāi)關(guān)電源的振蕩方式及在待機(jī)后切斷大部分電路 的工作來(lái)降低功耗,目前的電器大多使用這種方式,其缺點(diǎn)同上所述;3、 增加一個(gè)小型的單片^L專(zhuān)門(mén)用于紅外線遙控器的處理,判斷指令正確 后通過(guò)電》茲繼電器打開(kāi)或切斷原來(lái)交流電路,而單片^/L本身采用電池或超級(jí)電容來(lái)供電,以達(dá)到所謂"零功耗待機(jī)",此為一種較為切實(shí)可行的處理方式, 也基本上是待機(jī)功耗解決思路的主流,其真正達(dá)到了待機(jī)時(shí)交流零功耗(內(nèi)部 電池供電)或甚至低于零點(diǎn)幾瓦的功耗,但由于其共同特點(diǎn)是"將電磁繼電器 的常開(kāi)觸點(diǎn)串接在交流電路中,開(kāi)機(jī)時(shí)將電磁線圈通電并保持以接通交流電 源,遙控器關(guān)機(jī)后電磁繼電器釋放,切斷交流電源",此方法在待機(jī)后確實(shí)做到了交流電全切斷及零功耗待機(jī),但其也存在著一些重要的缺點(diǎn)a 、增加了 一組或兩組線圏功庫(kù)毛(有些專(zhuān)利^f吏用 一個(gè)中間繼電器加一 個(gè)功率繼電器),此線圏在工作時(shí)需加電壓保持吸合,但是在工作時(shí)此功 ^^不容忽^L,例如驅(qū)動(dòng)交流主回路中的250V/5-8A觸電的繼電器,其線 圈本身消耗的功耗,約在0. 4W-0. 8W之間,也就是說(shuō),應(yīng)用其技術(shù)的話, 在關(guān)機(jī)后雖然能省電了,但在正常工作時(shí)反而增加了 0. 3-0. 5Wx2的功 耗,因此這是一種假性的節(jié)能,達(dá)不到真正的節(jié)能效果;b、 這種方法在電池或電容上的電壓耗盡后,需用一個(gè)特別的開(kāi)關(guān)來(lái) 強(qiáng)制開(kāi)機(jī),導(dǎo)致用戶操作復(fù)雜;c、 只有將原來(lái)^4建式電源開(kāi)關(guān)閉合后才能用遙控器開(kāi)關(guān)機(jī),按鍵式 電源開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)狀態(tài)時(shí),要開(kāi)機(jī)還是只能走到面前用手按下,沒(méi)有做到 真正完美的可操作性,即任何時(shí)候用戶都可用電源^:、遙控器、輕觸待 機(jī)鍵的其中任一種操作開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī),而不考慮被控設(shè)備在那種狀態(tài);d、 所增加的電路和零件提高了被控設(shè)備的故障率及不可靠因素,特 別是在電池自放電時(shí),繼電器的觸點(diǎn)、線圏長(zhǎng)時(shí)間通電易過(guò)熱燒毀,單 片機(jī)有可能受到干擾產(chǎn)生故障,由于類(lèi)似此技術(shù)其"增加一個(gè)繼電器的 常開(kāi)觸點(diǎn)串接在交流電路中"的特點(diǎn), 一旦其中任一零件故障,將導(dǎo)致 被控設(shè)備所有功能喪失而不能開(kāi)機(jī);4、增加一個(gè)小型的單片機(jī)專(zhuān)門(mén)用于紅外線遙控器處理,判斷指令正確后 通過(guò)電磁繼電器接通或切斷原來(lái)交流電路,其處理過(guò)程同方法3非常類(lèi)似,但 單片機(jī)的供電由交流電通過(guò)整流濾波獲取,由于單片機(jī)非常省電,此方法可做 到0.1—1W以下的待機(jī)功率,由于其核心技術(shù)與方法3類(lèi)似,因此其缺點(diǎn)也類(lèi) 似,除了不存在電池或電容耗盡的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述在待機(jī)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)零 功耗,但在正常工作時(shí)反而增加了額外的功耗,從而達(dá)不到真正的節(jié)能效果的 缺陷,提供一種實(shí)用安全節(jié)能的實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的電源開(kāi)關(guān)及控制裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的 電源開(kāi)關(guān),基于普通的自鎖式4務(wù)鍵開(kāi)關(guān),包括開(kāi)關(guān)本體、彈簧及套設(shè)于所述彈 簧中的推桿,根據(jù)本發(fā)明的特征,在所述推桿的軸向上設(shè)有一端固定在所述推入一個(gè)瞬間的交流或直流的脈沖電流,在所述鐵芯上產(chǎn)生》茲力拉動(dòng)所述推桿來(lái) 改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)。在本發(fā)明所述的電源開(kāi)關(guān)中,所述推桿的一端設(shè)有凹形的扣位,所述鐵芯 的一端通過(guò)所述扣位卡接在所述推桿上,所述鐵芯在受到所述推桿的推力、所 述彈簧的彈力或所述線圈通電時(shí)產(chǎn)生的^茲力下沿所述推桿的推動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的 控制裝置,包括單片機(jī)及連接在被控設(shè)備與輸入電源之間的電源開(kāi)關(guān),所述電 源開(kāi)關(guān)基于普通的自鎖式拾睫開(kāi)關(guān),包括開(kāi)關(guān)本體、彈簧及套設(shè)于所述彈簧中 的推桿,根據(jù)本發(fā)明的特征在所述推桿的軸向上設(shè)有一端固定在所述推桿上的4失芯以及固定在所述 開(kāi)關(guān)本體上用于容納所述鐵芯的線圈;所述電源開(kāi)關(guān)的線圏 一端連接在輸入電源的一端,另 一端通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi) 關(guān)連接在輸入電源的另 一端,所述中間開(kāi)關(guān)的控制端連接到所述單片機(jī)的輸出 控制腳;其中所述單片機(jī)接收到開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)的指令后,輸出 一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào)控制所 述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,所述電源開(kāi)關(guān)的線圏中產(chǎn)生一個(gè)瞬間的脈沖電流,所述鐵芯 在所述線圏產(chǎn)生的磁力作用下接通或斷開(kāi)所述被控設(shè)備的輸入電源。在本發(fā)明所述的控制裝置中,所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)包括與所述電源開(kāi)關(guān)連接的中 間可控開(kāi)關(guān)以及與所述中間可控開(kāi)關(guān)連接的驅(qū)動(dòng)隔離器件,所述單片才幾發(fā)出一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)所述驅(qū)動(dòng)隔離器件隔離后,進(jìn)而使所述中間可控開(kāi)關(guān)導(dǎo) 通。在本發(fā)明所述的控制裝置中,所述控制裝置進(jìn)一步包括連接在所述被控設(shè) 備與單片機(jī)之間的外部復(fù)位單元,其中在通過(guò)任何一種模式開(kāi)機(jī)后,所述被控設(shè)備工作后觸發(fā)所述外部復(fù)位單 元,使所述單片機(jī)的硬件復(fù)位一次。在本發(fā)明所述的控制裝置中,所述控制裝置進(jìn)一步包括與所述單片機(jī)連接 用于檢測(cè)紅外信號(hào)的紅外線接收隔離單元,其中所述單片機(jī)在開(kāi)機(jī)復(fù)位后進(jìn)入睡眠狀態(tài),所述紅外線接收隔離單元接收到 紅外信號(hào)后,通過(guò)中斷喚醒單片機(jī)進(jìn)入解碼狀態(tài), 一旦判斷遙控鍵值與預(yù)先設(shè) 定的值相同,從所述單片機(jī)送出一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào),進(jìn)而觸發(fā)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān) 及電源開(kāi)關(guān)。在本發(fā)明所述的控制裝置中,所述紅外線接收隔離單元的輸出分別送到所 述單片機(jī)及被控設(shè)備,所述單片機(jī)預(yù)先設(shè)定僅處理電源開(kāi)關(guān)指令,經(jīng)過(guò)隔離后 的紅外信號(hào)連接到所述可控設(shè)備對(duì)其進(jìn)行控制。在本發(fā)明所述的控制裝置中,所述控制裝置進(jìn)一步包括為所述單片才幾及紅 外線接收隔離單元供電的電池及與所述電池和可控設(shè)備連接的供電切換單元, 其中當(dāng)被控設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時(shí),所述供電切換單元控制所述單片機(jī)及紅外線接收隔離單元由所述電池供電;當(dāng)所述被控設(shè)備正常工作時(shí),所述供電切換單元控制所述紅外線接收隔離 單元及單片機(jī)自動(dòng)切換到由被控設(shè)備供電。在本發(fā)明所述的控制裝置中,所述控制裝置進(jìn)一步包括與所述單片機(jī)連接 的待機(jī)指示單元,其中在通過(guò)任何一種模式關(guān)機(jī)后,所述單片機(jī)每隔一定時(shí)間輸出一個(gè)控制信 號(hào),使所述待機(jī)指示單元發(fā)出表示所述可控設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)的閃爍信號(hào)。在本發(fā)明所述的控制裝置中,所述控制裝置進(jìn)一步包括與所述單片機(jī)連接 的輕觸電源鍵,通過(guò)長(zhǎng)按所述輕觸電源鍵進(jìn)入設(shè)置模式,以便自定義遙控器上任何一個(gè)按鍵為電源開(kāi)關(guān)鍵。實(shí)施本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的電源開(kāi)關(guān)及控制裝置,具有以下有益效果1、 在普通的自鎖式按鍵開(kāi)關(guān)基礎(chǔ)上增加了線圏和鐵芯,僅需要在開(kāi)機(jī)或 關(guān)機(jī)時(shí)使用一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào),使電源開(kāi)關(guān)的推桿動(dòng)作一次,即可完成開(kāi)機(jī) 或關(guān)機(jī),而這種方式在待機(jī)狀態(tài)或正常工作狀態(tài)下都不會(huì)有電流通過(guò)電源開(kāi)關(guān)的線圏,從而實(shí)現(xiàn)了真正的零功耗及節(jié)能;2、 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的電源開(kāi)關(guān),具有適用性廣、構(gòu)造及生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單、性能可靠、成本低的特點(diǎn);3、 完全兼容現(xiàn)有被控設(shè)備的操作習(xí)慣,可以使用電源開(kāi)關(guān)、遙控器及被 控設(shè)備的輕觸鍵開(kāi)關(guān)機(jī),同樣也可混合操作;4、 電源開(kāi)關(guān)線圏及中間可控開(kāi)關(guān)^f又在開(kāi)4幾或關(guān)才幾瞬間通電工作約10ms, 其它時(shí)間均不通電工作,如此提高了產(chǎn)品的可靠性及壽命以及達(dá)到真正節(jié)能環(huán) 保的效果;5、 充分考慮了不同被控設(shè)備的兼容情況,非常容易與大部分的被控設(shè)備 接口,對(duì)于大多數(shù)電器,只需用本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān)代替被控設(shè)備的開(kāi)關(guān),去掉 原被控設(shè)備的紅外線接收器,將本發(fā)明的紅外線遙控信號(hào)接到被控設(shè)備的輸 入,再?gòu)谋豢卦O(shè)備取一個(gè)5V/10mA的電源即可,由于本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān)在通用 型的自鎖式按鍵開(kāi)關(guān)基礎(chǔ)上改進(jìn),使產(chǎn)品具有通用性,安裝尺寸可兼容幾乎全 部的被控設(shè)備,如電視、影碟機(jī)、音響、功放、機(jī)頂盒等設(shè)備;6、 關(guān)機(jī)后完全切斷交流,不消耗任何功耗,具有節(jié)能及安全的雙重功效, 在開(kāi)機(jī)正常工作時(shí),只需增加被控設(shè)備極低的功耗,此功耗不超過(guò)5V/10mA(即 50mW),以上數(shù)值是最大充電電流下的值,充滿后消耗電流不超過(guò)3mA;7、 基于采用本發(fā)明所述的開(kāi)關(guān),紅外線遙控接收器由電池和^皮控設(shè)備同 時(shí)供電,以及紅外線信號(hào)經(jīng)隔離后同時(shí)送給單片機(jī)和被控設(shè)備的設(shè)計(jì),本發(fā)明 的控制裝置對(duì)被控設(shè)備可靠性不會(huì)造成影響,即使本發(fā)明的控制裝置發(fā)生故 障,被控設(shè)備仍然可以同未使用本發(fā)明的控制裝置前一樣進(jìn)行操作,并且沒(méi)有 功能喪失的情況發(fā)生,例如,即使本發(fā)明的單片機(jī)死機(jī)或損壞、電源開(kāi)關(guān)的線圏燒毀、機(jī)內(nèi)待機(jī)電池耗盡等情況,被控設(shè)備除了不能在關(guān)機(jī)狀態(tài)下用遙控器 及輕觸按鍵開(kāi)機(jī),其它均沒(méi)有任何的功能損失,例如仍可用電源開(kāi)關(guān)開(kāi)機(jī),開(kāi) 機(jī)后所有的遙控均可操作,包含同使用本發(fā)明前的待機(jī)功能,當(dāng)然遙控接收器 損壞另當(dāng)別論,需說(shuō)明的是,此遙控接收器使用原被控設(shè)備的遙控接收器,即同原設(shè)備具有同樣的故障率;8、全部釆用通用型器件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、性能可靠,特別適于規(guī)才莫 生產(chǎn),能真正適用于市場(chǎng)推廣。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,附圖中 圖1A是本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖1B是本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān)的一個(gè)實(shí)施例的分解示意圖; 圖2是本發(fā)明的控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的邏輯框圖; 圖3是本發(fā)明的控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白, 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描 述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。如圖1A和1B所示,本發(fā)明的可手動(dòng)及脈沖電流控制的電源開(kāi)關(guān)是在通用 型的自鎖式^4建電源開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。通用型的4^4建式電源開(kāi)關(guān)一般由 推桿20、彈簧24、彈簧定位片、開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、自鎖導(dǎo)軌、自鎖彈片及開(kāi)關(guān)本體 23構(gòu)成。本發(fā)明將現(xiàn)有通用型按鍵式電源開(kāi)關(guān)的推桿20的尾部加長(zhǎng)使之突出 開(kāi)關(guān)本體23,并設(shè)有一個(gè)凹進(jìn)的扣位,參考圖1A和1B所示的推桿20,同時(shí) 在推桿20的軸向方向上增加了一組由螺線管形線圏22和鐵芯21組成的電i茲 鐵,鐵芯21的一端固定在推桿20的扣位中并隨推桿20—起運(yùn)動(dòng),螺線管形 線圈22固定在開(kāi)關(guān)本體上,螺線管形線圈22內(nèi)部有一個(gè)直徑略大于鐵芯21 直徑的中空骨架,鐵芯21置于此中空骨架內(nèi)部沒(méi)有固定,可在受到推桿20的推力及彈簧24的彈力,或螺線管形線圈22通電時(shí)在鐵芯21上產(chǎn)生的磁力 下沿推桿20推動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān)包括開(kāi)關(guān)本體23、彈簧24及 套設(shè)于彈簧24中的推桿20,在推桿20的軸向上設(shè)有一端固定在推桿20上的 鐵芯21以及固定在開(kāi)關(guān)本體23上用于容納鐵芯21的螺線管形線圈22。螺線 管形線圏22可根據(jù)不同的應(yīng)用條件改變參數(shù),以適應(yīng)不同的電壓要求。此外, 螺線管形線圏22和鐵芯21還可根據(jù)實(shí)際需要改變固定角度及放置方式,例如 杠桿式,其最終目的是作用在推桿20上的磁力與手動(dòng)按壓的效果相同。本發(fā) 明的電源開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)可以是單刀單擲或單刀雙擲,也可以是雙刀單擲或雙刀雙 擲。以下對(duì)本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明1、 通入脈沖電流使其接通當(dāng)螺線管形線圏22通入脈沖電流時(shí),鐵芯 21沿推桿20推入的方向做拉入式的直線運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)自鎖式按鍵推桿20推入, 自鎖彈片將開(kāi)關(guān)鎖定在閉合位置,脈沖電流結(jié)束后,開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)保持接通;2、 通入脈沖電流使其斷開(kāi)當(dāng)螺線管形線圏22通入脈沖電流時(shí),鐵芯 21沿推桿20推入方向做拉入式的直線運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)自鎖式按鍵推桿20推入, 自鎖彈片將開(kāi)關(guān)鎖定在斷開(kāi)位置,脈沖電流結(jié)束后,開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)保持?jǐn)嚅_(kāi)。以上的操作過(guò)程同手動(dòng)按壓推桿20類(lèi)似,在電源開(kāi)關(guān)打開(kāi)或關(guān)閉之后均 不需要給線圈保持通電,不同的是通入脈沖電流來(lái)使螺線管形線圈22在鐵芯 21上產(chǎn)生的拉力來(lái)拉入推桿20。如圖2所示,圖中示出了一種實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的控制裝置。本發(fā)明的控制 裝置包括電源開(kāi)關(guān)1、中間可控開(kāi)關(guān)2、驅(qū)動(dòng)隔離器件3、關(guān)機(jī)電平驅(qū)動(dòng)單元4、 被控設(shè)備電源檢測(cè)單元5、單片機(jī)6、待機(jī)指示單元7、紅外線接收隔離單元8、 供電切換單元9、被控設(shè)備10、脈沖充電電路11、電池12及外部復(fù)位單元13, 其中中間可控開(kāi)關(guān)2和驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)3組成一個(gè)總的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān),該驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)同 樣也可由類(lèi)似的開(kāi)關(guān)器件代替,例如繼電器、開(kāi)關(guān)管等。本發(fā)明使用可手動(dòng)及 脈沖電流控制的電源開(kāi)關(guān)1代替被控設(shè)備10的主電源4務(wù)建開(kāi)關(guān),本發(fā)明的電 源開(kāi)關(guān)1的線圈一端接交流輸入的任一端,再將線圈的另一端與一組常開(kāi)觸點(diǎn) 的可控開(kāi)關(guān)2串聯(lián)后,再接到交流輸入的另一端,中間可控開(kāi)關(guān)2的控制端通過(guò)驅(qū)動(dòng)隔離器件3與單片機(jī)6的輸出腳連接,單片機(jī)6輸出一個(gè)脈沖信號(hào),在 驅(qū)動(dòng)隔離器件3的控制下使中間可控開(kāi)關(guān)2接通,由于電源開(kāi)關(guān)1的線圏兩端 已接在交流輸入的兩端,此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間的脈沖電流使線圈產(chǎn)生磁力,進(jìn) 而拉動(dòng)電源開(kāi)關(guān)1的鐵芯使其接通或斷開(kāi)交流輸入。因?yàn)楸景l(fā)明的電源開(kāi)關(guān)1 只需要開(kāi)或關(guān)的瞬間(例如10ms)給線圈通電,而其它時(shí)間不需要保持通電, 所以功耗極低。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知悉,圖2所示的控制裝置僅為本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例而已,圖中所示的中間可控開(kāi)關(guān)2和驅(qū)動(dòng)隔離器件3組成的驅(qū)動(dòng)開(kāi) 關(guān)可使用類(lèi)似的開(kāi)關(guān)器件替代,如繼電器、開(kāi)關(guān)管等,單片機(jī)6僅需輸出一個(gè) 瞬間脈沖信號(hào),使此類(lèi)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通,從而使本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān)1的內(nèi)部線圏 產(chǎn)生一個(gè)瞬間的脈沖電流,拉入鐵芯使電源開(kāi)關(guān)l接通或斷開(kāi)輸入電源。以下結(jié)合圖2對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的控制裝置作進(jìn)一步說(shuō)明。在被 控設(shè)備10關(guān)機(jī)后,通過(guò)供電切換單元9控制電池12給單片機(jī)6及紅外線接收 隔離單元8供電,單片機(jī)6完成上電自檢及初始化后進(jìn)入睡眠模式,其消耗電 流的典型值為幾個(gè)^f鼓安,紅外線接收隔離單元8接收到紅外信號(hào)后,通過(guò)中斷 喚醒單片機(jī)6進(jìn)入解碼狀態(tài), 一旦判斷遙控4建值與預(yù)先設(shè)定的相同后,從單片 機(jī)6送出一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào),觸發(fā)中間可控開(kāi)關(guān)2導(dǎo)通,進(jìn)而使電源開(kāi)關(guān)l 的線圈產(chǎn)生一個(gè)瞬間的脈沖電流,以便線圈拉入鐵芯使電源開(kāi)關(guān)1打開(kāi)或關(guān) 閉。單片機(jī)6的內(nèi)部含看門(mén)狗,及在軟件上做了多重抗干擾技術(shù),避免了程序 跑飛或死機(jī)問(wèn)題。另外,被控設(shè)備電源檢測(cè)單元5沒(méi)有檢測(cè)到被控設(shè)備10的 電壓時(shí),單片機(jī)6控制待機(jī)指示單元7每間隔一^a時(shí)間輸出一個(gè)脈沖信號(hào)點(diǎn)亮 待機(jī)指示單元7的發(fā)光二極管,以提示被控設(shè)備10處于待機(jī)狀態(tài)。此時(shí)用戶 可通過(guò)以下三種方式開(kāi)機(jī),即遙控器上的電源鍵、被控設(shè)備10上連接到單片 機(jī)6的輕觸鍵、依照本發(fā)明的可手動(dòng)及脈沖電流控制的電源開(kāi)關(guān)1。以下是三 種開(kāi)才幾方式的i兌明1、當(dāng)按下遙控器上電源鍵時(shí),激活單片機(jī)6及從單片機(jī)6控制腳輸出一 個(gè)瞬間的脈沖信號(hào),此脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)隔離器件3送到中間可控開(kāi)關(guān)2的控 制端,中間可控開(kāi)關(guān)2觸點(diǎn)瞬間接通本發(fā)明的可手動(dòng)及脈沖電流控制的電源開(kāi) 關(guān)1的線圈,線圏通電后在內(nèi)部鐵芯上產(chǎn)生的拉力瞬間將電源開(kāi)關(guān)1閉合,進(jìn)而使主交流回路閉合,交流電通過(guò)本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān)1的觸點(diǎn)送到被控設(shè)備10,然后完成正常開(kāi)才幾;2、 當(dāng)按下連接到單片機(jī)6的輕觸鍵時(shí),單片機(jī)6從控制腳輸出同樣的脈 沖控制信號(hào),通過(guò)與上述相同的過(guò)程控制本發(fā)明的可手動(dòng)及脈沖電流控制的電 源開(kāi)關(guān)1使交流回路閉合;3、 當(dāng)按下本發(fā)明的可手動(dòng)及脈沖電流控制的電源開(kāi)關(guān)1開(kāi)機(jī)時(shí),同普通 的家用電器一樣完成開(kāi)機(jī)過(guò)程,而這個(gè)過(guò)程中單片機(jī)6不參與工作。開(kāi)機(jī)后,被控設(shè)備10輸出一個(gè)電壓接到供電切換單元9和被控設(shè)備電源 檢測(cè)單元5、供電切換單元9自動(dòng)將電源切換到由所述電壓供給,切換過(guò)程中 單片機(jī)6及紅外線接收隔離單元8 —直保持供電,同時(shí)被控設(shè)備電源檢測(cè)單元 5通過(guò)單片機(jī)6的輸入腳通知單片機(jī)6將待機(jī)指示單元7關(guān)閉,同時(shí)控制脈沖 充電電路11給電池12充電,設(shè)定充到一定值后保持恒流充電。在整個(gè)過(guò)程中, 從被控設(shè)備的+5V上取電的電流不超過(guò)10mA。開(kāi)機(jī)完成后,本發(fā)明的電源開(kāi)關(guān) 1的線圏及中間可控開(kāi)關(guān)2都不需通電保持,僅需消耗被控設(shè)備的所述電壓不 超過(guò)10mA (最大充電電流)。由于紅外線接收隔離單元8的輸出信號(hào)通過(guò)隔離 后同時(shí)給被控設(shè)備10和單片機(jī)6,所以在正常收看過(guò)程中對(duì)原來(lái)操作沒(méi)有任 何影響。此外,紅外線接收隔離單元8的輸出分別送到所述單片機(jī)6及被控設(shè) 備IO,單片機(jī)6預(yù)先設(shè)定僅處理電源開(kāi)關(guān)指令,而經(jīng)過(guò)隔離后的紅外信號(hào)連 接到所述可控設(shè)備10對(duì)其進(jìn)行控制。關(guān)機(jī)過(guò)程有四種不同模式,即遙控關(guān)機(jī)、輕觸鍵關(guān)機(jī)、定時(shí)及無(wú)信號(hào)自動(dòng) 關(guān)才幾、電源開(kāi)關(guān)關(guān)機(jī)。以下是四種模式下關(guān)才幾過(guò)程的說(shuō)明1、 當(dāng)采用遙控器關(guān)機(jī)時(shí),單片機(jī)6收到關(guān)機(jī)信號(hào)后,從控制腳輸出脈沖 信號(hào),通過(guò)驅(qū)動(dòng)隔離器件3加到中間可控開(kāi)關(guān)2的控制端,中間可控開(kāi)關(guān)2 的觸點(diǎn)瞬間接通電源開(kāi)關(guān)1的線圏,線圈通電后在內(nèi)部鐵芯上產(chǎn)生的拉力瞬間 將電源開(kāi)關(guān)1的主交流回路斷開(kāi),如此完成正常關(guān)才幾;2、 當(dāng)按下連接到單片機(jī)6的輕觸鍵時(shí),單片機(jī)6從控制腳輸出同樣的脈 沖控制信號(hào),通過(guò)同樣的過(guò)程控制本發(fā)明的可手動(dòng)及脈沖電流控制的電源開(kāi)關(guān) 1的交流回路斷開(kāi);3、 當(dāng)在被控設(shè)備10設(shè)置了定時(shí)關(guān)機(jī),或條件關(guān)機(jī)且條件滿足時(shí),被控設(shè) 備10輸出一個(gè)脈沖或固定電平,關(guān)機(jī)電平驅(qū)動(dòng)單元4連接到單片機(jī)6的輸入 腳,單片機(jī)6從控制腳輸出同樣的脈沖信號(hào),通過(guò)相同的過(guò)程完成正常關(guān)機(jī);4、 當(dāng)按下電源開(kāi)關(guān)1時(shí),本發(fā)明的可手動(dòng)及脈沖電流控制的電源開(kāi)關(guān)1 的交流回路斷開(kāi),同普通的被控設(shè)備關(guān)機(jī)過(guò)程一樣,單片機(jī)不參與操作。完成關(guān)機(jī)后,供電切換單元9將單片機(jī)6和紅外線接收隔離單元8的供電 切換到電池12供電,同時(shí)被控設(shè)備電源檢測(cè)單元5通知單片機(jī)6將脈沖充電 電路11關(guān)閉,以及將待機(jī)指示單元7打開(kāi),然后單片機(jī)6進(jìn)入睡眠等待開(kāi)機(jī) 按鍵及遙控器信號(hào)喚醒。同時(shí),被控設(shè)備10可通過(guò)外部復(fù)位單元13將單片機(jī)6的硬件復(fù)位,而單 片機(jī)6內(nèi)部已有開(kāi)機(jī)復(fù)位電路,每次被控設(shè)備10工作后給單片機(jī)6復(fù)位的意 義在于,使單片機(jī)6在每次被控設(shè)備10工作后,進(jìn)入一個(gè)初始的狀態(tài),以提 高其可靠性。即使萬(wàn)一在受到干擾等情況工作不正常的情況下,手動(dòng)按鍵開(kāi)機(jī) 后也能恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。圖3是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)零功^#機(jī)的控制裝置的電路原理圖。本發(fā)明的電源 開(kāi)關(guān)Kl的觸點(diǎn)連接于交流輸入與被控設(shè)備IO之間,當(dāng)然根據(jù)規(guī)定設(shè)備的不同, 此開(kāi)關(guān)可以是單聯(lián)或如圖所示的雙聯(lián)。開(kāi)關(guān)的線圈與可控硅SCR1的Tl、 T2 端串聯(lián)后接入到交流電的輸入兩端,光耦Ul實(shí)現(xiàn)初次級(jí)的隔離以及可控珪 SCR1的驅(qū)動(dòng),單片機(jī)U2的1腳接地GND, 2腳作為被控設(shè)備10的電源檢測(cè), 3腳定義為脈沖充電電路的控制輸出,4腳定義為^4建輸入,5腳定義為紅外 線遙控信號(hào)的輸入,6、 7、 8、 9腳為空腳,IO腳為外部硬件復(fù)位,ll腳定義 為待機(jī)指示單元7的控制輸出,12腳定義為開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的輸出,14腳接電 源VCC。二極管D2、 D7作為紅外線信號(hào)的隔離器件,使單片機(jī)U2和^皮控設(shè)備之間 同時(shí)接收及互不影響,二極管D4、 D5作為電池BAT1及被控設(shè)備電源的隔離和 切換器件,三極管Q1作為脈沖充電的開(kāi)關(guān)控制器件。在關(guān)機(jī)狀態(tài)下,電池BAT1 通過(guò)D4給單片機(jī)U2及紅外線接收器U3供電。單片機(jī)U2自帶看門(mén)狗及復(fù)位電 路,由于被控設(shè)備的電源檢測(cè)腳為低,U2從5腳每間隔一段時(shí)間輸出脈沖信號(hào)來(lái)點(diǎn)亮D3,以作為待機(jī)指示。當(dāng)合法開(kāi)機(jī)(遙控、"fe4建及定時(shí))時(shí),單片機(jī)U2的6腳輸出一個(gè)高電平的 脈沖信號(hào),通過(guò)光耦Ul隔離來(lái)控制可控石圭SCR1瞬間導(dǎo)通,電源開(kāi)關(guān)Kl的線 圈瞬間通電,其線圈中的鐵芯拉動(dòng)推桿,將開(kāi)關(guān)K1觸點(diǎn)閉合,交流電通過(guò)電 源開(kāi)關(guān)Kl的觸點(diǎn)連接到被控設(shè)備10工作。如圖3所示,光耦Ul和可控硅SCR1 組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān),即驅(qū)動(dòng)隔離器件2和中間可控開(kāi)關(guān)3。此外,圖3還示出 了另外一種由驅(qū)動(dòng)隔離器件2A和中間可控開(kāi)關(guān)3A的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān),即一個(gè)開(kāi)關(guān)管 和繼電器,單片機(jī)U2發(fā)出一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào)使開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通,進(jìn)而使繼電器 的靜觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)吸合,然后在電源開(kāi)關(guān)1的線圈中產(chǎn)生一個(gè)瞬間的脈沖電 流,線圈作用在鐵芯上的磁力拉動(dòng)鐵芯及推桿改變電源開(kāi)關(guān)1的觸點(diǎn)位置,使 被控設(shè)備10的輸入電源接通或斷開(kāi)。被控設(shè)備10工作后,其+5V電壓通過(guò)二極管D5連接到U2的1腳,由于 此電壓(約4. 3V)高過(guò)電池BAT1的電壓,所以二極管D4截止,U2的供電將由 十5V通過(guò)D5供給,同時(shí)電壓+5V通過(guò)電阻R15加到U2的2腳,單片才幾U2纟金測(cè) 到該電壓后,將與5腳連接的待機(jī)閃燈信號(hào)關(guān)閉。同時(shí)重復(fù)輸出一個(gè)負(fù)脈沖使 三極管Ql間隔性導(dǎo)通給電池BAT1充電,充電的電流可通過(guò)電阻R14進(jìn)行調(diào)整, 充電的最高電壓為4. IV,即5V - 0. 7V(二極管壓降)-0. 2V(三極管CE壓降)。 當(dāng)電池BAT1充滿后,該電流會(huì)自動(dòng)減少。另外,被控設(shè)備的電壓+5V通過(guò)電容C3,加到三極管Q7的基極,使Q7 的集電極輸出一個(gè)低電平,將單片機(jī)U2硬件復(fù)位。單片機(jī)U2內(nèi)部已有開(kāi)機(jī)復(fù) 位電路,每次被控設(shè)備10工作后給單片機(jī)U2復(fù)位的意義在于,使單片機(jī)U2 在每次被控設(shè)備10工作后,進(jìn)入一個(gè)初始的狀態(tài),以提高其可靠性。即使萬(wàn) 一在受到干擾等情況工作不正常的情況下,手動(dòng)^4定開(kāi)機(jī)后也能恢復(fù)到正常工 作狀態(tài)。在開(kāi)機(jī)的過(guò)程中,被控設(shè)備10通過(guò)電阻R18送出高電平,通過(guò)三極管Q2 加到U2的4腳,使4腳為低電平。單片機(jī)U2的12腳送出一個(gè)脈沖信號(hào),通 過(guò)光耦U1隔離,進(jìn)而使可控硅SCR1瞬間導(dǎo)通,然后電源開(kāi)關(guān)K1的線圏瞬間 通電,其線圈中的鐵芯拉動(dòng)推桿,將電源開(kāi)關(guān)K1觸點(diǎn)斷開(kāi)。開(kāi)關(guān)K1的觸點(diǎn)斷開(kāi)后,電壓+5V消失,二;f及管D5截止,二4及管D4導(dǎo)通,電池BAT1通過(guò)D4給 U2及U3供電,同時(shí)U2的2腳為低電平,U2的3腳關(guān)閉充電脈沖輸出,及打 開(kāi)U2的ll腳的待機(jī)指示脈沖輸出。經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè),在待機(jī)狀態(tài)下,電池3. 6V的 電流為0. 4mA,交流電流為零。在開(kāi)機(jī)瞬間,電池3. 6V工作電流3mA。開(kāi)機(jī)后, 5V電壓上的電流消耗約在5mA。此外,用戶還可以通過(guò)初始設(shè)置來(lái)自定義遙控器的電源開(kāi)關(guān)鍵,在長(zhǎng)按下 連接到單片機(jī)U2的輕觸電源鍵SW1,待機(jī)燈D3快速閃爍提示進(jìn)入自定義紅外 線遙控電源開(kāi)關(guān)鍵狀態(tài),此時(shí)用戶將預(yù)先定義的電源開(kāi)關(guān)鍵按下,單片機(jī)U2 識(shí)別后停止待機(jī)燈的快速閃爍,然后將數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)部閃存,以便斷電后不丟失 信息。需說(shuō)明的是,圖3中給出了使用開(kāi)關(guān)管和中間繼電器代替光耦和交流可控 硅的實(shí)例,即使用圖3中的3A、 2A部分代替其3、 2部分的電路,也可達(dá)到相 同的效果。以上所述僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明?;诒景l(fā) 明的一些其它應(yīng)用,例如取消待機(jī)指示單元,或?qū)⒈景l(fā)明的電源開(kāi)關(guān)更改為帶 自鎖的脈沖繼電器,或取消電池及充電電路,改為另一組獨(dú)立電源等。凡是本 發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的電源開(kāi)關(guān),基于普通的自鎖式按鍵開(kāi)關(guān),包括開(kāi)關(guān)本體、彈簧及套設(shè)于所述彈簧中的推桿,其特征在于,在所述推桿的軸向上設(shè)有一端固定在所述推桿上的鐵芯以及固定在所述開(kāi)關(guān)本體上用于容納所述鐵芯的線圈,所述線圈接入一個(gè)瞬間的交流或直流的脈沖電流,在所述鐵芯上產(chǎn)生磁力拉動(dòng)所述推桿來(lái)改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源開(kāi)關(guān),其特征在于,所述推桿的一端設(shè)有 凹形的扣位,所述鐵芯的一端通過(guò)所述扣位連接在所述推桿上,所述鐵芯在受 到所述推桿的推力、所述彈簧的彈力或所述線圈通電時(shí)產(chǎn)生的磁力下沿所述推 4干的4,動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。
3、 一種實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的控制裝置,包括單片機(jī)及連接在被控設(shè)備與輸 入電源之間的電源開(kāi)關(guān),所述電源開(kāi)關(guān)基于普通的自鎖式4務(wù)建開(kāi)關(guān),包括開(kāi)關(guān) 本體、彈簧及套設(shè)于所述彈簧中的推桿,其特征在于,在所述推桿的軸向上設(shè)有一端固定在所述推桿上的鐵芯以及固定在所述 開(kāi)關(guān)本體上用于容納所述鐵芯的線圏;所述電源開(kāi)關(guān)的線圏一端連接在輸入電源的一端,另一端通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi) 關(guān)連接在輸入電源的另 一端,所述中間開(kāi)關(guān)的控制端連接到所述單片機(jī)的輸出 控制腳;其中所述單片機(jī)接收到開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)的指令后,輸出 一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào)控制所 述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,所述電源開(kāi)關(guān)的線圈中產(chǎn)生一個(gè)瞬間的脈沖電流,所述鐵芯 在所述線圏產(chǎn)生的磁力作用下接通或斷開(kāi)所述被控設(shè)備的輸入電源。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置,其特征在于,所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)包括與 所述電源開(kāi)關(guān)連接的中間可控開(kāi)關(guān)以及與所述中間可控開(kāi)關(guān)連接的驅(qū)動(dòng)隔離 器件,所述單片機(jī)發(fā)出一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)所述驅(qū)動(dòng)隔離器件隔離后,進(jìn) 而使所述中間可控開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置,其特征在于,所述控制裝置進(jìn)一步 包括連接在所述被控設(shè)備與單片機(jī)之間的外部復(fù)位單元,其中在通過(guò)任何一種模式開(kāi)機(jī)后,所述被控設(shè)備工作后觸發(fā)所述外部復(fù)位單 元,使所述單片機(jī)的硬件復(fù)位一次。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置,其特征在于,所述控制裝置進(jìn)一步 包括與所述單片機(jī)連接用于檢測(cè)紅外信號(hào)的紅外線接收隔離單元,其中所述單片機(jī)在開(kāi)機(jī)復(fù)位后進(jìn)入睡眠狀態(tài),所述紅外線接收隔離單元接收到 紅外信號(hào)后,通過(guò)中斷喚醒單片機(jī)進(jìn)入解碼狀態(tài), 一旦判斷遙控鍵值與預(yù)先設(shè) 定的值相同,從所述單片機(jī)送出一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào),進(jìn)而觸發(fā)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān) 及電源開(kāi)關(guān)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置,其特征在于,所述紅外線接收隔離 單元的輸出分別送到所述單片機(jī)及被控設(shè)備,所述單片機(jī)預(yù)先設(shè)定僅處理電源 開(kāi)關(guān)指令,經(jīng)過(guò)隔離后的紅外信號(hào)連接到所述可控設(shè)備對(duì)其進(jìn)行控制。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置,其特征在于,所述控制裝置進(jìn)一步 包括為所述單片機(jī)及紅外線接收隔離單元供電的電池及與所述電池和可控設(shè) 備連接的供電切換單元,其中當(dāng)被控設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時(shí),所述供電切換單元控制所述單片機(jī)及紅外線 接收隔離單元由所述電池供電;當(dāng)所述^皮控設(shè)備正常工作時(shí),所述供電切換單元控制所述紅外線接收隔離 單元及單片機(jī)自動(dòng)切換到由被控設(shè)備供電。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置,其特征在于,所述控制裝置進(jìn)一步 包括與所述單片機(jī)連接的待機(jī)指示單元,其中在通過(guò)任何一種模式關(guān)機(jī)后,所述單片機(jī)每隔一定時(shí)間輸出一個(gè)控制信 號(hào),使所述待機(jī)指示單元發(fā)出表示所述可控設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)的閃爍信號(hào)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置,其特征在于,所述控制裝置進(jìn)一步 包括與所述單片機(jī)連接的輕觸電源鍵,通過(guò)長(zhǎng)按所述輕觸鍵開(kāi)關(guān)進(jìn)入設(shè)置模 式,以便自定義遙控器上任何一個(gè)按鍵為電源開(kāi)關(guān)鍵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的電源開(kāi)關(guān)及控制裝置,所述控制裝置包括單片機(jī)及連接在被控設(shè)備與輸入電源之間的電源開(kāi)關(guān),所述電源開(kāi)關(guān)的內(nèi)部設(shè)線圈和鐵芯,所述單片機(jī)接收到開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)的指令后,輸出一個(gè)瞬間的脈沖信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,所述電源開(kāi)關(guān)的線圈中產(chǎn)生一個(gè)瞬間的脈沖電流,所述鐵芯在所述線圈產(chǎn)生的磁力作用下接通或斷開(kāi)所述被控設(shè)備的輸入電源。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述在待機(jī)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)零功耗,但在正常工作時(shí)反而增加了額外的功耗,從而達(dá)不到真正的節(jié)能效果的缺陷,提供一種實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)的電源開(kāi)關(guān)及控制裝置,如此在待機(jī)狀態(tài)或正常工作狀態(tài)下都不會(huì)有電流通過(guò)電源開(kāi)關(guān)的線圈,從而實(shí)現(xiàn)了真正的零功耗及節(jié)能。
文檔編號(hào)G05B19/042GK101329960SQ20081006764
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者袁想平 申請(qǐng)人:袁想平