CN100463320C - 主控自动电器关机装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主控自动电器关机装置，包括主控部分(1)，从属部分(2)及内部控制电路(3)，主控部分(1)及从属部分(2)相互连接，其特征在于：所述的主控部分(1)及从属部分(2)与外部电源(5)之间连接有一个由内部控制电路(3)控制驱动的断电脱扣器(4)，该断电脱扣器(4)为电磁机械式结构，当主控部分(1)的电器关机时能够立即通过断电脱扣器(4)自动同时切断主控部分(1)、从属部分(2)及内部控制电路(3)的电源供应，具有节约能耗且结构简单、成本低廉、可靠性高、安全性好的优点；这种主控自动电器关机装置可以做成主控自动关机插座等各种形式的主控自动电器关机产品。

Description

主控自动电器关机装置

技术领域

本发明涉及一种主控型电器装置，尤其涉及一种主控自动电器关机装置。

背景技术

现有的主控型电器装置一般由主控部分和从属部分构成，在主控部分设置有各种内部控制电路用以实现对从属部分电源通断的切换，它广泛应用于各种电器，包括电视、组合音响、个人计算机等电器的供电应用，尤其适合带许多外设的个人计算机系统。如一个电脑主机外配显示器、打印机、音响及扫描仪等多个辅助设备，为了方便使用、节约能源，这种主控型电器装置设计成可自动检测主控电器部分的工作状态进而通过继电器控制从属电器部分的导通状态。典型的应用如一种主控型插座。中国专利号为01201971的实用新型专利就公开了一种具有自动开断功能的电脑电源插座，其有电路部分和插板部分组成，电路电源火线通过电感器、放大集成电路双稳态集成电路来控制继电器的通断达到控制插板开断，从而实现了控制电脑主机电源的开断，同时完成周边设备电源开断的目的，它具有结构简单，节省电源、延长电器使用寿命的优点，但它也存在不足，最突出的就是控制电路的直流稳压电源是由与火线相接的电容降压、电阻限流后，再经过整流滤波和稳压而成，由于执行部件为需要低线圈电压的电磁继电器，在电路工作时需一直耗电，为此，需要配备体积大、耐压高的大容量电容，且较大功率的限流电阻也消耗掉许多电能，并容易导致插座内部升温发烫，即使在关断从属部分电器的情况下，主控部分和内部控制电路仍在工作，继续消耗着电能，这种插座不仅体积大，成本高，而且能耗高，寿命短，并且在使用中还存在着极大的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是开发一种能够节约能耗且结构简单、成本低廉、可靠性高、安全性好的主控自动电器关机装置，当主控部分的电器关机后，它能自动同时切断主控部分、从属部分和内部控制电路的电源供应。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：它包括主控部分，从属部分及内部控制电路，所述主控部分及从属部分相互连接，在所述主控部分及从属部分与外部电源之间连接有一个由所述内部控制电路控制驱动的断电脱扣器，所述的断电脱扣器设置有通电线圈，所述的内部控制电路由直流电源、电流检测单元、放大比较单元、信号处理单元及驱动单元顺序连接而成；

所述的电流检测单元由能将主控部分的电流变化感应产生电流的感应线圈和将所产生的感应电流耦合到下一处理单元的第二电容串接组成；

所述的放大比较单元为具有放大、比较功能并带有内置稳压二极管的集成电路芯片，该芯片外接设置比较基准电压的第一电阻；

所述的直流电源包括直接接于所述断电脱扣器后的电源火线与零线之间的桥式整流器，接于该桥式整流器输出端的限流电阻及与该限流电阻连接的集成电路芯片的内置稳压二极管；

所述的信号处理单元是由第一二极管、第二二极管、第三二极管，第一三极管、第二三极管，第三电阻、第四电阻，第五电容组成的标准触发电路，当输入端的电平由高向低变化时，其输出端电平由低向高变化；

所述的驱动单元为一可控硅电路，它包括可控硅，所述的可控硅的触发极与由第六电容、第五电阻和稳压管构成的脉冲电路连接，所述的可控硅的阴极接地，所述的可控硅的阳极与所述通电线圈的一端连接，所述通电线圈的另一端与所述桥式整流器的输出端连接，所述脉冲电路还可以并联一个手动脉冲触发开关用于产生驱动所述脱扣器脱扣的脉冲信号。

该断电脱扣器是电磁机械式结构，它包括基座，安装有静触点的静簧片，安装有动触点的动簧片，电磁机构控制装置，扣舌，拉杆，按钮弹簧和按钮，所述动簧片和所述静簧片固定安装在所述基座上，所述静簧片与外部电源连接，所述动簧片与所述主控部分及从属部分连接，所述电磁机构控制装置由组装成一体的绕有线圈的铁芯骨架与轭铁和中间有衔铁的通孔的衔铁构成，所述线圈与所述内部控制电路相联，所述铁芯骨架具有可容纳铁芯的铁芯骨架的轴向通孔，所述铁芯骨架的轴向通孔的底部设有铁芯弹簧，并支撑在所述轭铁上，所述铁芯的一端与所述铁芯弹簧相接，所述铁芯的另一端穿过所述衔铁的通孔与所述扣舌连接，所述扣舌的前端具有一开口，所述拉杆与所述按钮连接，所述拉杆上有一突起，当按下所述按钮使所述动触点与所述静触点接触而接通电源时，所述拉杆上的突起扣在所述扣舌的开口处。

所述的主控部分可以是主控插座，所述的从属部分可以是从属插座，所述的主控插座、从属插座可与所述的内部控制电路及所述的断电脱扣器一起被设置在电器插座壳体内，构成一个独立的主控自动电器关机插座。

与现有技术相比，本发明的优点在于由于采用电磁机械式结构的断电脱扣器代替继电器使得在主控部分的电器关机时能够立即自动同时切断主控部分、从属部分和内部控制电路的电源供应，因此大大降低了电能消耗。

由于采用的断电脱扣器是通过主控部分电流的变化所产生的感应电流经检测、放大比较、信号处理并产生驱动电流来控制驱动电磁机械结构的断电脱扣器，在电器装置正常工作时不需要通电，因此使得相配套的直流电源功率很小，并使直接连接于桥式整流器的限流电阻功率及体积很小，而断电脱扣器的线圈直接连接于桥式整流器的正极，当可控硅导通时，瞬间通过线圈的电流大得能够产生足够大的磁力吸引铁芯并拉动扣舌以保证断电脱扣器的扣舌与拉杆的突起之间有效脱扣，从而彻底切断电器装置电源，因此具有结构简单、成本低廉、可靠性高、节约能耗、安全性好的优点。

与现有技术相比，本发明不仅可以做成独立的插座产品，而且可以分解设置在类似计算机等需多种电器同时使用的电器产品的机壳上，大大方便了用户的使用。

附图说明

图1是主控自动电器关机装置的原理图；

图2是断电脱扣器的立体视图；

图3是图2的A向立体视图；

图4是断电脱扣器的俯视图；

图5是图4的B-B剖视图；

图6是图4的C-C剖视图；

图7是断电脱扣器的立体结构分解图；

图8是主控自动电器关机装置的电路线路图；

图9是实施例①的立体结构视图；

图10是实施例②的立体结构视图；

图11是实施例③的立体结构视图；

图12是实施例④的立体结构视图；

图13是实施例⑤的立体结构视图；

图14是现有技术电源插座的电路线路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例①：该主控自动电器关机装置包括一个主控插座11，从属插座12及内部控制电路3，主控插座11及从属插座12连接后通过断电脱扣器4与外部电源5连接，断电脱扣器4由内部控制电路3控制驱动，主控插座11、从属插座12、内部控制电路3及断电脱扣器4一起被设置在电器插座壳体6内，组成了一个完整的主控自动关机插座。断电脱扣器4是电磁机械式结构，它包括基座41，安装有静触点421的静簧片42和安装有动触点431的动簧片43，电磁机构控制装置44，扣舌45，拉杆46，按钮弹簧47和按钮48，动簧片43、静簧片42固定安装在基座41上，静簧片42与外部电源5连接，动簧片43与主控插座11及从属插座12连接，也可以反过来由动簧片43与外部电源5连接，静簧片42与主控插座11及从属插座12连接，电磁机构控制装置44由组装成一体的绕有线圈441的铁芯骨架442与轭铁443和中间有衔铁的通孔4441的衔铁444构成，线圈441与内部控制电路3相联，铁芯骨架442具有可容纳铁芯445的铁芯骨架的轴向通孔4421，铁芯骨架的轴向通孔4421的底部设有铁芯弹簧446，并支撑在轭铁443上，铁芯445的一端与铁芯弹簧446相接，铁芯445的另一端穿过衔铁444的衔铁的通孔4441与扣舌45连接，扣舌45的前端具有一开口451，拉杆46一端与按钮48连接，在拉杆46上有一突起461，当按下按钮48使动触点431与静触点421接触而接通电源时，突起461扣在扣舌45的开口451处。

内部控制电路3由直流电源31、电流检测单元32、放大比较单元33、信号处理单元34及驱动单元35顺序连接而成。电流检测单元32由将能主控插座1的电流变化感应产生电流的感应线圈L1和将所产生的感应电流耦合到下一处理单元的电容C2串接组成，为了抑制电源噪声干扰，还跨接了一个电容C1。放大比较单元33为具有放大、比较功能并带有内置稳压二极管的集成电路芯片I1，该芯片外接设置比较基准电压的电阻R1。直流电源31包括直接接于断电脱扣器4后的电源火线与零线之间的桥式整流器PD、接于该桥式整流器PD输出端的限流电阻R2，与该限流电阻R2串接的集成电路块I1的内置稳压二极管构成。信号处理单元34为具有当其输入端的电平由高向低变化时，其输出端电平由低向高变化的触发电路，它由二极管D1、D2、D3，三极管Q1、Q2，电阻R3、R4，电容C5组成，二极管D1串接电阻R3与三极管Q1的基极相联，二极管D1与电阻R3之间接有电容C5的正极，电容C5的负极与三极管Q1的发射极并接于地，三极管Q1的集电极与二极管D3串接于三极管Q2的基极，二极管D2的正极与二极管D1的正极并接，D2的负极接于二极管D3与三极管Q2之间，三极管Q1的集电极还并接有电阻R4，三极管Q2的发射极接地，其集电极与驱动单元35相联，该电路还可以是各种标准的触发电路。驱动单元35为一可控硅电路，可控硅Q3的触发极与由电容C6、电阻R5和稳压管D4构成的脉冲电路连接，同时还并联了一个开关K1用于产生手动脉冲信号，可控硅Q3的阴极接地，可控硅的阳极与通电线圈441的一端连接，通电线圈441的另一端与桥式整流器PD的输出端连接。

当接在插座上的电器工作时，手动按下按钮48使动触点431与静触点421接触而接通电源，此时突起461扣在扣舌45的开口451处使动触点431与静触点421保持接触。当主控插座1上的电器停止工作时，主控插座1的瞬间电流变化使感应线圈L1感应产生电流，并通过电流检测单元32、放大比较单元33、信号处理单元34及驱动单元35使通电线圈441瞬间流过较大的电流，该电流在通电线圈441内能够产生足够的磁力，吸引铁芯445向后运动并带动扣舌45向后运动，有效地脱离拉杆46的突起461，此时动簧片43借助自身的弹力使动触点431与静触点421脱离，插座和内部控制电路上的电源被彻底切断。

上述的组成内部控制电路3的直流电源31、电流检测单元32、放大比较单元33、信号处理单元34及驱动单元35可以是其它形式的标准电路。

实施例②：主控自动关机电器装置与实施例①一样也包括主控插座11、从属插座12、内部控制电路3和断电脱扣器4，其不同之处在于，主控插座11和从属插座12是设置在电脑主机外壳7的背面71上，内部控制电路3和断电脱扣器4设置在电脑主机外壳7的正面面板72上，当然，也可以将主控插座11和从属插座12及内部控制电路3和断电脱扣器4设置在电脑主机外壳7的任意位置上。

实施例③：主控自动关机电器装置与实施例①一样也包括主控插座11、从属插座12、内部控制电路3和断电脱扣器4，其不同之处在于，主控插座11和从属插座12是设置在电脑显示器外壳8的背面81，内部控制电路3和断电脱扣器4设置在电脑显示器外壳8的正面面板82上，当然，也可以将主控插座11和从属插座12及内部控制电路3和断电脱扣器4设置在电脑显示器外壳8的任意位置上。

实施例④：主控自动关机电器装置与实施例①一样也包括主控插座11、从属插座12、内部控制电路3和断电脱扣器4，其不同之处在于，主控插座11、从属插座12、内部控制电路3和断电脱扣器4是设置在电脑显示器的基座9上。

实施例⑤：主控自动关机电器装置与实施例①一样也包括主控插座11、从属插座12、内部控制电路3和断电脱扣器4，其不同之处在于，主控插座11和从属插座12是设置在电脑不间断电源UPS外壳10的背面101上，内部控制电路3和断电脱扣器4设置在电脑不间断电源UPS外壳10的正面面板102上，当然，也可以将主控插座11和从属插座12及内部控制电路3和断电脱扣器4设置在电脑不间断电源UPS外壳10的任意位置上。

上述断电脱扣器还有许多变形，其基本原理都是电磁机械式结构，只是在具体构造上，如开关的方式、形状，有关内部零件的具体结构上稍有不同。这些脱扣器均可用于本发明。

本发明除以上实施方式外，还可以应用在各式各样的家用电器上，如功放、VCD、家庭影院系统等等。

Claims (3)

1.一种主控自动电器关机装置，包括主控部分(1)，从属部分(2)及内部控制电路(3)，主控部分(1)及从属部分(2)相互连接，其特征在于：所述的主控部分(1)及从属部分(2)与外部电源(5)之间连接有一个由所述的内部控制电路(3)控制驱动的断电脱扣器(4)，所述的断电脱扣器(4)设置有通电线圈(441)，所述的内部控制电路(3)由直流电源(31)、电流检测单元(32)、放大比较单元(33)、信号处理单元(34)及驱动单元(35)顺序连接而成，

所述的电流检测单元(32)由能将主控部分的电流变化感应产生电流的感应线圈(L1)和将所产生的感应电流耦合到下一处理单元的第二电容(C2)串接组成；

所述的放大比较单元(33)为具有放大、比较功能并带有内置稳压二极管的集成电路芯片(I1)，该芯片外接设置比较基准电压的第一电阻(R1)；

所述的直流电源(31)包括直接接于所述断电脱扣器(4)后的电源火线与零线之间的桥式整流器(PD)，接于该桥式整流器(PD)输出端的限流电阻(R2)及与该限流电阻(R2)连接的集成电路芯片(I1)的内置稳压二极管构成；

所述的信号处理单元(34)为具有当其输入端的电平由高向低变化时，其输出端电平由低向高变化的触发电路，它由第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)，第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)，第三电阻(R3)、第四电阻(R4)，第五电容(C5)组成，第一二极管(D1)的正极连接第三电阻(R3)的一端，第三电阻(R3)另一端与第一三极管(Q1)的基极相联，第一二极管(D1)与第三电阻(R3)之间接有第五电容(C5)的正极，第五电容(C5)的负极与第一三极管(Q1)的发射极并接于地，第一三极管(Q1)的集电极与第三二极管(D3)的负极连接，第三二极管(D3)的正极与第二三极管(Q2)的基极连接，第二二极管(D2)的正极与第一二极管(D1)的正极并接，第二二极管(D2)的负极接于第三二极管(D3)与第二三极管(Q2)之间，第一三极管(Q1)的集电极还并接有第四电阻(R4)，第二三极管(Q2)的发射极接地，其集电极与驱动单元(35)相联；

所述的驱动单元(35)为一可控硅电路，它包括可控硅(Q3)，所述的可控硅(Q3)的触发极与由第六电容(C6)、第五电阻(R5)和稳压管(D4)构成的脉冲电路连接，所述的可控硅(Q3)的阴极接地，所述的可控硅(Q3)的阳极与所述通电线圈(441)的一端连接，所述通电线圈(441)的另一端与所述桥式整流器(PD)的输出端连接，所述脉冲电路还并联有手动脉冲触发开关(K1)。

2.根据权利要求1所述的主控自动电器关机装置，其特征在于：所述的断电脱扣器(4)是电磁机械式结构，它包括基座(41)，安装有静触点(421)的静簧片(42)，安装有动触点(431)的动簧片(43)，电磁机构控制装置(44)，扣舌(45)，拉杆(46)，按钮弹簧(47)和按钮(48)，所述的动簧片(43)、静簧片(42)固定安装在所述的基座(41)上，静簧片(42)与外部电源(5)连接，动簧片(43)与所述的主控部分(1)及从属部分(2)连接，所述的电磁机构控制装置(44)由组装成一体的绕有通电线圈(441)的铁芯骨架(442)、轭铁(443)和中间有衔铁的通孔(4441)的衔铁(444)构成，所述的通电线圈(441)与所述的内部控制电路(3)的输出端电连接，铁芯骨架(442)具有可容纳铁芯(445)的铁芯骨架的轴向通孔(4421)，铁芯骨架的轴向通孔(4421)的底部设有支撑在所述的轭铁(443)上的铁芯弹簧(446)，铁芯(445)的一端与铁芯弹簧(446)相接，铁芯(445)的另一端穿过所述衔铁(444)的衔铁的通孔(4441)与所述的扣舌(45)连接，所述扣舌(45)的前端具有一开口(451)，所述拉杆(46)的一端与所述的按钮(48)连接，在所述拉杆(46)上有一突起(461)，当按下按钮(48)使动触点(431)与静触点(421)接触而接通电源时，所述的突起(461)扣在所述的扣舌(45)的开口(451)处。

3.根据权利要求1或2中所述的主控自动电器关机装置，其特征在于：所述的主控部分(1)是主控插座(11)，所述的从属部分(2)是从属插座(12)，所述的主控插座(11)、从属插座(12)与所述的内部控制电路(3)及所述的断电脱扣器(4)一起被设置在电器插座壳体(6)内。

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