CN101635517A - 超微功耗待机安全节能控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超微功耗待机安全节能控制器，通过在安全节能控制器的被控电器设置一个智能控制模块，智能控制模块包括磁保持继电器、超微功耗遥控复位开机电路和待机节电自动关机电路，它连接被控电器内部交流电源的输入端；超微功耗遥控复位开机电路和待机节电自动关机电路轮流启动工作。待机节电自动关机电路对被控电器关机实施监控并自动延时断开电器系统电源，同时为进一步节能，减小自身功耗，还自动断开关机电路储能电源；复位开机只需轻按任一款电器遥控器上的任一按钮(或轻按特设“复位”按钮)即可恢复被控电器供电，同时又自动断开复位开机电路储能电源。本发明对被控电器实施“超微功耗”开关机控制，使电器实现安全“零功耗待机”，又不改变用户使用遥控(或键控)型家电、办公电器的习惯。
Description
技术领域
本发明涉及电器产品基本电源系统的控制器，尤其涉及降低电器待机能耗的一种超微功耗待机安全节能控制器。
背景技术
近年来，随着科学技术进步和人民生活水平不断提高，各种现代电器大量普及，这大大方便了人们的工作和生活。随着全球节能环保意识的日渐深入人心，消费者对家用电器、视听产品、自动化办公设备和网络产品等电子设备在待机状态时消耗的能量提出更高的节能环保要求。
现有技术中的电器设备至少存在以下缺点：
电器设备在待机期间因电源没有关断而总存在“待机能耗”和“在线待机”的不安全问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全、节电的超微功耗待机安全节能控制器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的超微功耗待机安全节能控制器，包括被控电器，其特征在于，包括智能控制模块，所述智能控制模块包括超微功耗遥控复位开机电路、待机节电自动关机电路、磁保持继电器；
所述磁保持继电器为脉冲激励控制的双线圈磁保持继电器，其复位线圈与所述超微功耗遥控复位开机电路的输出端连接，其动作线圈与所述待机节电自动关机电路的输出端连接；
所述被控电器的L线通过所述磁保持继电器的触点与电网的L线连接，被控电器的N线通过所述待机节电自动关机电路与电网的N线连接；
所述超微功耗遥控复位开机电路接收遥控器或键控的复位开机信号，并根据该信号向所述磁保持继电器的复位线圈发出激励脉冲，磁保持继电器的触点接通，所述被控电器上电；
所述待机节电自动关机电路检测所述被控电器的N线的关机电压信号，当该电压信号低于设定的阈值，则延时至设定时间向所述磁保持继电器的动作线圈发出激励脉冲，磁保持继电器的触点断开，所述被控电器断电。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的超微功耗待机安全节能控制器，包括超微功耗遥控复位开机电路、待机节电自动关机电路、磁保持继电器；超微功耗遥控复位开机电路接收遥控器或键控的复位开机信号，并根据该信号向磁保持继电器的复位线圈发出激励脉冲，磁保持继电器的触点接通，被控电器上电；待机节电自动关机电路检测被控电器的N线的关机电压信号，当该电压信号低于设定的阈值，则延时至设定时间向磁保持继电器的动作线圈发出激励脉冲，磁保持继电器的触点断开，被控电器断电。本发明的超微功耗待机安全节能控制器能够消除被控电器“待机能耗”和“在线待机”的不安全问题，且自身的静态和动态功耗都极低：“超微功耗”，安全、节电。
附图说明
图1为本发明超微功耗待机安全节能控制器具体实施例的结构原理图。
具体实施方式
本发明的超微功耗待机安全节能控制器，其较佳的具体实施方式是：
包括被控电器、智能控制模块，所述智能控制模块可以包括超微功耗遥控复位开机电路、待机节电自动关机电路、磁保持继电器等；
所述磁保持继电器可以为脉冲激励控制的双线圈磁保持继电器，其复位线圈与所述超微功耗遥控复位开机电路的输出端连接，其动作线圈与所述待机节电自动关机电路的输出端连接；
所述被控电器的L线通过所述磁保持继电器的触点与电网的L线连接，被控电器的N线通过所述待机节电自动关机电路与电网的N线连接。具体被控电器可以包括内部交流电源，并通过该内部交流电源与电网连接；
所述超微功耗遥控复位开机电路接收复位开机信号，并根据该信号向所述磁保持继电器的复位线圈发出激励脉冲，磁保持继电器的触点接通，所述被控电器上电；
所述待机节电自动关机电路检测所述被控电器的N线的关机电压信号，当该电压信号低于设定的阈值，则延时至设定时间向所述磁保持继电器的动作线圈发出激励脉冲，磁保持继电器的触点断开，所述被控电器断电。
具体可以是：
所述待机节电自动关机电路可以包括关机信号取样电路、空载断电监控电路、功率驱动电路和关机储能电源等；
所述关机信号取样电路的输入端与所述被控电器的N线连接，输出端与所述空载断电监控电路的输入端连接；
所述空载断电监控电路的输出端与所述功率驱动电路的输入端连接，所述功率驱动电路的输出端与所述磁保持继电器的动作线圈连接；
所述关机储能电源的输入端通过所述磁保持继电器的触点与电网的L线连接，输出端与所述空载断电监控电路和功率驱动电路分别连接；
所述关机信号取样电路检测所述被控电器的N线的关机电压信号，并将该信号送到所述空载断电监控电路比较处理，如果低于设定的阈值，则所述空载断电监控电路延时至设定时间输出一个高电平使所述功率驱动电路导通，所述关机储能电源对所述磁保持继电器的动作线圈发出激励脉冲。
所述被控电器上电后，延时至设定的时间，所述被控电器的N线的关机电压信号仍未升至设定的阈值，则所述关机储能电源对所述磁保持继电器的动作线圈发出激励脉冲。
所述空载断电监控电路可以包括主要由CMOS集成双运算放大器组成的电压比较器和电压放大器，或可以包括主要由7555芯片组成的触发脉冲控制电路；
所述关机信号取样电路可以主要包括大功率金属片电阻，所述被控电器的N线可以通过该关机信号取样电路与电网的N线连接；所述功率驱动电路可以包括单向可控硅。
所述关机储能电源可以为超微功耗的阻容降压储能稳压电源，包括高压电容、电阻、整流二极管、稳压二极管和储能电容等；
所述关机储能电源的供电可以分两级，第一级直接供给所述功率驱动电路，第二级通过分压电阻降压和滤波电容滤波后，供给所述空载断电监控电路。
所述超微功耗遥控复位开机电路包括红外接收电路、脉冲触发控制电路、脉冲功率驱动电路和复位开机储能电源；
所述红外接收电路接收遥控器的遥控信号，其输出端与脉冲触发控制电路的输入端连接，脉冲触发控制电路的输出端与脉冲功率驱动电路的输入端连接，脉冲功率驱动电路的输出端与磁保持继电器K的复位线圈L1连接；
所述复位开机储能电源的输入端通过磁保持继电器的常开触点与电网的L线连接，输出端与红外接收电路、脉冲触发控制电路和脉冲功率驱动电路分别连接。
所述红外接收电路可以包括一体化红外遥控接收头，所述一体化红外遥控接收头可以包括红外二极管和前置放大接收的集成电路等；
所述脉冲触发控制电路可以包括主要由7555芯片组成的施密特电路；
所述脉冲功率驱动电路包括单向可控硅，或包括特设键控“复位”开关与单向可控硅并联等(带键控“复位”开机功能)组成的键控“复位”开机单元；
所述复位开机储能电源可以包括高压电容、电阻、整流二极管、稳压二极管和储能电容，其供电分两级，第一级直接供给所述脉冲功率驱动电路，第二级通过电阻降压和电容滤波后供给所述红外接收电路和脉冲触发控制电路等。
所述磁保持继电器的触点为常开/常闭转换型触点，其常开触点与所述超微功耗遥控复位开机电路的电源输入端连接，常闭触点与所述被控电器的L线和所述待机节电自动关机电路的电源输入端分别连接，公共触点与电网的L线连接。
下面通过具体实施例对本发明进行详细的阐述，如图1所示：
超微功耗待机安全节能控制器设有智能控制模块，智能控制模块包括超微功耗遥控复位开机电路1、待机节电自动关机电路2、磁保持继电器K等。
超微功耗待机安全节能控制器包括被控电器，被控电器的L线(火线)通过磁保持继电器K的触点与电网的L线连接；被控电器的N线(零线)通过智能控制模块与电网的N线连接。
磁保持继电器K为一只仅需脉冲激励控制的大功率双线圈磁保持继电器，其复位线圈L1与超微功耗遥控复位开机电路1的输出端连接，动作线圈L2与待机节电自动关机电路2的输出端连接。
本具体实施例中，磁保持继电器K的触点为常开/常闭转换型触点，其中常开触点K-L2与超微功耗遥控复位开机电路1的电源输入端连接，常闭触点K-L1与被控电器的L进线及待机节电自动关机电路2的关机蓄能电源的输入端连接，公共触点K-L0与AC220V电网的L进线连接。
具体包括：
待机节电自动关机电路2包括关机信号取样电路、空载断电监控电路、功率驱动电路和关机储能电源，其中，关机信号取样电路的输入端和被控电器的N线连接，关机信号取样电路的输出端与空载断电监控电路的输入端连接，空载断电监控电路的输出端与功率驱动电路的输入端连接，功率驱动电路的输出端与磁保持继电器的动作线圈L2连接，关机储能电源输入端与磁保持继电器的常闭触点K-L1连接，关机储能电源输出端与空载断电监控电路和功率驱动电路连接。
关机信号取样电路主要包括一只大功率金属片电阻，被控电器的N线还通过关机信号取样电路与电网的N线连接。
空载断电监控电路主要由一只静态工作电流小、单电源工作的CMOS集成双运算放大器等组成的电压比较器和电压放大器，其功率驱动电路为单向可控硅等。空载断电监控电路还可主要由7555芯片组成的触发脉冲控制电路等。
关机储能电源是一种超微功耗的阻容降压储能稳压电源，由高压电容、电阻、整流二极管、稳压二极管和储能电容等组成，其供电分两级，第一级直接供给功率驱动电路，第二级通过分压电阻R2降压和滤波电容C2滤波后，供给空载断电监控电路。
超微功耗遥控复位开机电路1包括红外接收电路、脉冲触发控制电路、脉冲功率驱动电路和复位开机储能电源。其中，红外接收电路接收遥控器的遥控信号，其输出端与脉冲触发控制电路的输入端连接，脉冲触发控制电路的输出端与脉冲功率驱动电路的输入端连接，脉冲功率驱动电路的输出端与磁保持继电器K的复位线圈L1连接。复位开机储能电源的输入端与磁保持继电器K的常开触点K-L2连接，输出端与红外接收电路、脉冲触发控制电路和脉冲功率驱动电路分别连接。
所述红外接收电路主要为一只静态工作电流小的一体化红外遥控接收头，它包括红外二极管和前置放大接收的集成电路等；
脉冲触发控制电路包括主要由7555芯片组成的施密特电路；
脉冲功率驱动电路主要为一只单向可控硅，或可采用一只普通按钮作特设键控“复位”开关与单向可控硅的A-K极并联组合(带键控“复位”开机功能)等；
复位开机储能电源是一种超微功耗的阻容降压储能稳压电源，由高压电容、电阻、整流二极管、稳压二极管和储能电容等组成，其供电分两级，第一级直接供给脉冲功率驱动电路，第二级通过电阻R2降压和电容C2滤波后供给红外接收电路和脉冲触发控制电路。
上述具体实施例的工作原理是：
当接入AC220V电网和电器使用时，如图1所示：
通常被控电器和待机节电自动关机电路2都处于断开状态，而超微功耗遥控复位开机电路1一直处于“待机”状态。若需“复位开机”，只需使用任一款电器的遥控器(如家电类的电视机或空调等用的)对向节电安全节能控制器的红外接收头，按遥控器上的任一键(或需要键控方式，可轻按“复位”按钮)，听到“咯噔”的响声，接入被控电器内部交流电源和待机节电自动关机电路2都处于开机通电状态(动态)。
当超微功耗遥控复位开机电路1“待机”时，一体化红外遥控接收头都输出高电平，经脉冲触发控制电路后使脉冲功率驱动电路一直处于截止状态，磁保持继电器的复位线圈L1没有脉冲激励电流通过；当按下遥控器的任一键时，一体化红外遥控接收头接收到特定红外发射频率就输出低电平，并经脉冲触发控制电路使脉冲功率驱动电路导通(或轻按特设“复位”按钮时)，从而复位开机储能电源对动作线圈L1形成放电脉冲，使磁保持继电器K-L1触点吸合复位为“常闭”状态、K-L2触点断开，这时接入被控电器的电源以及待机节电自动关机电路2都接通AC220V供电；同时为进一步节能，减小自身功耗，因K-L2触点断开，还自动断开复位开机储能电源。
“复位开机”通电后，随后被控电器开机按常规操作即可正常工作。同时，待机节电自动关机电路2得电开始超微功耗待机运行。开始，功率驱动电路处于截止状态，关机储能电源开始充电储能，并延时逐步升压到直流稳压值；另一方面，随着直流电压的升高，关机信号取样电路也开始工作并检测取样信号，送空载断电监控电路进行监控比较处理，并将监控的结果送功率驱动电路。如果上电后被控电器开机正常工作，待机节电自动关机电路2就一直超微功耗待机正常运行。
如被控电器使用完毕关机，或市网AC220V突发停电，关机信号取样电路将及时检测的电压“变0”空载待机信号，送空载断电监控电路比较处理，如果低于安全节能控制器所设定的待机功率的标准值(针对大量家电和办公等电器产品系列不同应用领域的待机功率等级，可按需求设定)，则自动延时(可按需要，由R-C电路设定)输出一个高电平使功率驱动电路导通，关机储能电源对动作线圈L2形成放电脉冲，使磁保持继电器K-L1触点断开，K-L2触点吸合复位为“闭合”状态，从而自动切断接入被控电器系统电源，实现电器安全“零功耗待机”；因K-L2触点吸合复位为“闭合”，超微功耗遥控复位开机电路1得电，又处于“待机等待”状态；同时为进一步节能，减小控制器的自身功耗，因K-L1触点断开，还自动断开关机储能电源。如果需要重新开机，只需按遥控器的任一键(或轻按特设“复位”按钮)即可。
上电后，若被控电器未能及时开机正常工作，空载断电监控电路将自动延时(可按需要设定，由关机储能电源的充电储能的时间确定)输出高电平也使功率驱动电路导通，关机储能电源对动作线圈L2形成放电脉冲，使磁保持继电器K-L1触点断开、K-L2触点吸合复位为“闭合”状态，从而自动切断接入被控电器系统电源，实现电器安全“零功耗待机”；因K-L2触点吸合复位为“闭合”，超微功耗遥控复位开机电路1得电，又处于“待机等待”状态；同时为进一步节能，减小控制器的自身功耗，因K-L1触点断开，还自动断开关机储能电源。如果需要重新开机，同上只需按遥控器的任一键(或轻按特设“复位”按钮)即可。
本发明针对目前大量家电、办公电器广泛使用中普遍存在的“待机能耗”问题，提供一种超微功耗待机安全节能控制器，通过在安全节能控制器的被控电器设置一个智能控制模块，智能控制模块包括仅需脉冲激励控制的大功率磁保持继电器、超微功耗遥控复位开机电路和待机节电自动关机电路，它连接被控电器输入端；所述超微功耗遥控复位开机电路和待机节电自动关机电路轮流启动工作，待机节电自动关机电路对被控电器待机实施监控并自动断开电器系统电源，实现安全“超微功耗待机”，同时为进一步节能，减小自身功耗，还自动断开关机电路储能电源；复位开机只需轻按任一款电器遥控器上的任一按钮(或轻按特设“复位”按钮)即可恢复电器供电，对被控家电、办公电器的关机实施自动断开电源，使电器处于安全“超微功耗待机”，又不改变用户使用遥控(或键控)型家电、办公电器的习惯。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种超微功耗待机安全节能控制器，包括被控电器，其特征在于，包括智能控制模块，所述智能控制模块包括超微功耗遥控复位开机电路、待机节电自动关机电路、磁保持继电器；
所述磁保持继电器为脉冲激励控制的双线圈磁保持继电器，其复位线圈与所述超微功耗遥控复位开机电路的输出端连接，其动作线圈与所述待机节电自动关机电路的输出端连接；
所述被控电器的L线通过所述磁保持继电器的触点与电网的L线连接，被控电器的N线通过所述待机节电自动关机电路与电网的N线连接；
所述超微功耗遥控复位开机电路接收遥控器或键控的复位开机信号，并根据该信号向所述磁保持继电器的复位线圈发出激励脉冲，磁保持继电器的触点接通，所述被控电器上电；
所述待机节电自动关机电路检测所述被控电器的N线的关机电压信号，当该电压信号低于设定的阈值，则延时至设定时间向所述磁保持继电器的动作线圈发出激励脉冲，磁保持继电器的触点断开，所述被控电器断电。
2、根据权利要求1所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述待机节电自动关机电路包括关机信号取样电路、空载断电监控电路、功率驱动电路和关机储能电源；
所述关机信号取样电路的输入端与所述被控电器的N线连接，输出端与所述空载断电监控电路的输入端连接；
所述空载断电监控电路的输出端与所述功率驱动电路的输入端连接，所述功率驱动电路的输出端与所述磁保持继电器的动作线圈连接；
所述关机储能电源的输入端通过所述磁保持继电器的触点与电网的L线连接，输出端与所述空载断电监控电路和功率驱动电路分别连接；
所述关机信号取样电路检测所述被控电器的N线的关机电压信号，并将该信号送到所述空载断电监控电路比较处理，如果低于设定的阈值，则所述空载断电监控电路延时至设定时间输出一个高电平使所述功率驱动电路导通，所述关机储能电源对所述磁保持继电器的动作线圈发出激励脉冲。
3、根据权利要求2所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述被控电器上电后，延时至设定的时间，所述被控电器的N线的关机电压信号仍未升至设定的阈值，则所述关机储能电源对所述磁保持继电器的动作线圈发出激励脉冲。
4、根据权利要求2所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述空载断电监控电路包括主要由CMOS集成双运算放大器组成的电压比较器和电压放大器，或包括主要由7555芯片组成的触发脉冲控制电路；
所述关机信号取样电路主要包括大功率金属片电阻，所述被控电器的N线通过该关机信号取样电路与电网的N线连接；
所述功率驱动电路包括单向可控硅。
5、根据权利要求2所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述关机储能电源为超微功耗的阻容降压储能稳压电源，包括高压电容、电阻、整流二极管、稳压二极管和储能电容；
所述关机储能电源的供电分两级，第一级直接供给所述功率驱动电路，第二级通过分压电阻降压和滤波电容滤波后，供给所述空载断电监控电路。
6、根据权利要求1所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述超微功耗遥控复位开机电路包括红外接收电路、脉冲触发控制电路、脉冲功率驱动电路和复位开机储能电源；
所述红外接收电路接收遥控器的遥控信号，其输出端与脉冲触发控制电路的输入端连接，脉冲触发控制电路的输出端与脉冲功率驱动电路的输入端连接，脉冲功率驱动电路的输出端与磁保持继电器K的复位线圈L1连接；
所述复位开机储能电源的输入端通过磁保持继电器的常开触点与电网的L线连接，输出端与红外接收电路、脉冲触发控制电路和脉冲功率驱动电路分别连接。
7、根据权利要求6所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述红外接收电路包括一体化红外遥控接收头，所述一体化红外遥控接收头包括红外二极管和前置放大接收的集成电路；
所述脉冲触发控制电路包括主要由7555芯片组成的施密特电路；
所述脉冲功率驱动电路包括单向可控硅，或包括由键控复位开关与单向可控硅并联的键控复位开机单元；
8、根据权利要求6所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述复位开机储能电源包括高压电容、电阻、整流二极管、稳压二极管和储能电容，其供电分两级，第一级直接供给所述脉冲功率驱动电路，第二级通过电阻降压和电容滤波后供给所述红外接收电路和脉冲触发控制电路。
9、根据权利要求1至8任一项所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述磁保持继电器的触点为常开/常闭转换型触点，其常开触点与所述超微功耗遥控复位开机电路的电源输入端连接，常闭触点与所述被控电器的L线和所述待机节电自动关机电路的电源输入端分别连接，公共触点与电网的L线连接。
10、根据权利要求1至8任一项所述的超微功耗待机安全节能控制器，其特征在于，所述被控电器包括内部交流电源，并通过该内部交流电源与电网连接。
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