CN103914009B - 一种智能节电控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种智能节电控制器，其解决了现有技术存在的控制电路电源变换环节耗能和负荷电源切换控制器件电磁线圈需电能维持状态产生功耗的问题。该智能节电控制器包括自保持式电磁阀、电源供电电路、复位驱动电路、监测负荷状态电路、手动开关控制电路、延时选择控制电路、红外遥控控制电路、远程通讯控制电路对应连接所构成。实现了自身节能、电气/电器空荷/待机自动切断电源节电功能，并能减少电气事故发生与使用寿命得以延长的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种节电控制器。
背景技术
电气/电器自动化控制为人类工作创造了很高效率带来很大效益、给生活也带来了很大方便与享受，与此同时它也在侵吞本属于人类资源财富，这不足之处就是叠加了无谓的能源消耗与维护投入增加，电气故障率增加！为解决电气/电器空载/待机功耗所至的电能浪费，节能技术产品在不断出新，目前的节能应用技术产品，本是为解决之缺陷而生，然而、在投入工作时本身就会产生了较大功耗，同样也卷入了无谓的叠加能耗中。主要原因是如下：
1) 控制电路电源变换环节耗能，从输入电源较高的电压中变换为较低工作电压通常采用方式：a、变压器降压变换：自身耗能、线圈易损、体积大、成本高；b、电容与电阻并联降压变换:较大电流通过时产生高热、自身损耗大、可靠性差;c、开关电路变换:自身有损耗且电路结构复杂成本高对电网有污染；所采用的方式获得的电源,经处理向控制电路提供匹配工作电源功率必须大于控制电路与电磁吸合线圈的功率总和。
2) 负荷电源切换控制器件电磁线圈需电能维持状态产生功耗：控制负载电源切换器件：a、可控硅(固态继电器)属于非分离式截流件且导电特性有较大内阻对电压有削减,大电流通过时会产生高热引起电能损耗,安全性低 ;b、交流接触器、继电器进入控制状态需电能同步维持产生功耗, 电磁线圈长期通电易发热、易损坏引发电气事故。
控制电路所需工作电源变换、控制负载电源切换器件状态切换需电能维持产生功耗、在此条件约制下，叠加功耗在所难勉。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能节电控制器，其解决了现有技术存在的控制电路电源变换环节耗能和负荷电源切换控制器件电磁线圈需电能维持状态产生功耗的问题。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种智能节电控制器，其包括电源供电电路、复位驱动电路、监测负荷状态电路、手动开关控制电路、延时选择控制电路和自保持式电磁阀；所述电源供电电路的输出端分别与复位驱动电路、手动开关控制电路以及延时选择控制电路的输入端连接；所述手动开关控制电路和延时选择控制电路输出端的一路均与复位驱动电路的输入端连接，其另一路均接地；所述复位驱动电路的输出端与自保持式电磁阀连接；所述监测负荷状态电路的输入端与电源连接，其输出端与复位驱动电路连接。
优选地，所述电源供电电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R1、电阻R2 、电阻R3、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C6和三极管T1；由二极管D1整流后，电流经过电阻R1限流提取电源，供调整稳压电路转换为控制电路匹配工作电压；经二极管D4正向导通，电阻R11限流提供驱动电路电磁线圈驱电流。
优选地，所述复位驱动电路包括单片机IC-01、三极管T2 、三极管T3、三极管T4、二极管D5、二极管D6和电阻R12 、电阻R13；所述复位驱动电路初始启动时，单片机IC-01的2号脚输出的脉冲电平经电阻R12加到驱动电路中的三极管T3基极，T3从截止变为导通，T3集电极与自保持式电磁阀电磁线圈连接，T3导通自保持式电磁阀动作，完成初始供电驱动复位；所述三极管T2的发射极与单片机IC-01的3号脚连接，关闭电源时三极管T2基极失去截止电压转入导通，三极管T2导通，IC-01的3号脚从高电平变为低电平，单片机等于收到键入指令，2号脚输出的脉冲电平驱动电路工作，自保持式电磁阀动作完成关闭电源驱动复位。
优选地，所述监测负荷状态电路包括单片机IC-01、N-01、二极管D3、电容C5和电阻R8，所述N-01为负载电流检测器,负载/空载状态N1-01副边绕组N2检出变化电压加到单片机IC-01的6号脚。
优选地，所述手动开关控制电路包括单片机IC-01、电阻R4和按钮K1，加在单片机IC-01的3号脚高电平，从高电平变低电平循环一次，2号脚和7号脚也随之轮换循环输出矩阵脉冲电平驱动电路工作。
优选地，所述延时选择控制电路包括单片机IC-01、电阻R5和按钮K2；电压经电阻R5加到单片机IC-01的4号脚，K2为接地开关按钮。
优选地，所述电磁阀包括电磁线圈、永磁铁、静轴、动轴、复位弹簧以及二组以上单向或双向行程开关。
优选地，所述智能节电控制器还包括红外遥控控制电路，所述红外遥控控制电路的输入端与电源供电电路连接，其输出端的一路与复位驱动电路连接，另一路接地；所述红外遥控控制电路包括单片机IC-01、红外接收器IC-02、 电阻R6和电容C4；红外接收器IC-02接收到红外遥控发来的遥控信号, 红外接收器IC-02的2号脚输出脉冲电平信号，其与单片机IC-01的5号脚相连，由单片机IC-01的7号脚输出脉冲电平驱动(开启)电路工作。
优选地，所述智能节电控制器还包括远程通讯控制电路，所述远程通讯控制电路的输出端与复位驱动电路的输入端连接；所述远程通讯控制电路包括单片机IC-01、光电藕合器IC-03、电阻R7和电容C3；通讯网络输入电平经电阻R7连接到光电藕合器IC-03的1号脚、内部正向导通从光电藕合器IC-03的2号脚输出至电容C3电极。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的智能节电控制器采用直接并联接入输入电源电路中提电源，经整流后由大阻值电阻限流再分压、调整、虑波、稳压，最大程度降低了电源变换环节自身产生的功耗，实现了微功耗、简单、高效的输出，向控制负载电源切换器件、控制电路工作电压提供匹配电源；负荷电源切换控制器件，采用自保持式电磁阀配合驱动电路实施对开关控制切换，状态切换只需向正反向线圈绕组提供瞬间电流即可将切换开关送到位并会保持状态； 打破常规电源获取方式与控制负载电源切换器件持续供电的模式，解决了目前控制技中所采用的获取控制电路工作电源环节自身损耗问题和控制负载电源切换器件功耗问题；本控制器能接受远程通讯控制/遥控二次启动, 实现空载/待机自动切断电源，堵截电能浪费、让机器停止工作、减少维护投入、减少电气事故发生与使用寿命得以延长。
控制电路由单片机写入控制程序.通过与外围电路连接，根据手动按钮、编码/无编码红外遥控、远程通讯输入的控制指令，相应入口获到电平/信号自动识别输出驱动指令，指令通过自保持式电磁阀驱动开关对控制负荷电源切换并自保持状态，实现了自身节能、电气/电器空荷/待机自动切断电源节电功能。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的电气原理图；
1、电源供电电路；2、复位驱动电路；3、监测负荷状态电路；4、手动开关控制电路；5、延时选择控制电路；6、红外遥控控制电路；7、远程通讯控制电路；8、自保持式电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种智能节电控制器，其包括电源供电电路1、复位驱动电路2、监测负荷状态电路3、手动开关控制电路4、延时选择控制电路5和自保持式电磁阀8。电源供电电路1的输出端分别与复位驱动电路2、手动开关控制电路4、以及延时选择控制电路5的输入端连接，手动开关控制电路4和延时选择控制电路5输出端的一路均与复位驱动电路2的输入端连接，其另一路均接地。复位驱动电路2的输出端与自保持式电磁阀8连接，监测负荷状态电路3的输入端与电源连接，其输出端与复位驱动电路2连接。此外，本实施例还包括红外遥控控制电路6和远程通讯控制电路7。
如图2所示，电源供电电路1由二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R1、电阻R2 、电阻R3、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C6和三极管T1组成。由二极管D1整流后，经电阻R1大阻值限流提取(2mA)电流,供调整稳压电路转换为控制电路匹配工作电压；经二极管D4正向导通，电阻R11限流输送至电容C6滤波及储能，提供驱动电路（待瞬时）电磁线圈驱电流。
复位驱动电路2由单片机IC-01、三极管T2、三极管T3、三极管T4、二极管D5、二极管D6、电阻R12、电阻R13组成。a. 单片机IC-01内部编程设定, 自动识别和记忆, 输入工作电源初始状态单片机IC-01②脚输出脉冲电平(20mS), 脉冲电平通过电阻R12加到三极管T3基极,三极管T3导通,电磁阀中的线圈L1有电流通过,产生了与电磁阀内置永磁铁形成的磁通路方向相反磁场, 电磁阀产生动作使控制负载电源开关总处于复位(常开)状态; b. 关闭电源时, 由二极管D4截止输入驱动电路中电容C6电源倒向电流, 使C6储电能保持驱动电路工作电压值一段时间, 同时电容C2也能保持控制电路工作电压直一段时间,此时三极管T2基极很快失去扁置电压从截止变为导通, 与三极管T2发射极相连的单片机IC-01的3号脚从高电平转低电平,内部自动识别指令, 单片机IC-01的2号脚输出脉冲电平，转入a初始工作所述动作过程, 实现断电自动复位;电路每次输入工作电源与关闭电源时都重复此动作过程。
监测负荷状态电路3由单片机IC-01、N-01、二极管D3、C5和电阻R8组成；N-01为负载电流检测器,负载/空载状态N1-01副边绕组N2绕组检出变化电压加到单片机IC-01的6号脚，单片机IC-01内部根据其6号脚高低电平的变化, 高电平时一直保持状态, 低电平时经延时2号脚输出矩阵脉冲电平，驱动电路工作，完成控制负载开关空载/待机自动断电控制。
手动开关控制电路4由单片机IC-01、电阻R4和K1组成；单片机IC-01内部编程设定, 自动识别和记忆，加在单片机IC-01的3号脚高电平，从高电平变低电平循环一次，C-01的2号脚和7号脚也随之轮换循环输出矩阵脉冲电平驱动电路工作，通过操作按钮K1接通地，可使单片机IC-01的3号脚从高电平变低电平，首次变化时先是单片机IC-01的7号脚输出矩阵脉冲电平，驱动(开启)电路工作，再一次变化时是单片机IC-01的2号脚输出矩阵脉冲电平驱动(关闭)电路工作；重复操作按钮K1接通地，引起单片机IC-01的3号脚高低电平的反复变化，单片机及驱动电路工作也将依此循环此动作指令，实现手动开/关控制。
延时选择控制电路5由单片机IC-01、电阻R5和K2组成；单片机IC-01内部编程设定, 自动识别和记忆延时/无限时以及红外遥编码模式激活控制, 电压经电阻R5加到单片机IC-01的4号脚，4号脚高电平时，写入单片机IC-01内部程序被激活，然后按钮按下K2接通地对单片机IC-01的4号脚为低电平，低电平时为无限时以及红外遥控控制进入编码模式；单片机延时控制生效，必须是在单片机IC-01的4号脚有高电平及7号脚输出脉冲动作后(开启状态)：a、 单片机IC-01的6号脚高电平输入时不延时计时，无高电平输入的在设定时间内单片机IC-01的2号脚输出脉冲电平驱动关闭电电路工作；b、6号脚有高电平加到，之后转为低电平时,延时计时开始，在此延时计时时间内6号脚又恢复高电平的计时自动矢效，如若如此反复变化此过程的，以高电平变低电平时，延时计时开始，维持低电平在设定时内不变的，单片机IC-01的2号脚输出脉冲电平驱动(关闭)电路工；c、单片机IC-01的6号脚有高电平加到并一直维持的不作计时。
红外遥控控制电路6由单片机IC-01、IC-02、电阻R6和C4组成；单片机IC-01内部写入程序设定红外遥控无编码/编码模式控制；无编码模式时接受红外遥控控制指令必须是：单片机IC-01的6号脚低电平状态、2号脚输出脉冲电平驱动(关闭)电路动作后生效，通过红外接收器IC-02接收到红外遥控发来的遥控信号，经内部处理，红外接收器IC-02的2号脚输出脉冲电平信号，红外接收器IC-02的2号脚与单片机IC-01的5号脚相连，单片机内部自动识别脉冲控制信号电平，由单片机IC-01的7号脚输出脉冲电平驱动(开启)电路工作；按下选择按钮K2接通地，单片机IC-01的4号脚为低电平，红外遥控控制进入编码模式，通过红外接收器IC-02接收到红外遥控发来的遥控信号，经内部处理，输出编码控制信号电平的2号脚与单片机IC-01的5号脚相连，单片机内部根据输入的编码脉冲控制信号电平自动识别，由2号脚或7号脚输出脉冲电平驱动(开启/关闭)电路工作，完成红外遥控控制负载开/关电源的控制。
远程通讯控制电路7由单片机IC-01、IC-03、电阻R7、C3组成；单片机IC-01内部编程设定，接受远程通讯控制指令必须是：单片机IC-01的6号脚低电平状态、2号脚输出脉冲电平(驱动关闭电路动作)后生效；插口连接通讯网络输入电平，电平经电阻R7连接到光电藕合器IC-03的1号脚、内部正向导通从2号脚输出至用容C3电极，通讯网络传输的载波电平在无呼入状态时逞直流电平状态，C3起隔断直流回路不至网络传输的载波电平受影响，当有通讯号码呼入时，通讯传输的载波电平产生信号脉冲电压经C3形成回路，光电藕合器IC-03内部光敏二极管有电流过,引起隔离控制极的3号脚与4号脚阻值随呼入信号脉冲电压变化而变化，IC-03的3号脚与单片机IC-01的5号脚连接建立的平稳电压，随之也在变化形成了呼入的信号脉冲电平，单片机内部自动识别单片机IC-01的7号脚输出矩阵脉冲电平, 驱动(开启)电路动作，完成远程通讯控制负载开关接通电源的控制。
自保持式电磁阀8由电磁线圈、永磁铁、静轴、动轴、复位弹簧和二组以上单向或双向行程开关组成。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种智能节电控制器，其特征在于：其包括电源供电电路、复位驱动电路、监测负荷状态电路、手动开关控制电路、延时选择控制电路和自保持式电磁阀；所述电源供电电路的输出端分别与复位驱动电路、手动开关控制电路以及延时选择控制电路的输入端连接；所述手动开关控制电路和延时选择控制电路输出端的一路均与复位驱动电路的输入端连接，其另一路均接地；所述复位驱动电路的输出端与自保持式电磁阀连接；所述监测负荷状态电路的输入端与电源连接，其输出端与复位驱动电路连接；所述电源供电电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C6和三极管T1；由二极管D1整流后，电流经过电阻R1限流提取电源，供调整稳压电路转换为控制电路匹配工作电压；经二极管D4正向导通，电阻R11限流提供驱动电路电磁线圈驱电流；所述复位驱动电路包括单片机IC-01、三极管T2、三极管T3、三极管T4、二极管D5、二极管D6和电阻R12、电阻R13；所述复位驱动电路初始启动时，单片机IC-01的2号脚输出的脉冲电平经电阻R12加到驱动电路中的三极管T3基极，T3从截止变为导通，T3集电极与自保持式电磁阀电磁线圈连接，T3导通自保持式电磁阀动作，完成初始供电驱动复位；所述三极管T2的发射极与单片机IC-01的3号脚连接，关闭电源时三极管T2基极失去截止电压转入导通，三极管T2导通，IC-01的3号脚从高电平变为低电平，单片机等于收到键入指令，2号脚输出的脉冲电平驱动电路工作，自保持式电磁阀动作完成关闭电源驱动复位。
2.如权利要求1所述的一种智能节电控制器，其特征在于：所述监测负荷状态电路包括单片机IC-01、N-01、二极管D3、电容C5和电阻R8，所述N-01为负载电流检测器,负载/空载状态N1-01副边绕组N2检出变化电压加到单片机IC-01的6号脚。
3.如权利要求2所述的一种智能节电控制器，其特征在于：所述手动开关控制电路包括单片机IC-01、电阻R4和按钮K1，加在单片机IC-01的3号脚高电平，从高电平变低电平循环一次，2号脚和7号脚也随之轮换循环输出矩阵脉冲电平驱动电路工作。
4.如权利要求3所述的一种智能节电控制器，其特征在于：所述延时选择控制电路包括单片机IC-01、电阻R5和按钮K2；电压经电阻R5加到单片机IC-01的4号脚，K2为接地开关按钮。
5.如权利要求1所述的一种智能节电控制器，其特征在于：所述电磁阀包括电磁线圈、永磁铁、静轴、动轴、复位弹簧以及二组以上单向或双向行程开关。
6.如权利要求1所述的一种智能节电控制器，其特征在于：所述智能节电控制器还包括远程通讯控制电路，所述远程通讯控制电路的输出端与复位驱动电路的输入端连接；所述远程通讯控制电路包括单片机IC-01、光电藕合器IC-03、电阻R7和电容C3；通讯网络输入电平经电阻R7连接到光电藕合器IC-03的1号脚、内部正向导通从光电藕合器IC-03的2号脚输出至电容C3电极。
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