CN102625532B - 一种蓄能光电感应控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光电控制器，尤其是涉及一种可以充电蓄能、并可根据光照程度感应供电的电源控制器，产品由底座、电路、顶盒三个模块组成，包括盒座、箍套、调光帽、开关压块、中置弹片、侧置弹片、盒盖、开关拨块等十九个零件，以及光敏晶体管TV2、电阻R3、微调电阻RP2、集成块IC、继电器K、变压器E、二极管VD1、电容C1、电位器RP1、晶体管TV1、蓄电池GD等十九个元器件，形成一种供电稳定持久、使用方式灵活的电控感应供电装置，产品美观大方，结构精巧耐用，可广泛应用于平原、山区、丘陵、高原等工作环境，适合工厂、机关、商店、学校等企事业单位以及家庭的使用需要，操作简便，适应性广，具有较高的应用价值和经济附加价值。

Description

一种蓄能光电感应控制器
技术领域
本发明涉及一种光电控制器，尤其是涉及一种可以充电蓄能、且可根据光照强弱程度感应供电的电源控制器。
背景技术
本文所述的光电感应控制器，主要应用于街灯、射灯、篝灯、舱灯、台灯、房灯、车厢灯、应急灯等照明控制电路中，可以使电光源在环境光照明亮情况下自动熄灭，在环境光照暗淡情况下自动启动，达到节约能源、改善用光环境的目的。目前公知的光电感应控制器，大体存在着以下一些缺陷：
⑴ 依赖外部电源。目前公知的光电感应控制器，大多没有蓄电装置，只能依靠外部市电运行；当市电断开时，光电感应控制器即无法工作。
⑵ 积蓄电能不足。虽然有部分光电感应控制器自带有蓄能装置，能够在市电中止时自动启用自备电能，确保用电器的顺利运行；但其装置自积蓄的能量又往往不足，仅能维持用电器运行二至三小时。
⑵ 不能在向用电器供电的同时进行自身充电。目前公知的光电感应控制器，大多在市电断止的情况下自动感应向外供电，在市电恢复的情况下中止向用电器供电，无法在使用自备电源向用电器供电的同时，又对自备电源进行充电。
如此等等，影响了现有公知光电感应控制器的使用功能、应用范围及社会经济价值。
发明内容
本发明的目的，在于克服目前公知光电感应控制器功能单一、适应性不强等缺陷，向公众提供一种独特的蓄能光电感应控制装置。该装置除了能够像众多公知光电感应控制器一样具有光电能量转换功能之外，还能够将外来的电源能量积蓄下来，在感知到外部环境光照暗淡时向外供电，且可在向外供电的同时，吸聚积蓄另外的外来电源，实现外来电源使用的光照感知化。整个产品能够适应于复杂的作业环境，用途广泛，安全耐用。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
1，将产品分为底座、电路、顶盒三个模块，其中，底座模块用于安装电路模块的线路板，电路模块主要用于固定产品电路图中的绝大数电子元件；顶盒模块用于与底座模块配合，形成电子线路的封闭使用空间。
2，设计一盒座零件作为底座模块的主体零件，使之成为电子线路板及其电子元件的依附所在。
3，在盒座零件底部设置一垫台，用于安装固定电路模块中的线路板。
4，在盒座零件顶端设置一扣圈，用于嵌套连接顶盒模块的盒盖零件。
5，在盒座零件立壁上设置一沉孔，用于安装产品电子线路中所必需的光敏晶体管；且配套设置一调光螺帽，确保光敏晶体管的使用不受产品自身光照的影响。
6，在电路模块中，将电线板设计为“凹”字形状，尽可能地为大容量蓄电池预留出较大的物理空间。
7，使用一体化锂电池作为产品的蓄能装置，确保产品能够在外来电源停断的8小时内顺利运作。
8，设计一盒盖零件作为顶盒模块的主体零件，且在该零件下端内壁上设置一凹槽，用于与盒座零件的顶端扣圈相配合，形成产品内部的封闭空间
9，在盒盖零件中，设置一指示灯观察孔，用于显示产品内部线路的运行作业情况。
10，在盒盖零件顶面，使用具有一定弹性模量、且导电性能优越的黄铜片材，冲剪弯曲形成两个侧置弹片和一个中置弹片，并使之相互配合形成产品的双向电源开关，用于设置产品的手动、自动、停止三种不同工作状态。
通过上述一系列技术方案的实施，本发明可以取得以下一系列有益的效果：
① 供电稳定持久：产品电路使用恒压保护系统，供电恒定平稳，产品结实耐用，且使用大容量蓄电池，可以存储较大容量电能，能够在市电停断8小时内向用电器持续平稳供电。
② 边充电边供电：当市电中断时，由产品内置蓄电池向用电器直接供电，保障用电器的平稳使用；当市电恢复时，则由市电通过产品内置变压器降压，向用电器供电，并对产品内置蓄电池充电；产品蓄电池可在向用电器充电的情况下，通过市电自行充电。
③ 使用方式灵活：用户通过产品设置的双向开关，可以根据情况灵活地选择使用手动、自动使用方式，通过切换产品线路中的不同电流方向，使产品切实适合具体的使用环境。
另外，本发明还有实施简单，制造简易的优点，所形成产品美观大方，结构精巧耐用，可广泛应用于平原、山区、丘陵、海岛、高原等工作环境，适合工厂、机关、商店、学校等企事业单位以及家庭的使用需要，操作简便，适应性广，市场空间广阔，具有较高的应用价值和经济附加价值。
下面，结合一实施例及其附图，对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1，是本发明产品组织结构示例图。
图2，是本发明一实施例底座模块零件示例图。
图3，是本发明一实施例盒座零件结构折线剖图。
图4，是本发明一实施例调光帽零件结构全部图。
图5，是本发明一实施例电路示例图。
图6，是本发明一实施例线路板示例图。
图7，是本发明一实施例电路模块零件示例图。
图8，是本发明一实施例顶盒模块零件示例图。
图9，是本发明一实施例盒盖零件结构折线剖图。
图10 是本发明一实施例产品装配示例图。
具体实施方式
本发明作为一技术方案，通过相应零件的有机组合，可得到具体实施。本发明产品的组织结构如图1所示。
图1中，本发明产品由底座、电路、顶盒三个模块组成，其中，底座模块由盒座、盒座紧定钉、接地连线、信号连线、连接条、箍套、调光帽七个元零件和一个光敏晶体管TV2元件组成，电路模块由线路板、电阻R3、微调电阻RP2、电容C2、电容C3、集成块IC、接线柱、继电器K、二极管VD3、变压器E、二极管VD1、电容C1、电位器RP1、电阻R1、晶体管TV1、二极管VD2、电阻R2、蓄电池GD十八个元器件组成，顶盒模块由中置连线、负向连线、正向连线、压块螺钉、压块垫圈、开关压块、中置螺钉、中置弹片、侧置螺钉、侧置弹片、盒盖、开关拨块十二个零件组成。
在具体实施过程中，每个零件均有自己独特的外观形态，底座模块所属各零件的外观形态如图2所示。
图2中，按照标号顺序排列的零件依次是：盒座零件（1）、盒座紧定钉零件（2）、光敏晶体管TV2元件（3）、接地连线零件（4）、信号连线零件（5）、连接条零件（6）、箍套零件（7）、调光帽零件（8）组成，其中，盒座紧定钉零件（2）、连接条零件（6）、箍套零件（7）的数量各自为4，光敏晶体管TV2元件（3）与其它三个零件的数量各自为1。
在底座模块中，盒座零件（1）与调光帽零件（8）的结构特征较为独特。盒座零件（1）的结构特征如图3所示。
图3中，盒座零件（1）结构包括调光管（9）、外立壁（10）、凹壁（11）、顶面扣圈（12）、内立壁（13）、底板垫台（14）、垫台紧定孔（15）、底板（16）、外接线孔（17）九个组成部分，其中，垫台紧定孔（15）的数量各自为4，外接线孔（17）的数量为2，其它组成部分的数量各自为1。
在实施过程中，盒座零件（1）使用绝缘的有机塑料制成，整个零件最大高度值与最大宽度值之间的比例，在1:2到1:2.1之间；其最大宽度值与最大长度值之间的比例，在1:1.3到1:1.4之间。
调光帽零件（8）的结构特征如图4所示。
图4中，调光帽零件（8）使用高强度的热固性有机塑料制成，结构包括顶面（18）、防衍射级阶（19）、透光孔（20）、顶端斜面（21）、防滑槽（22）、外立面（23）、内螺纹（24）七个组成部分，其中，防滑槽（22）数量在32至48之间，防衍射级阶（19）数量为3，其它组成部分的数量均各自为1。
实施例中，实现产品功能的核心部分是电路模块，而电路模块则是根据产品电路图而布设建造。实施例中的产品电路图如图5所示。
图5中，产品电路图大体分为蓄能电路与光控感应电路两个部分。其中，由变压器E、二极管VD1、电容C1、电位器RP1、电阻R1、晶体管TV1、二极管VD2、电阻R2、蓄电池GD九个元件组成整流蓄能电路，其中，变压器E、二极管VD1、电容C1三个元件负责降压整流功效，将220V交流电降压转变为12伏直流电，晶体管TV1发射极输出放大电流，蓄电池GD接在晶体管TV1的发射极回路中，电位器RP1组成分压器，旋转电位器RP1旋钮，即可改变晶体管TV1基极电位的高低，当基极电位一定时，发射极的电流也被固定，从而实现对蓄电池E的恒流充电。
在实施过程中，二极管VD2选用红色发光二极管，它可起到二个作用，一是起充电指示作用，二是起过充保护作用。当晶体管TV1发射极与蓄电池GD之间的电位差大于或等于二极管VD2的起辉电压时，二极管VD2导通发光，蓄电池GD被充电；当蓄电池GD充电被充满时，晶体管TV1发射极与蓄电池GD之间的电位差小于二极管VD2的起辉电压，二极管VD2无法导通，不发光，充电自动中止，这样，实现了恒压充电，防止了蓄电池被过充而被损坏。电阻R2是二极管VD2的分流电阻，可以防止二极管VD2被较大的充电电流损坏。
在图5中，光控感应电路由电阻R3、微调电阻RP2、电容C2、电容C3、集成块IC、继电器K、二极管VD3、蓄电池GD、光敏晶体管TV2、双向开关S九个元件配合组成；在使用过程中，当光线较强时，光敏晶体管TV2元件因接受光照而内阻很小，使集成块IC元件的②、⑥脚呈高电平，该元件的③脚输出低电平，继电器K元件无电，继电器K元件常开触点断开用电器电源，用电器不被启动；当光线较弱时，光敏晶体管TV2元件因失去光照而变得内阻很大，集成块IC元件的②、⑥脚呈低电平，该元件的③脚输出高电平，继电器K元件常开触点闭合，为用电器的使用提供了必要的条件。
在实施过程中，电阻R3、微调电阻RP2、电容C2、电容C3、集成块IC、继电器K、二极管VD3、蓄电池GD七个元件属于电路模块，光敏晶体管TV2元件属于底座模块，双向开关S元件属于顶盒模块。在产品使用过程中，双向开关S元件的作用，在于方便用户选择光控感应电路的使用形式，使产品能够有选择地处于手动强制启动、光控感应启动、和停止启动三个状态。
在实施过程中，电路模块所有元件均安装固定在线路板中。实施例中的线路板如图6所示。
图6中，产品线路板外观呈“凹”字形态，其中的凹陷部分，主要用于容纳大容量的蓄电池GD。
在成型产品中，电路模块所属各元器件的外观形态，大致如图7所示。
图7中，按照标号顺序排列的零件依次是：线路板器件（25）、电阻R3元件（26）、微调电阻RP2元件（27）、电容C2元件（28）、电容C3元件（29）、集成块IC元件（30）、接线柱器件（31）、继电器K元件（32）、二极管VD3元件（33）、变压器E元件（34）、二极管VD1元件（35）、电容C1元件（36）、电位器RP1元件（37）、电阻R1元件（38）、晶体管TV1元件（39）、二极管VD2元件（40）、电阻R2元件（41）、蓄电池GD元件（42），其中，接线柱器件（31）的数量为11，其它元器件的数量各自为1。
实施例中，顶盒模块所属各零件的外观形态如图8所示。
图8中，按照标号顺序排列的零件依次是：中置连线零件（43）、负向连线零件（44）、正向连线零件（45）、压块螺钉零件（46）、压块垫圈零件（47）、开关压块零件（48）、中置螺钉零件（49）、中置弹片零件（50）、侧置螺钉零件（51）、侧置弹片零件（52）、盒盖零件（53）、开关拨块零件（54），其中，压块螺钉零件（46）、压块垫圈零件（47）、中置螺钉零件（49）、侧置螺钉零件（51）、侧置弹片零件（52）的数量各自为2，其它零件的数量各自为1。
在顶盒模块中，盒盖零件（53）的结构特征较为特殊，该零件结构特征如图9所示。
图9中，盒盖零件（53）结构包括指示灯管（55）、外环壁（56）、指示灯孔（57）、顶面（59）、拨块槽（59）、扣圈槽（60）、端口斜面（61）、内环壁（62）、弹片螺孔（63）、拨块通孔（64）十个组成部分，其中，弹片螺孔（63）的数量为6，其它组成部分的数量各自为1。
在实施过程中，盒盖零件（53）使用具有一定弹性模量的有机塑料制成，指示灯管（55）高度值与整个零件最大长度值之间的比例，在1:3到1:3.4之间；整个零件最大宽度值与最大长度值之间的比例，在1:1.2到1:1.4之间。
在产品制造过程中，当产品所需各个零件均已制造完毕后，即可将各个零件按照一定方位进行组装，配合形成产品。本实施例中各个零件的装配关系如图10所示。
图10中，底座模块的光敏晶体管TV2元件（3）置于由盒座零件（1）、连接条零件（6）、箍套零件（7）、调光帽零件（8）共同组成的预置空间中，且通过信号连线零件（5）、接地连线零件（4）的连接，与电路模块中的线路板器件（25）导通；顶盒模块的侧置弹片零件（52）在侧置螺钉零件（51）的紧定下，置于盒盖零件（53）的底面，且与中置弹片零件（50）、开关压块零件（48）、开关拨块零件（54）相互配合，形成一个直拨式双向开关S元件；该双向开关S元件通过中置连线零件（43）、正向连线零件（45）、负向连线零件（44）的连接，与电路模块中的线路板器件（25）导通，配合形成产品的电子线路。
同样在图10中，顶盒模块中的中置弹片零件（50）通过中置连线零件（43）与电路模块集成块IC元件（30）的⑥脚接线柱连接，一侧置弹片零件（52）通过负向连线零件（44）与底座模块光敏晶体管TV2元件（3）的接线柱连接，另一侧置弹片零件（52）通过正向连线零件（45）与电路模块集成块IC元件（30）的⑧脚接线柱连接。
还是在图10中，光敏晶体管TV2元件（3）通过接地连线零件（4）与顶盒模块负向连线（44）的接线柱连接，通过信号连接（5）与电路模块集成块IC元件（30）的⑥脚接线柱连接，进而实现产品的光电感应控制功能。
在实际开发过程中，产品各零件的具体材质、形状、规格，均可以根据功能的需要而灵活变通，形成多种实施方案，从而开拓出千姿百态的产品，造就广阔市场空间。

Claims (7)

1.一种蓄能光电感应控制器，由底座、电路、顶盒三个模块组成，其特征是：
⑴ 所述的底座模块，由盒座、盒座紧定钉、接地连线、信号连线、连接条、箍套、调光帽七个元零件和一个光敏晶体管TV2元件组成，其中，盒座紧定钉零件、连接条零件、箍套零件的数量各自为4，光敏晶体管TV2元件与其它三个零件的数量各自为1；
⑵ 所述的电路模块，由线路板、电阻R3、微调电阻RP2、电容C2、电容C3、集成块IC、接线柱、继电器K、二极管VD3、变压器E、二极管VD1、电容C1、电位器RP1、电阻R1、晶体管TV1、二极管VD2、电阻R2、蓄电池GD十八个元器件组成，其中，接线柱器件的数量为11，其它元器件的数量各自为1；
⑶ 所述的顶盒模块，由中置连线、负向连线、正向连线、压块螺钉、压块垫圈、开关压块、中置螺钉、中置弹片、侧置螺钉、侧置弹片、盒盖、开关拨块十二个零件组成，其中，压块螺钉零件、压块垫圈零件、中置螺钉零件、侧置螺钉零件、侧置弹片零件的数量各自为2，其它零件的数量各自为1；
⑷ 在成型产品中，底座模块的光敏晶体管TV2置于由盒座零件、连接条零件、箍套零件、调光帽零件共同组成的预置空间中，且通过信号连线零件、接地连线零件的连接，与电路模块中的线路板器件导通；
⑸ 在成型产品中，顶盒模块的侧置弹片零件在侧置螺钉零件的紧定下，置于盒盖零件的底面，且与中置弹片零件、开关压块零件、开关拨块零件相互配合，形成一个直拨式双向开关S元件；该双向开关S元件通过中置连线零件、正向连线零件、负向连线零件的连接，与电路模块中的线路板器件导通，配合形成产品的电子线路；
⑹ 在成型产品中，由变压器E、二极管VD1、电容C1、电位器RP1、电阻R1、晶体管TV1、二极管VD2、电阻R2、蓄电池GD九个元件组成整流蓄能电路，其中，变压器E、二极管VD1、电容C1三个元件负责降压整流功效，将220V交流电降压转变为12伏直流电，晶体管TV1发射极输出放大电流，蓄电池GD接在晶体管TV1的发射极回路中，电位器RP1组成分压器，旋转电位器RP1旋钮，即可改变晶体管TV1基极电位的高低，当基极电位一定时，发射极的电流也被固定，从而实现对蓄电池E的恒流充电；
⑺ 在成型产品中，电路模块中的电阻R3、微调电阻RP2、电容C2、电容C3、集成块IC、继电器K、二极管VD3、蓄电池GD九个元件，与底座模块的光敏晶体管TV2元件、顶盒模块中的双向开关S元件配合，组成光控感应电路，在光线较强时，光敏晶体管TV2元件因接受光照而内阻很小，使集成块IC元件的②、⑥脚呈高电平，该元件的③脚输出低电平，继电器K元件无电，继电器K元件常开触点断开用电器电源，用电器不被启动；当光线较弱时，光敏晶体管TV2元件因失去光照而变得内阻很大，集成块IC元件的②、⑥脚呈低电平，该元件的③脚输出高电平，继电器K元件常开触点闭合，为用电器的使用提供了必要的条件；
⑻ 电路模块的所有电子元件除蓄电池外均以焊接的形式依附在线路板上，且通过盒座紧定钉零件的紧定，固定到盒座零件底板垫台上；
⑼ 在成型产品中，顶盒模块通过盒盖零件的内壁扣槽，与底座模块中的盒座零件相结合，使顶盒模块与底座模块形成紧密包围电路模块的封闭空间，共同组成产品的整体;
⑽ 在使用过程中，产品通过拨块零件的前后滑动，变换拨块零件的不同位置，带动压块零件按压或释放中置弹片零件的压触面，使中置弹片零件逐一与两边侧置弹片零件中的一个零件相接触，或均与两边侧置弹片零件保持一定距离，从而形成产品强制输出电流、光线感应输出电流和停止电流输出的三重功能。
2.根据权利要求1所述的蓄能光电感应控制器，其特征是：所述底座模块中的盒座零件，使用绝缘的有机塑料制成，结构包括调光管、外立壁、凹壁、顶面扣圈、内立壁、底板垫台、垫台紧定孔、底板、外接线孔九个组成部分，其中，垫台紧定孔的数量各自为4，外接线孔的数量为2，其它组成部分的数量各自为1；整个零件最大高度值与最大宽度值之间的比例，在1:2到1:2.1之间；其最大宽度值与最大长度值之间的比例，在1:1.3到1:1.4之间。
3.根据权利要求1所述的蓄能光电感应控制器，其特征是：所述的调光帽零件，使用高强度的热固性有机塑料制成，结构包括顶面、防衍射级阶、透光孔、顶端斜面、防滑槽、外立面、内螺纹七个组成部分，其中，防滑槽的数量在32至48之间，防衍射级阶的数量为3，其它组成部分的数量均各自为1。
4.根据权利要求1所述的蓄能光电感应控制器，其特征是：所述的盒盖零件，结构包括指示灯管、外环壁、指示灯孔、顶面、拨块槽、扣圈槽、端口斜面、内环壁、弹片螺孔、拨块通孔十个组成部分，其中，弹片螺孔的数量为6，其它组成部分的数量各自为1。
5.根据权利要求1所述的蓄能光电感应控制器，其特征是：所述的盒盖零件，使用具有一定弹性模量的有机塑料制成，指示灯管高度值与整个零件最大长度值之间的比例，在1:3到1:3.4之间；整个零件最大宽度值与最大长度值之间的比例，在1:1.2到1:1.4之间。
6.根据权利要求1所述的蓄能光电感应控制器，其特征是：在成型产品中，顶盒模块中的中置弹片零件通过中置连线零件与电路模块集成块IC元件⑥脚的接线柱连接，一侧置弹片零件通过负向连线孔与底座模块光敏晶体管TV2元件的接线柱连接，另一侧置弹片零件通过正向连线孔与电路模块集成块IC元件的⑧脚接线柱连接。
7.根据权利要求1所述的蓄能光电感应控制器，其特征是：在成型产品中，光敏晶体管TV2元件通过接地连线零件与顶盒模块负向连线的接线柱连接，通过信号连接与电路模块集成块IC元件⑥脚的接线柱连接，实现产品的光电感应控制功能。
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JP特开2005-50664A 2005.02.24

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