CN103389663A - 触摸式电水壶定时开关 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种触摸式电水壶定时开关。其特征包括：220V交流电源、阻容降压全桥整流电路及12V稳压电路、触摸端CM、单稳态电路、继电器控制电路、工作状态指示电路；所述的单稳态电路中时基电路IC1选用NE555。办公室和家庭日常使用的电水壶在水烧开以后，电水壶几乎全部没有自动切断电源的功能，每年因为电水壶接通电源后人员离开或忘记切断电源等不当使用，而引发的火灾事故时有报道。为了克服这类电水壶的不安全缺陷，本发明所述的触摸式电水壶定时开关，利用时基电路搭成单稳态电路，令电路工作一段时间后，自动切断电水壶的供电电源，使电水壶在设定的时间到达后，能够自动切断电水壶的电源，确保了电水壶的用电安全。

Description

触摸式电水壶定时开关
技术领域
本发明属于电子自动控制技术领域，涉及一种触摸式电水壶定时开关。 
背景技术
电水壶因价格低、操作方便而被广泛使用，办公室和一般家庭日常使用的电水壶在水烧开以后，电水壶几乎全部没有自动切断电源的功能，每年因为电水壶接通电源后人员离开或忘记切断电源等不当使用，而引发的火灾事故时有报道。为了克服这类电水壶的不安全缺陷，本发明所述的触摸式电水壶定时开关，利用时基电路搭成单稳态电路，令电路工作一段时间后，自动切断电水壶的供电电源，使电水壶在设定的时间到达后，能够自动切断电水壶的电源，确保了电水壶的用电安全。 
触摸式电水壶定时开关的电路全部使用普通元器件制作，制作成本仅需十几元，很适合用于工厂批量开发。 
以下详细说明本发明所述的触摸式电水壶定时开关在实施过程中所涉及的有关技术内容。 
发明内容
发明目的及有益效果：办公室和一般家庭日常使用的电水壶在水烧开以后，电水壶几乎全部没有自动切断电源的功能，每年因为电水壶接通电源后人员离开或忘记切断电源等不当使用，而引发的火灾事故时有报道。为了克服这类电水壶的不安全缺陷，本发明所述的触摸式电水壶定时开关，利用时基电路搭成单稳态电路，令电路工作一段时间后，自动切断电水壶的供电电源，使电水壶在设定的时间到达后，能够自动切断电水壶的电源，确保了电水壶的用电安全。 
电路工作原理：时基电路IC1是一片型号为NE555的集成电路，本发明将时基电路IC1接成单稳态电路。平时由于触摸端CM无感应电压，定时电容C4通过时基电路IC1的第7脚放电完毕，时基电路IC1的第3脚输出低电平，继电器J线圈无电释放，指示灯LED被点亮，电源插座CZ无电，电水壶无电不工作。 
当需要烧开水时，用手指触碰一下触摸端CM（金属片），人体感应的杂波信 号电压由电容C3加至时基电路IC1的第2脚触发端，使时基电路IC1的输出端由低电平变成高电平，继电器J线圈得电使常开触点J-1吸合，指示灯LED熄灭，电水壶电热丝通电开始加热。同时，时基电路IC1的第7脚内部截止，12V直流电源通过电阻R2和电位器RP给定时电容C4充电，这时定时电路开始计时。 
当定时电容C4上电压上升至12V直流电源电压的2/3时，时基电路IC1的第7脚通过定时电容C4放电，使时基电路IC1的第3脚输出端由高电平变为低电平，继电器J线圈无电常开触点J-1释放，指示灯LED点亮，单稳态电路定时过程结束，电源插座CZ断电，电水壶电热丝因断电停止加热。 
技术特征：触摸式电水壶定时开关，它包括220V交流电源、阻容降压全桥整流电路及12V稳压电路、触摸端CM、单稳态电路、继电器控制电路、工作状态指示电路，其特征在于： 
单稳态电路：它由触摸端CM、电容C3、时基电路IC1、定时电容C4、电位器RP和电阻R2组成，时基电路IC1选用的型号为NE555，时基电路IC1的第2脚接通过电容C3触摸端CM，时基电路IC1的第4脚与第8脚接12V直流电源正极VCC，时基电路IC1的第6脚和第7脚及定时电容C4的正极通过电阻R2接电位器RP的一端，时基电路IC1的第1脚和定时电容C4的负极接电路地GND，电位器RP的另一端及其活动端接12V直流电源正极VCC； 
继电器控制电路：时基电路IC1的第3脚接直流继电器J线圈的一端和保护二极管D5的负极，直流继电器J线圈的另一端和保护二极管D5的正极接电路地GND，直流继电器J常开触点J-1的公共触点接220V交流电源火线端L，直流继电器J常开触点J-1的静触点通过电源插座CZ接220V交流电源零线端N。 
阻容降压全桥整流电路及12V稳压电路：由降压电容C1、泄放电阻R1和4只硅整流二极管D1～D4、稳压二极管DW和滤波电容C2组成，降压电容C1的一端和泄放电阻R1的一端接220V交流电源火线端L，降压电容C1的另一端和泄放电阻R1的另一端与220V交流电源零线端N分别接全桥整流电路交流电输入端，全桥整流电路直流输出端正极与稳压二极管DW负极、滤波电容C2的正极接电路正极VCC，全桥整流电路直流输出端负极接稳压二极管DW的正极和滤波电容C2的负极及电路地GND。 
工作状态指示电路：由发光二极管LED和降压电阻R3组成，发光二极管LED的负极通过降压电阻R3接时基电路IC1的第3脚，发光二极管LED的正极接电 路正极VCC。 
附图说明
附图1是本发明提供的触摸式电水壶定时开关一个实施例电路工作原理图。 
具体实施方式
按照附图1所示的触摸式电水壶定时开关电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。 
元器件的参数及选择 
IC1为时基电路，型号为：NE555或选用KA555型时基电路；时基电路IC1为8脚双列直插式DIP封装，各脚功能是：第1脚为电路地GND；第2脚为触发端；第3脚输出端；第4脚复位端；第5脚为控制电压；第6脚门限(阈值）；第7脚为放电端；第8脚接直流电源正极VCC； 
D1～D5全部选用型号为1N4007的硅整流二极管； 
WD为稳压二极管，其技术参数为12V、1W； 
指示灯LED选用红色发光二极管； 
电位器RP的阻值为510KΩ； 
泄放电阻R1的阻值510KΩ、功率为1W的金属膜电阻；电阻R2选用1/4W的碳膜电阻，其阻值为820KΩ；降压电阻R3选用1/4W的碳膜电阻，其阻值为1KΩ； 
C1为降压电容，其容量为0.68μF/630V；C2为滤波电容，其容量为1000μF/25V；电容C3的容量为0.15μF；C4为定时电容，选用耐压值为25V的立式铝壳电解电容，其容量为1500μF/25V； 
直流继电器J选用小型中功率直流继电器，型号为JZC—21F型，线圈工作电压12V，常开触点J-1工作电流要求≥12A。直流继电器J共有5个引脚，其中：直流继电器J的线圈有2个引脚，功率输出3个引脚分别是：常开触点J-1和常闭触点J-2、直流继电器J的公共触点。 
电路制作要点、电路调试及使用方法 
因触摸式电水壶定时开关的电路结构比较简单，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理 连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本发明的电路基本不需要进行任何调试，只要将电水壶插头正确插入电源插座CZ中，并接通220V交流电源，触摸式电水壶定时开关即可正常工作； 
由于220V交流电源采用电容压降方式，在电路调试过程中，人体切不能直接触摸电路板及所有元器件的金属部分，以免发生触电事故； 
定时时间的长短由电阻R2和电位器RP的阻值、定时电容C4的容量决定，T1=1.1（RP＋R2）×C4,按实施例中所推荐的元件数值，定时电路的定时最长时间约22分钟； 
定时时间的确定，根据一壶水平均烧开所需要的时间，然后再增加3～5分钟即可，保证水烧开几分钟后，电水壶能够自动切断电源即可。注意冬天、夏天电路的定时时间有所不同； 
要求在电源插座CZ中插入电水壶的功率控制在2000W以下。 

Claims (3)

1.一种触摸式电水壶定时开关，它包括220V交流电源、阻容降压全桥整流电路及12V稳压电路、触摸端CM、单稳态电路、继电器控制电路、工作状态指示电路，其特征在于：
所述的单稳态电路由触摸端CM、电容C3、时基电路IC1、定时电容C4、电位器RP和电阻R2组成，时基电路IC1选用的型号为NE555，时基电路IC1的第2脚通过电容C3接触摸端CM，时基电路IC1的第4脚与第8脚接12V直流电源正极VCC，时基电路IC1的第6脚和第7脚及定时电容C4的正极通过电阻R2接电位器RP的一端，时基电路IC1的第1脚和定时电容C4的负极接电路地GND，电位器RP的另一端及其活动端接12V直流电源正极VCC；
所述的继电器控制电路，时基电路IC1的第3脚接直流继电器J线圈的一端和保护二极管D5的负极，直流继电器J线圈的另一端和保护二极管D5的正极接电路地GND，直流继电器J常开触点J-1的公共触点接220V交流电源火线端L，直流继电器J常开触点J-1的静触点通过电源插座CZ接220V交流电源零线端N。
2.根据权利要求1所述的触摸式电水壶定时开关，其特征是：阻容降压全桥整流电路及12V稳压电路由降压电容C1、泄放电阻R1和4只硅整流二极管D1～D4、稳压二极管DW和滤波电容C2组成，降压电容C1的一端和泄放电阻R1的一端接220V交流电源火线端L，降压电容C1的另一端和泄放电阻R1的另一端与220V交流电源零线端N分别接全桥整流电路交流电输入端，全桥整流电路直流输出端正极与稳压二极管DW负极、滤波电容C2的正极接电路正极VCC，全桥整流电路直流输出端负极接稳压二极管DW的正极和滤波电容C2的负极及电路地GND。
3.根据权利要求1所述的触摸式电水壶定时开关，其特征是：工作状态指示电路由发光二极管LED和降压电阻R3组成，发光二极管LED的负极通过降压电阻R3接时基电路IC1的第3脚，发光二极管LED的正极接电路正极VCC。
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