專利名稱：彩色電視機專用多功能保護控制器的制作方法
技術領域：
本控制器可以實現(xiàn)對彩色電視機遙控交流關機(即遙控關閉整機總電 源)和予以過壓、欠壓、過流、缺電斷路保護之目的。
技術背景
為實現(xiàn)本控制器五大功能之目的，本人參閱了《555集成電路實用大 全》——上?？破粘霭嫔?996年11月第1版；《555時基電路識圖》 ——電子工業(yè)出版社2007年1月第1版;《控制專用集成電路及其應用〉〉 ——人民郵電出版社2006年7月第1版，這三本專輯中1000多個控制 和保護電路，其中以《555集成電路實用大全》中第78頁的"電視機自 動關機電路"、90頁的"超載指示器"、117頁的"欠壓掉電報警器"、119 頁的"過壓報警器"、126頁的"高低限壓控制與報警電路"、431頁的"家 電保護器"、432頁的"超壓限電保護器"、466頁的"過壓保護電路"、 467頁的"欠壓家電保護電路"具有一定的參考價值。但所有這些電路的 功能都比較單一，不能同時實現(xiàn)多種功能，而且電路結構累贅，成本居高。 尤其是"電視機自動關機電路"，還須打開電視機，與內部多個相關電路 連接，這就存在很大局限性，普通用戶做不到，也不愿去做——因為隱藏 著不安全因素。
發(fā)明內容
1.由于彩色電視機電源電路普遍釆用主電源和副電源兩個供電電 路，遙控關機時一般都只關掉了主電源電路，而副電源電路仍在工作—— 原因是為了給處于待機狀態(tài)的遙控信號接收放大器和中央處理器提供能 量。然而當人們關掉電視機后都會投入到工作、學習、勞動或睡眠過程中 去了，之后的若千小時內，電視機的待機狀態(tài)都已失去必要意義，結果都 只是白白浪費了電能——據(jù)測算，彩電待機狀態(tài)時的消耗功率一般都在5 一8W以上(包括消磁電路)，而不少機型的副電源是由開關穩(wěn)壓電路提 供的，其待機狀態(tài)消耗功率還將達到iow以上(包括消磁電路)。另外，長期處于待機狀態(tài)(即工作狀態(tài))的電路元件還將縮短使用壽命，加速老 化，失去正常功能和作用，出現(xiàn)故障的時間提前和機率增加。同時，由于 這些電路元件長期處在工作狀態(tài)，因此受電源電壓不穩(wěn)定因素——尤其是 夏秋雷雨季節(jié)高壓沖擊威脅的機會也成倍增多，因而會使彩電的安全性大 大降低，故障率大幅上升。然而，許多人不是不想關掉總電源，只是嫌比 較麻煩，因為遙控無法實現(xiàn)，必須親臨電視機，尤其在急著出門時和冬天 臨睡時更是顧不上了。
因此，本控制器可以解決的第一個技術問題就是在不改變彩電原貌原 態(tài)且不開蓋的前提下，在機外達到遙控(彩電遙控)關閉整機總電源(也 稱遙控交流關機)的目的。本控制器解決這一技術問題的技術方案是利 用彩電的主電源與副電源功率差別甚大的特點，在彩電外電源供電電路 (與本控制器交流電源電路并聯(lián)且由本控制器輸出提供)經(jīng)過本控制器 (主要由555時基集成電路構成單穩(wěn)態(tài)形式)時，控制器內設有電流磁 感應開關電路(工作電流檢測線圈繞在千簧管外面，線圈與負載——彩電 外電源電路串聯(lián)，干簧管與時基集成電路的定時電容并聯(lián))，這個電路只 有在彩電主電源開啟時才會被接通(電流大、磁場強、簧片吸合)，這個 被接通的電路又正好是得以維持控制器正常工作并輸出電源的首要控制 電路(即工作控制電路——使555時基集成電路輸入端始終保持低電平 從而讓輸出端保持高電平，繼電器維持吸合狀態(tài)，保證電源輸出)，當彩 電主電源被使用電視遙控器關閉后，本控制器內磁感應開關電路(即工作 控制電路)也會同時被斷開(電流小、磁場弱、簧片釋放)，經(jīng)兩分鐘延 時后，本控制器就會停止工作，即停止電源輸出，從而達到了遙控交流關 機(關閉彩電副電源——即整機總電源)的目的。
2.在彩電的工作環(huán)境中，電源電壓不穩(wěn)定因素——特別是每年雷雨 季節(jié)輸電線路被風吹樹打碰線后380V以上的高壓威脅及雷電沖擊是必 須應當設法避免的。這是因為彩電在開關穩(wěn)壓電路之前的低通濾波電路、 消磁電路和整流濾波電路都沒有設置過壓保護功能， 一旦遇到300V以上 的電壓(包括雷電沖擊)就容易將一些元件擊穿燒壞，造成整機癱瘓的故 障。為了保障電視機不受高電壓威脅，本控制器可以解決的第二個技術問題就是對所有彩電予以過壓保護。解決這一技術問題的技術方案，突破了 以往很多時基集成電路運用的局限，因而完全獨立于時基集成電路之外 ——用一只穩(wěn)壓二極管提供基準電壓，利用三只電阻串聯(lián)后作為變化電壓 取樣電路，連接于整流電源正負兩端，中間一只微調電阻的動臂與穩(wěn)壓二
極管負極相連，再用一只單向可控硅將陽極與555時基集成電路輸出端 相連、陰極接地、控制極與穩(wěn)壓二極管正極相連作為繼電器的分流元件， 當電源電壓超過標準額定電壓(設定值)時，取樣電路將這個上升的電壓 加到穩(wěn)壓二極管反向端(負極端)，使穩(wěn)壓二極管反向電阻減小，反向電 流增大，從而觸發(fā)可控硅導通，將繼電器電磁線圈工作電流分流，使繼電 器欠電釋放而關閉電源電路，達到了過壓保護之目的。
3.目前，彩電內部的不少單元電路都不具備過流保護功能，更令人 不放心的是在彩電電源輸入電路中安裝的熔絲管(俗稱保險管)，其規(guī)格 參數(shù)都在超過彩電正常工作時額定電流的6——8倍以上——以保證彩電 啟動瞬間的功耗需要(冷機啟動時)，所以很多彩電在機板上元件燒壞多 個而且燒壞程度比較嚴重之后而熔絲管卻若無其事，若是熔絲管都被燒壞 了，那就是彩電壞得難以想象了。所以熔絲管的保險作用是不能恰如其分、 恰到好處的，是不可充分依靠的。
本控制器可以解決的第三個技術問題就是對所有彩電實現(xiàn)過流保護， 即只要彩電內部某些元件或電路工作特性偏離正常狀態(tài)，使工作電流超過 其額定電流的1.3——1.5倍(范圍可以更小)時，本控制器的過流保護 電路即會動作使電源關閉，這樣就能使故障發(fā)現(xiàn)并解決在萌芽狀態(tài)。
然而以往所有彩電電路均未解決的一個矛盾是冷機啟動瞬間功耗與 正常工作時額定功耗相差6——8倍以上，如果過流保護極限標準設定在 正常工作額定電流的1.3——1.5倍，那么冷機啟動瞬間6——8倍的電 流就得不到滿足。為了消除這一技術問題的矛盾，本控制器解決過流保護 技術問題的技術方案，釆用了延時動作原理——因為彩電啟動只需要1秒 鐘時間，本控制器過流保護電路延時2秒鐘動作，這就錯開了啟動時的功 耗電流峰值時間。而在啟動后正常工作中一旦出現(xiàn)異常，使電流增加到平 常的1.3——1.5倍(設定值)并維持2秒以上時，本控制器中設置的電流過載檢測電路(過載電流檢測線圈繞在干簧管外面，線圈串接于負載 ——彩電外電源電路中，干簧管一端接整流電源正極，另一端經(jīng)分壓電阻 與可控硅控制極相連)就會被接通(線圈中電流大，磁場強，使簧片吸合)， 為可控硅提供一個觸發(fā)信號，使其導通后對繼電器分流而讓它欠電釋放， 達到過流保護之目的。
4. 由于能源緊張、天氣多變、電網(wǎng)維修或改造等原因，造成很多地 方經(jīng)常停電，不少用戶在使用電視機時常常會因為電網(wǎng)停電而忘記關機， 但在外出或熟睡之后，電網(wǎng)又供電了，電視機又得電工作，造成能源浪費 和電視機元器件提前老化。因為彩電能耗都比較大，大屏幕彩電都在100 ——200W之間，停電后忘了關機，來電后電視機將白白浪費不少的電能， 更為擔憂的是每年夏秋雷雨季節(jié)，電源電壓不穩(wěn)定因素在無人監(jiān)護狀態(tài)下 對電視機存在著不安全威脅，同時還加快了電視機易損件——特別是熒光 屏的老化進程。本控制器可以解決的第四個技術問題就是對所有彩電予以 缺電斷路保護，所釆用的技術方案是在控制器中設置了一個電源啟動自 鎖電路，電源啟動電路使用了一個輕觸開關，開關串接于電源輸出電路且 與繼電器動合觸頭并聯(lián)。開機時，輕按開關使電源接通，控制器工作，時 基集成電路輸出高電平，繼電器得電吸合后，動合觸頭代替輕觸開關使電 源輸出電路維持導通狀態(tài)——即自鎖功能實現(xiàn)。 一旦停電后，控制器失去 工作電源，繼電器也因失電而釋放，動合觸頭斷開，也就將電源輸出電路 斷開了，來電后，如果沒有人去按啟動開關，控制器是不會得電工作的， 繼電器不會吸合，因而電源輸出電路仍然是斷開的，所以彩電即使未關機 也不會得電工作，實現(xiàn)了對彩電缺電斷路保護之目的。
5. 由于能源緊張和用電高峰，使一些地方一些時段電網(wǎng)電壓很低， 又由于彩電的電路結構原理所致，彩電在電壓過低時強行開機是不行的， 因為其內部的開關穩(wěn)壓電路、行掃描和場掃描電路都設有振蕩電路，這些 振蕩電路在電壓過低時是不會起振(或振蕩頻率很低)的，那么與其相關 的電路元件在不具備正常工作頻率下通電就會出現(xiàn)過流過熱甚至擊穿燒 壞現(xiàn)象——尤其是行輸出管和電源調整管。本控制器可以解決的第五個技 術問題就是對所有彩電予以欠壓保護，所釆用的技術方案是在本控制器前述功能原理的電路結構基礎之上，只需增加一個元件——電阻，就是
在繼電器線圈供電(555時基集成電路輸出端)電路中串接一只電阻來 分壓，若電源電壓過低(以120V為限——可設定)，555時基集成電路 輸出電壓也很低時，再經(jīng)這只電阻分壓，繼電器線圈就會由于欠壓，吸 合力小于釋放力，在不能維持吸合時而釋放，使電源輸出電路關閉，實 現(xiàn)對彩電欠壓保護之目的。
本控制器的有益效果是經(jīng)本人使用后證明，其遙控交流關機功能 及過壓、欠壓、過流和缺電斷路保護等五大功能效果的確方便可靠，達 到了預期的滿意的目的，無論老式新式(如液晶、等離子)遙控彩色電 視機都是普遍適用的，與現(xiàn)有一切保護、控制電路相比，沒有哪一個電 路能夠做到在如此簡潔的結構狀態(tài)下還可集五大功能于一體，而且其靈 敏度、精確度、可靠性、方便性和適用性都無可厚非，低廉(按現(xiàn)在市 場估價僅10多元)的生產(chǎn)成本讓企業(yè)和商家都有利可圖。

本控制器采用的電路結構圖是經(jīng)自己多次試制改進完善 后的最佳成功組合——見說明書附圖(圖1)和摘要附圖?，F(xiàn)說明如下:
說明書附圖(圖1)中1:電源啟動輕觸開關；2:執(zhí)行繼電器動 合觸頭；3:執(zhí)行繼電器動斷觸頭；4:分壓電阻器；5:整流二極管；6: 電網(wǎng)有電指示發(fā)光二極管；7:電源變壓器；8:橋式整流器；9:濾波電 容器；10:負載工作檢測線圈；11:工作開關干簧管；12:定時電阻器; 13:定時電容器；14: 555時基集成電路；15:欠壓檢測電阻器；16: 執(zhí)行繼電器；17:電源輸出指示發(fā)光二極管；18:單向可控硅；19:負 載過流檢測線圈；20:過流保護干簧管；21:過流保護觸發(fā)信號分壓電 阻器；22:過流保護動作延時電容器；23:穩(wěn)壓二極管；24:取樣電路 分壓電阻器；25:取樣電路取樣電阻器；26:取樣電路負反饋電阻器； 27:負載(彩色電視機)。
具體實施方式
在說明書附圖(圖l)中，執(zhí)行繼電器動斷觸頭(3)與分壓電 阻(4)、整流二極管(5)和電網(wǎng)有電指示發(fā)光二極管(6)串 聯(lián)組成電網(wǎng)有電發(fā)光指示電路，連接于電網(wǎng)電路兩端，受控于
7繼電器動斷觸頭(3),控制器啟動工作時，該觸頭斷開。555時基集成 電路(14)在輸入端上方連接定時電阻器(12)，該電阻器另一端接整 流電源正極；下方連接定時電容器(13)正極，該電容器負極接地，組 成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路形式；同時將工作開關干簧管(11)并接于定時電容 器(13)兩端，在555時基集成電路(14)輸出端上， 一路經(jīng)欠壓檢測 電阻器(15)、執(zhí)行繼電器(16)和電源輸出指示發(fā)光二極管(17)后 接地；另一路上還接有單向可控硅(18)的陽極，該可控硅陰極接地； 555時基集成電路(14)的電源輸入端接整流電源正極，電源回路端接 整流電源負極；交流電源啟動輕觸開關(1)與執(zhí)行繼電器動合觸頭(2) 并聯(lián)后串接于負載(27)交流電源傳輸電路之中、負載工作檢測線圈(10) 之前；電源變壓器(7)初級一端接電源啟動輕觸開關(1)，另一端接交 流電源回路；次級接橋式整流器(8)，電壓取12V為宜；濾波電容器(9) 接于整流電源正負極；負載工作檢測線圈(10)繞在工作開關干簧管(11) 外面，負載過流檢測線圈(19)繞在過流保護干簧管(20)外面，兩線 圈串聯(lián)后再串接于電源啟動開關(1)之后的負載(27)交流電源傳輸電 路之中；過流保護干簧管(20) —端接整流電源正極，另一端經(jīng)觸發(fā)信 號分壓電阻器(21)接于單向可控硅(18)的控制極；該控制極與地之 間還接有過流保護動作延時電容器(22),同時還經(jīng)穩(wěn)壓二極管(23) 正負極與取樣電路中取樣電阻器(25)的動臂相連；取樣電路分壓電阻 器(24) —端接于整流電源正極，另一端與取樣電阻器(25)的上端相 連；取樣電路負反饋電阻器(26)， 一端與取樣電阻(25)下端相接， 另一端與地相通纟負載(27) —端接過流檢測線圈，另一端接電源回路。 本人對本控制器在實施方式上始終堅持著一個原則——那就是既要 可靠，又要簡單。因為只有這樣，才會使其性能穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)成本低 廉、銷售價格適中、企業(yè)效益看好、用戶喜購愛用。經(jīng)多種實施方式對 比后證明
1. 釆用變壓器作為控制器工作電源降壓就比采用電容器降壓好得 多--是安全性好；二是電壓(空載時)穩(wěn)定性高；三是電路干擾小。
2. 釆用555時皿成，作定時元件和,轉，制就比使用普通三 極管好--是定時計箅方便、準確；二是控制動作迅速、干脆利落；三是熱穩(wěn)定性好。
3. 在過壓過流保護方面，采用可控硅去對繼電器分流就比在時基集
成電路輸入端輸入控制信號使其翻轉的電路形式好--是準確性、精
確度高；二是相互無千擾；三是結構簡單，功能可靠。
4. 釆用干簧管作負載電流的磁感應開關這種形式就比釆用霍爾開關 形式好--是結構簡單成本低，二是電路可靠性高。
權利要求1、一種彩色電視機專用多功能保護控制器，電源變壓器初級一端接普通開關，另一端接電源回路，次級接橋式整流器；濾波電容器接在整流電源正負極；555時基集成電路輸入端上方有定時電阻連接，定時電阻另一端接整流電源正極，下方有定時電容器正極相連接，定時電容器負極端接地；555時基集成電路輸出端接執(zhí)行繼電器的一端，執(zhí)行繼電器的另一端接地；555時基集成電路電源輸入端接整流電源正極，電源回路端接地；取樣分壓電阻與取樣電阻及取樣負反饋電阻串聯(lián)后，兩端與整流電源正負極連接，其特征是電源啟動開關(1)與執(zhí)行繼電器動合觸頭(2)并聯(lián)，負載工作檢測線圈(10)與負載過流檢測線圈(19)串聯(lián)后一端接電源啟動開關(1)，另一端接負載(27)的一端，負載(27)的另一端接電源回路，工作開關干簧管(11)與定時電容器(13)并聯(lián)，一端接555時基集成電路(14)輸入端，另一端接地，過流保護干簧管(20)一端接整流電源正極，另一端與過流保護觸發(fā)信號分壓電阻(21)的一端連接，該電阻(21)另一端接單向可控硅(18)的控制極，單向可控硅(18)的陽極與555時基集成電路(14)輸出端連接，陰極接地，控制極還與穩(wěn)壓二極管(23)的正極和過流保護動作延時電容器(22)的正極相連接，穩(wěn)壓二極管(23)的負極與取樣電阻(25)的動臂相連接，過壓保護動作延時電容器(22)的負極接地，欠壓檢測電阻器(15)一端接555時基集成電路(14)輸出端，另一端接執(zhí)行繼電器(16)的一端，執(zhí)行繼電器(16)的另一端接電源輸出指示發(fā)光二極管(23)的正極，該二極管(23)的負極接地。
2. 根據(jù)權利要求1所述的彩色電視機專用多功能保護控制器，其特 征是負載工作檢測線圈(10)繞在工作開關干簧管(11)外面，相互 絕緣；負載過流檢測線圈(19)繞在過流保護干簧管(20)外面，相互 絕緣。
專利摘要一種彩色電視機專用多功能保護控制器，它在為彩電提供機外電源的傳輸電路中，串接有啟動自鎖開關電路和電流檢測線圈，線圈的足夠磁力作用于線圈內的兩只干簧管，使之吸合后，一只將555時基集成電路輸入端接地，保持輸出高電平，讓繼電器吸合，實現(xiàn)電源啟動自鎖；另一只在傳輸電流過大時吸合，為可控硅提供一個正極性觸發(fā)信號，同時還有連接在控制器電源正負兩端的取樣電路，對升高的電源電壓取樣后，經(jīng)過穩(wěn)壓二極管也為可控硅提供觸發(fā)信號，使其導通后讓與之并聯(lián)的繼電器分流欠電而釋放，從而關閉電源電路。通過以上技術方案，本控制器就可以使所有遙控彩電實現(xiàn)遙控交流關機(關閉整機總電源)和過壓、過流、欠壓、缺電斷路保護等五大功能。
文檔編號H04N5/63GK201142724SQ200720125489
公開日2008年10月29日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權日2007年8月1日
發(fā)明者陳澤俊 申請人:陳澤俊