專利名稱：電源電位自動(dòng)切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠自動(dòng)切換電源電位的電源電位自動(dòng)切換裝置。
背景技術(shù)：
電磁波是伴隨電而形成的無(wú)色、無(wú)味、無(wú)形物質(zhì)，其有害性己得到
很多科學(xué)研究的確定。比如，電磁波會(huì)抑制褪黑激素(melatonin)荷爾 蒙的分泌，而由于褪黑激素具有降低癌癥發(fā)生率的功效，電磁波也就相 應(yīng)地會(huì)增加癌癥的發(fā)病率。此外，電磁波對(duì)發(fā)育能力也有影響，還可能 誘發(fā)血液循環(huán)障礙、不眠癥、皮膚病等。
電床墊作為幫助人類睡眠的一種工具，其工作時(shí)產(chǎn)生的電磁波滲透 到人體內(nèi)將引起很多副作用。為了有效降低電床墊工作時(shí)的電磁波輻射， 在現(xiàn)有技術(shù)中通常采用如圖1所示的電床墊熱線圖。
如圖1所示， 一次合金線20纏繞在玻璃纖維10上，其外邊包有一 層一次絕緣皮膜30。絕緣皮膜30在低溫時(shí)使用尼龍絕緣皮膜，而在高溫 時(shí)使用鐵氟龍絕緣皮膜。絕緣皮膜的外邊用二次銅線40按照一次合金線 20相反方向纏繞以后，而在二次銅線40的外邊包有一層硅膠外皮50。
對(duì)于圖1所示熱線圖，當(dāng)二次銅線40的電源接入電位AC2為零電 位、而一次合金線20的電源接入電位AC1為高電位(比如220V)時(shí)， 由于其中二次銅線40和一次合金線20的纏繞方向相反，因此可以有效 抵消電磁波。這樣，為了有效降低電床墊中熱線所產(chǎn)生的電磁波，就必 須確保二次銅線40的電源接入電位AC2為零電位，也就在使用電床墊 對(duì)電源插頭方向的選擇有所限制。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種電源電位自動(dòng)切換裝置，其在
任意方向連接電源插頭都可以輸出相同方向的電源。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種電源電位自動(dòng)切換裝置。該 裝置主要應(yīng)用在供電電源和電床墊電源插頭之間，包括有兩個(gè)輸入端子、 兩個(gè)輸出端子、 一個(gè)光電耦合器、 一個(gè)電源電阻、 一個(gè)三極管、以及一 個(gè)繼電器開(kāi)關(guān)。其中
所述第一、第二輸入端子與供電電源相連。
所述第一、第二輸出端子與電器(比如電床墊)電源輸入端相連。
所述光電耦合器的發(fā)光源和所述電源電阻串聯(lián)連接在電源接地端子 和所述第二輸入端子之間，其中所述光電耦合器的發(fā)光源在所述電源接 地端子和所述第二輸入端子之間存在電位差時(shí)發(fā)光以使所述光電耦合器 的受光器產(chǎn)生光電流。
所述三極管與所述光電耦合器的受光器相連，用于根據(jù)所述受光器 產(chǎn)生的光電流而相應(yīng)產(chǎn)生繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。其中，當(dāng)所述光電耦合器的 受光器為光敏三極管時(shí)，所述三極管與所述光敏三極管的連接關(guān)系具體 為所述光敏三極管的集電極與所述三極管的基極連接，所述光敏三極 管的發(fā)射極和集電極之間連接有所述電容，和/或所述光敏三極管的發(fā) 射極連接有偏置電阻
所述繼電器開(kāi)關(guān)與所述三極管的集電極相連，用于在未接收到所述 繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)連通所述第一輸入端子與所述第一輸出端子、以及所 述第二輸入端子與所述第二輸出端子，而在接收到所述繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào) 時(shí)連通所述第一輸入端子與所述第二輸出端子、以及所述第二輸入端子 與所述第一輸出端子。其中，所述繼電器開(kāi)關(guān)優(yōu)選為雙刀雙擲型。
對(duì)于上述電源電位自動(dòng)切換裝置，優(yōu)選地，其還包括與所述光電耦 合器的發(fā)光源并聯(lián)的穩(wěn)壓器件，比如穩(wěn)壓二極管，主要用于保護(hù)所述光 電耦合器的發(fā)光源。
對(duì)于上述電源電位自動(dòng)切換裝置，優(yōu)選地，其還包括與所述光電耦 合器的受光器并聯(lián)的電容。所述電容主要用于篩選所述受光器產(chǎn)生的光 電流以及延遲所述繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生。
對(duì)于上述電源電位自動(dòng)切換裝置，優(yōu)選地，其還包括與所述三極管 的集電極連接、用于防止繼電器逆流電流的二極管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用光電耦合器感應(yīng)電位并相應(yīng)驅(qū)動(dòng)繼電 器開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，從而使得在任意方向連接供電電源都能輸出相同方向 的電器用電源，進(jìn)而使得本發(fā)明應(yīng)用在電床墊上時(shí)無(wú)需刻意選擇電源插 頭方向也能有效抑制電磁波的產(chǎn)生。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電床墊的熱線圖2為本發(fā)明電源電位自動(dòng)切換裝置第一實(shí)施例的線路圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的上述及其他技術(shù)特征和有益效果，將通過(guò)參照附圖進(jìn)行的 優(yōu)選實(shí)施例介紹得到更充分的闡述。
請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明所提供的電源電位電動(dòng)切換裝置的第一實(shí)施 例200的線路圖。
如圖2所示，電源電位自動(dòng)切換裝置200包括兩個(gè)輸入端子AC1 IN 和AC2IN，兩個(gè)輸出端子AC1 OUT和AC2 OUT,電源電阻R1 (比如 270K)，偏置電阻R2 (比如18K)，光電耦合器ISOl (比如P521型)， 繼電器驅(qū)動(dòng)用三極管Ql (比如8550型)，以及雙刀雙擲的繼電器開(kāi)關(guān) Kl。其中
電源電阻R1和光電耦合器ISOl中的發(fā)光源(圖2中例示為發(fā)光二 極管)串聯(lián)連接在電源接地端子AC GND和第二輸入端子AC2 IN之間， 而光電耦合器ISOl中的受光器(圖2中例示為光敏三極管)經(jīng)由偏置電 阻R2接地。這樣，當(dāng)?shù)诙斎攵俗覣C2IN為接地電位時(shí)(也即與接地 端子AC GND之間不存在電位差)時(shí)，光電耦合器ISOl中的發(fā)光源不 發(fā)光，相應(yīng)地光電耦合器ISOl中的受光器也就不會(huì)產(chǎn)生光電流；然而， 當(dāng)?shù)谝惠斎攵俗覣C1 IN為接地電位時(shí)(也即第二輸入端子AC2 IN與接 地端子AC GND之間存在電位差)時(shí)，光電耦合器ISOl中的發(fā)光源會(huì) 發(fā)光，相應(yīng)地光電耦合器ISOl中的受光器也就會(huì)產(chǎn)生光電流。
繼電器驅(qū)動(dòng)用三極管Q1的發(fā)射極接工作電壓VCC (比如5V)，而 其基極與光電耦合器ISOl中作為受光器的光敏三極管的集電極連接，且
其集電極與繼電器開(kāi)關(guān)K1連接。這樣，當(dāng)光電耦合器ISOl中的受光器
因第二輸入端子AC2 IN與之間接地電位不存在電位差而不導(dǎo)通時(shí)，繼電 器驅(qū)動(dòng)用三極管Q1也不導(dǎo)通，相應(yīng)地繼電器開(kāi)關(guān)K1不啟動(dòng)，也即正常 連通第一輸入端子AC1 IN (高電位)與第一輸出端子AC1 OUT (高電 位)以及第二輸入端子AC2IN (零電位)與第二輸出端子AC20UT (零 電位)；然而，當(dāng)光電耦合器ISOl中的受光器因第二輸入端子AC2IN 與接地電位之間存在電位差而導(dǎo)通時(shí)，繼電器驅(qū)動(dòng)用三極管Ql也導(dǎo)通， 相應(yīng)地繼電器開(kāi)關(guān)K1啟動(dòng)，也即切換到連通第一輸入端子ACl IN (零 電位)與第二輸出端子AC2 OUT (零電位)以及第二輸入端子AC2 IN (高電位)與第一輸出端子ACl OUT (高電位)。
總之，通過(guò)光電耦合器ISOl的電位感應(yīng)以及繼電器開(kāi)關(guān)K1的電源 切換，不管第一輸入端子ACl IN和第二輸入端子AC2 IN以何種方向連 接供電電源，本發(fā)明所提供的電源電位自動(dòng)切換裝置總能輸出相同方向 的電源，比如如圖2所示第一輸出端子AC10UT為高電位、而第二輸出 端子AC2 OUT為零電位。.
此外，如圖2所示，基于系統(tǒng)魯棒性的考慮，本發(fā)明所提供的電源 電位自動(dòng)切換裝置還包括光電耦合器保護(hù)用二極管Dl和D2，繼電器逆 流電流防止用二極管D3，以及電容C1。其中
光電耦合器保護(hù)用二極管Dl和D2 (比如1N4007型)串聯(lián)連接在 電源電阻Rl與光電耦合器ISOl的連接點(diǎn)和第二輸入端子AC2 IN之間。 這樣，由二極管Dl和D2串聯(lián)而成的穩(wěn)壓器件與光電耦合器ISOl中的 發(fā)光源并聯(lián)，從而使得即使在供電電源的電壓很不穩(wěn)定的情況下，光電 耦合器ISOl也能夠工作在一個(gè)相對(duì)恒定的電壓下，并因此才稱二極管 Dl和D2為光電耦合器保護(hù)用二極管。
在光電耦合器ISOl的受光器三極管的集電極和發(fā)射極之間連接電 容Cl (比如47uF/16V)，對(duì)光電耦合器ISOl輸出的光電流進(jìn)行篩選 的同時(shí)，還具有延遲繼電器驅(qū)動(dòng)的作用。
而在繼電器驅(qū)動(dòng)用三極管Ql的集電極和地之間連接二極管D3 (比 如1N4007型)，可以防止同樣連接在三極管Q1集電極上的繼電器開(kāi)關(guān)
Kl的逆流電流。
需要聲明的是，上述發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本發(fā)明所提 供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域 技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換、或改 進(jìn)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種電源電位自動(dòng)切換裝置，包括用于與供電電源相連的第一、第二輸入端子以及與電器電源輸入端相連第一、第二輸出端子；其特征在于，還包括串聯(lián)連接在電源接地端子和所述第二輸入端子之間的電源電阻以及光電耦合器的發(fā)光源，其中所述光電耦合器的發(fā)光源在所述電源接地端子和所述第二輸入端子之間存在電位差時(shí)發(fā)光以使所述光電耦合器的受光器產(chǎn)生光電流；以及與所述光電耦合器的受光器相連的三極管，用于根據(jù)所述受光器產(chǎn)生的光電流而相應(yīng)產(chǎn)生繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及與所述三極管的集電極相連的繼電器開(kāi)關(guān)，用于在未接收到所述繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)連通所述第一輸入端子與所述第一輸出端子、以及所述第二輸入端子與所述第二輸出端子，而在接收到所述繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)連通所述第一輸入端子與所述第二輸出端子、以及所述第二輸入端子與所述第一輸出端子。
2. 如權(quán)利要求1所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述 光電耦合器的受光器為光敏三極管，且所述光敏三極管的集電極與所述 三極管的基極連接、所述光敏三極管的發(fā)射極和集電極之間連接有所述 電容、和/或所述光敏三極管的發(fā)射極連接有偏置電阻。
3. 如權(quán)利要求1所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述 繼電器開(kāi)關(guān)為雙刀雙擲型。
4. 如權(quán)利要求1至3任一所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在 于，還包括與所述光電耦合器的發(fā)光源并聯(lián)的穩(wěn)壓器件。
5. 如權(quán)利要求4所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述 穩(wěn)壓器件為二極管。
6. 如權(quán)利要求1至3任一所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在 于，還包括與所述光電耦合器的受光器并聯(lián)的電容，用于篩選所述受光 器產(chǎn)生的光電流以及延遲所述繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生。
7. 如權(quán)利要求4所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在于，還包 括與所述光電耦合器的受光器并聯(lián)的電容，用于篩選所述受光器產(chǎn)生的 光電流以及延遲所述繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生。
8. 如權(quán)利要求1至3任一所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在 于，還包括與所述三極管的集電極連接、用于防止繼電器逆流電流的二 極管。
9. 如權(quán)利要求4所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在于，還包 括與所述三極管的集電極連接、用于防止繼電器逆流電流的二極管。
10. 如權(quán)利要求7所述的電源電位自動(dòng)切換裝置，其特征在于，還包 括與所述三極管的集電極連接、用于防止繼電器逆流電流的二極管。
全文摘要
一種電源電位自動(dòng)切換裝置，主要應(yīng)用在供電電源和電床墊的電源插頭之間，包括有兩個(gè)輸入端子和兩個(gè)輸出端子；串聯(lián)連接在電源接地端子和第二輸入端子之間的電源電阻和光電耦合器的發(fā)光源，其中發(fā)光源在第二輸入端子和接地端子之間存在電位差時(shí)發(fā)光、相應(yīng)使得光電耦合器的受光器產(chǎn)生光電流；與受光器相連的三極管，用于根據(jù)受光器產(chǎn)生的光電流產(chǎn)生繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)；與三極管相連的繼電器開(kāi)關(guān)，用于根據(jù)繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)選擇性連通第一、第二輸入端子與第一、第二輸出端子或者第一、第二輸入端子與第二、第一輸出端子。上述裝置在任意方向連接電源都能輸出相同方向的電源，應(yīng)用在電床墊上時(shí)無(wú)需刻意選擇電源插頭方向就能有效抑制電磁波的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H02H7/00GK101394078SQ200710151948
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者吳京澤 申請(qǐng)人:東莞市京翼電子有限公司