CN101639675A

CN101639675A - 高效节能开关电路

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Publication number: CN101639675A
Application number: CN200910158196A
Authority: CN
Inventors: 杨明博
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2029-07-15
Also published as: CN101639675B

Abstract

一种高效节能开关电路，包括红外线接收器、单片机、电流检测模块、驱动器、继电器和电源管理模块等。电流检测模块用于检测电器的电力输入线路中的电流小于预先设定的阈值(或电流突然下降时)时向单片机发送一检测信号。单片机在接受信号后通过驱动器断开继电器。使电器与电网之间完全断开。断开电网后由电源管理模块给红外接收器和单片机及驱动器供电(功耗在0.01W左右)，当需要再次使用时，按红外遥控器的任意键(或设定为指定品牌的遥控器的开关按键)即可启动电源给电器供电。电器使用的同时给电池充电，电池饱和后充电管理模块停止充电。单片机接收到电器待机信号时开始计时(0至9999s)任意设定断开电网时间。本高效节能开关电路适用于任何一种家用电器。

Description

高效节能开关电路

技术领域

本发明涉及电器领域，尤其涉及一种具有节能功能的电器开关电路。

背景技术

随着生活水平的不断提高，各种电器层出不穷。目前，诸如电视机、空调、机顶盒、DVD/VCD机、遥控电风扇等，已成为人们日常生活中不可或缺的家用电器。这些电器通常通过遥控器来方便控制其工作。大多数遥控器具有关机的功能。以电视机为例，人们通常是看完电视后，按遥控器的关机键就了事。其实这是不可取的。因为这仅仅是将电视机中的高电压部分切断，关闭了机器的图像显示与伴音，而机内的电源整流部分、遥控信号接收部分及电源等依然处于工作状态。只是降低了耗电率，如果时间过长，除了电视机无谓地耗电还会引起电视机发热，内部电器与其他元器件老化，影响使用寿命。所以，遥控发射器的″关机″按键是不能作彩电的电源开关使用的，只有将机器上的电源开关处于″等待″的状态，而使用上述节能功能的电器开关电路真正地关上了电视。其他诸如录像机、音响设备、遥控风扇等......所有电器的遥控器都是同一原理。

只有将机器上的电源完全与电网断开的状态，才能将机器真正意义上的关上。但是，很多家庭的电源开关是设置在机器的后面，直接关上电源开关非常不方便。而且，很多人由于惰性的作用，在使用完机器后没有切断电源的习惯，只是通过遥控器进行关机的操作。这种操作存在三大缺陷：

其一：造成资源浪费。经调查研究表明，平均每台电器待机时耗电为6w。而家庭这种处于待机状态的电器越来越多，以5台为参照考虑数，则一年每户家庭浪费的电数在300度左右。以全国的家庭来考量的话，浪费的电数是极其可观的。

其二：降低安全性。待机状态下的电器中很多部件是处于工作状态，当发生雷击等情况下，极易造成整个电器的损坏。

其三：减少使用期。待机状态下的电器很多部件是处于工作状态的，引起部件的老化，进而影响寿命。

在申请号为200620051790.7的中国专利中，公开了一种电器待机后自动断开电路的开关及其插座，设有外壳、接线柱、电极连接片、插头孔，在电输入端设有电器待机后自动断开电路的继电器，继电器由继电器线圈、接通按钮K₂、关闭按钮K₁、常开触点K₃、K₄所组成。它具有停电后能自动切断电路，防止恢复通电后照明灯具、家用电器在无人值守的情况浪费电能，避

免用电火灾隐患，而且结构简单、方便、实用。但是，这种自动断开电路的开关是适用在电器手动操作下才开始切断电网，其它情况下还是属于待机状态，因此还是不能克服资源浪费的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效节能开关电路，以解决现有技术中用遥控器关机使电器处于待机状态，而非真正意义上的关机状态，由此造成资源浪费严重、安全性低和降低使用期的技术缺陷。

一种高效节能开关电路，适用于通过遥控器控制其工作的电器使用，包括红外线接收器、单片机、电流检测模块、驱动模块、手动启动模块、继电器和电源管理模块，通过电流检测模块给单片机发送一信号，单片机接到信号后与设定阙值进行判断，如果与设定值相符，单片机给驱动模块发送指令要求继电器断开电路，这时继电器收到指令后将电路断开，电器处于断电状态。当单片机收到红外线接收器给出打开电器的指令时，发出信号给驱动模块要求打开电路，继电器收到驱动模块给出的打开指令后打开电路，电器正常工作。

单片机是通过电源管理模块来供电的，电源管理模块包括整流模块、电源开关模块、稳压模块和充电管理模块。交流电通过整流模块变为直流电给充电电池充电，其中通过稳压器来稳定电压以确保元器件的安全性。充电管理模块充电饱和时电源开关模块发信号给继电器，继电器断开电路，停止充电。光源积电模块将光能转换为电能，用来补充断电后充电管理模块电能的无功损耗，延长单片机的使用时间。

手动开关模块，当电器长期不使用，充电管理模块内的电量不足以打开电器时用来打开电路给充电管理模块充电。

其中，电流检测模块，其输出端连接单片机，输入端设置在电器的电力输入线路中，用于检测该线路中的电流小于预先设定的阈值时，向单片机发送一检测信号；

继电器，第一继电器设置在电器的电力输入线路中来进行电路的通/断控制；第二继电器设置在手动启动模块线路上，用于当充电管理模块充电饱和时进行断电处理，第二继电器，在第一继电器与电网断开同时与电网断开，达到节能和防雷击的目的。

驱动器，分别连接继电器和单片机，用于在单片机对继电器的开\合控制；

红外接收器，连接单片机，用于接收遥控器的遥控信号，并将信号发送至单片机；

电源管理模块，一端连接单片机，另一端电力输入线，用于直接给单片机提供电力，并通过单片机间接给红外接收器供电；电源管理模块包括整流模块、电源开关模块、稳压模块、充电管理模块、光源积电模块。其中充电管理模块为充电电池，干电池，通过电池给单片机供电，光源积电模块是将光源转变为电能，用于对电器断电后充电电池电量损耗的补充，有效的延长无功耗待机时间。电源开关模块用于当充电管理模块充电饱合时对充电管理模块进行断电，减少电能的损耗。

单片机，用于当接收到电流检测模块发送的检测信号后，判断该信号值是否小于单片机设定值，如果小于等于该设定值时，单片机给驱动器发送断电信号，在单片机设定的时间内对电器进行断电处理，否则单片机不给信号，电器正常使用。当单片机获得红外接收器给出的打开电路的信号时，给驱动器发送信号，通过继电器开通电路，电器正常使用。

与现有技术相比，本发明能够在用遥控器关机情况下，检测出该电器处于待机状态后将其关闭电器的电力线，使电器处于真正意义上的关机，并且，在接收到遥控器开机的情况下，使得电器从关机状态下变化为待机情况后开机，避免了电力资源的浪费，提高了安全性，并且也提高了电器中元件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的高效节能开关电路的原理结构示意图；

图2为本发明的高效节能开关电路的实施例1结构示意图；

图3为本发明的高效节能开关电路的实施例2结构示意图；

图4为本发明的高效节能开关电路的实施例3结构示意图；

图5为本发明的高效节能开关电路的插座示意图。

【主要组件符号说明】

1：红外线接收器；2：单片机；3：驱动模块；

4：电流检测模块；5：第一继电器；6：第二继电器；

7：整流模块；8：电源开关模块；9：稳压模块；

10：电源管理模块；101：充电管理模块；102：光源积电模块

具体实施方式

请参阅图1至图5，其为本发明的高效节能开关电路的原理结构示意图。它适用于通过遥控器控制其工作的电器使用，包括红外线接收器1、单片机2、电流检测模块4、驱动器3、第一继电器5、手动启动单元、电源管理模块10。电源管理模块10可以包括整流模块7、电源开关模块8、稳压模块9、充电管理模块101。手动启动单元，一端连接电力输入线，另一端连接电源管理模块10，该手动启动单元，用于电器长期不使用，充电管理模块101电力不足，光源不充足导致遥控无法启动单片机2时，手动启动接通电源，给充电管理模块101供电，达到电器正常使用的目的。手动启动单元可以为第二继电器6。

电流检测模块4，其输出端连接单片机2，输入端设置在电器的电力输入线路中，用于检测该线路中的电流小于预先设定的阈值时，向单片机2发送一检测信号。电流检测模块4可以采用现有的电流检测元件，用来检测输入的电流值与预先设定的电流值。当电流检测模块4检测到该线路中的电流小于预先设定的阈值时，可以判定为该电器处于待机状态。为了减少出现的误判，也可以采用几次检测，若几次检测的结果都是该线路中的电流小于预先设定的阈值，则可以基本判定为该电器处于待机状态。

单片机2接收到电器待机信号时开始计时(0至9999s)任意设定断开电网时间，达到单片机2设定的时间时单片机2通过驱动模块3给第一继电器5、第二继电器6发送关闭电路的信号，第一继电器5、第二继电器6接收信号后关闭电路，达到给电器完全断电的效果。单片机2接收到红外接收器1发出的打开信号后，将信号发送给驱动模块3，第一继电器5收到开机信号后打开电路，电器开始工作。驱动模块3可以采用开关管等器件。

电器断电后通过电源管理模块给单片机2供电，电源管理模块10是通过充电管理模块101或者是使用干电池来给单片机2供电，这样就能确保电器断电后能为单片机提供电能来启动电器。

电源管理模块10包括整流模块7、电源开关模块8、稳压模块9、充电管理模块101，其中，

整流模块7，用于对电流进行整流；

电源开关模块8，一端连接充电管理模块101另一端连接整流模块7，用于当充电管理模块101中的充电饱和后断开电源达到节能的目的；

稳压模块9，连接电源开关模块10和单片机2，用于稳压；

充电管理模块101，包括充电电池。

在电器使用过程中，在电源管理模块10中的电源开关模块8在充电电池充满后发信号给第二继电器6，第二继电器6收到断开信号后断开电路停止冲电，当充电管理模块101电量不足时电源开关模块8发信号给第二继电器6，打开电路给充电电池充电。

电源管理模块10还可以包括光源积电模块102，当电器完全断电后，通过光源积电模块102将光能转换电能来补充电器断电后充电电池的电量损耗，有效的延长无功耗待机时间。

电源管理模块10，连接单片机12，用于直接给单片机12提供电力，并通过单片机12间接给红外接收器11供电。电源管理模块10有几种实施例，本发明后续只对其举几个实施例来说明，并非用来局限本发明。

上述公开的仅为本发明的原理结构示意图。以下就举几个具体实施例。

实施例1

请参阅图2，电源管理模块10为干电池14。即通过干电池给断电下的单片机2和红外接收器1提供电力。

实施例2

请参阅图3，电源管理模块10为充电管理模块101，该充电管理模块101可以是充电电池。通过充电电池给单片机2和红外接收器1提供电力。

实施例3

请参阅图4，电源管理模块10包括光源积电模块102和充电管理模块101，其中，光源积电模块102将光能转换为电能，用于在断电后补充电管理模块101的电能的无功损耗，延长单片机的使用时间。

在本实例中，手动启动单元即当电器很久没有使用后再次使用时，充电管理模块101内的电量不足以给单片机2供电，这时可以通过手动启动单元11来向单片机2和红外线接收器1提供电力。具体地，该手动启动单元11将电路接通，给充电管理模块101充电，充电后给单片机2供电，单片机2正常工作。

实施例4

请参阅图5，本发明做的是高效节能开关电路可以是一块电路板，设置在电器中，也可以是做成一产品，外设在电器外。比如，做成一插座。即一种包含高效节能开关电路的插座，用于电器的插头通过该插座连接至电源上。电器的插头插在插座上，插座插在电源上即可实现控制电器在待机下转为真正意义上的关机。与上述相比，需要一壳体将该些元件组装在内，并且电力输入线即连接电器的插头上。其包括红外线接收器、单片机、电流检测模块、驱动器、继电器和电源管理模块，其工作原理不变。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。

Claims

1、一种高效节能开关电路，适用于通过遥控器控制其工作的电器使用，其特征在于，包括红外线接收器、单片机、电流检测模块、驱动器、继电器，电源管理模块，手动启动模块，其中，

电流检测模块，其输出端连接单片机，输入端设置在电器的电力输入线路中，用于检测该线路中的电流小于预先设定的阈值时，向单片机发送一检测信号；

第一继电器，设置在电器的电力输入线路中，连接驱动器，用于控制电器电路的通\断；

驱动器，分别连接第一继电器和单片机，用于在单片机来控制第一继电器的开\合；

电源管理模块，连接单片机和电力输入线，用于直接给单片机提供电力，并通过单片机间接给红外接收器供电；

单片机，用于接收电流检测模块给出的信号，并将该信号发送给驱动器，用来控制继电器的通\断，以及接收红外线接收器给出的信号来给驱动器发送信息。

2、如权利要求1所述的高效节能开关电路，其特征在于，电源管理模块为包括整流模块、电源开关模块、稳压模块、充电管理模块，其中，

整流模块，用于对电流进行整流；

电源开关模块，一端连接充电管理模块另一端连接整流模块，用于当充电管理模块中的充电饱和后断开电源达到节能的目的；

稳压模块，连接电源开关模块和单片机，用于稳压；

充电管理模块，包括充电电池。

3、如权利要求2所述的的高效节能开关电路，其特征在于，还包括光源积电模块，其连接充电管理模块，用以将光能转换为电能，补充电器断电后充电管理模块的电量损耗，有效的延长无功耗待机时间。

4、如权利要求1所述的高效节能开关电路，其特征在于，其包括一手动启动单元，一端连接电力输入线，另一端连接电源管理模块，该手动启动单元，电器长期不使用，充电管理模块电力不足，光源不充足导致遥控无法启动单片机时，手动启动接通电源，给充电管理模块供电，达到电器正常使用的目的。

5、如权利要求4所述的高效节能开关电路，其特征在于，手动启动单元包括一第二继电器，连接驱动器。

6、如权利要求1所述的高效节能开关电路，其特征在于，电源管理模块包括干电池。

7、一种插座，电器的插头通过该插座连接至电源上，其特征在于，包括：包括红外线接收器、单片机、电流检测模块、驱动器、继电器，电源管理模块，手动启动模块组成的高效节能开关电路，其中。

单片机，用于当接收到电流检测模块发送的检测信号后，启动计时操作和启动接收红外接收器信号的工作，在超过预先设定的时间内未接收到红外接收器信号后，向驱动器发送信号使第一继电器断开；当接收到红外接收器发送符合要求的遥控信号时，发送信号至驱动器使其闭合第一继电器。

8、如权利要求7所述的插座，其特征在于，其包括一手动启动单元，一端连接电力输入线，另一端连接电源管理模块，该手动启动单元，电器长期不使用，充电管理模块电力不足，光源不充足导致遥控无法启动单片机时，手动启动接通电源，给充电管理模块供电，达到电器正常使用的目的。