CN106921290B - 定时器装置 - Google Patents

Abstract

本发明实现一种定时器装置，其即使对应宽范围的输入电压来使用，也能够使输入计时电路的输入电压稳定，并且特别是当输入电压高时能够降低发热。具备通过至少一个电容器(C1、C2)使来自外部的输入电压平滑的波形平滑电路(26)、调整供应给计时电路(23)的电压的降压电路(22)，波形平滑电路(26)具备根据输入电压的值切换所使用的电容器(C1、C2)的切换电路(21)。

Description

定时器装置

技术领域

本发明涉及定时器装置。

背景技术

目前，存在从出现输入的时点起延迟一个设定的时间量后再起动的时差起动装置。时差起动装置执行通电延时动作及断电延时动作。通电延时动作是从收到接通电源的输入的时点起，经过设定的时间后接通电源。断电延时动作是在收到接通电源的输入的时点接通电源，并从收到关闭电源的输入的时点起，经过设定的时间后关闭电源。为实现时差起动装置的这种动作，采用了定时器装置。例如，专利文献1记载了包括定时器电源电路(降压电路)以及定时器电路T(计时电路)的继电器电路(定时器装置)。

图3是示出了专利文献1所记载的以往的定时器装置的电路结构的电路图。在定时器装置中，从向定时器电源电路TC施加交流电压起，经过预定的时间后驱动继电器RY。定时器装置包括定时器电源电路TC以及定时器电路T。另外，电容器C与定时器电路T并联连接。由于电容器C与定时器电路T并联连接，因此可以使供应给定时器电路T的电压稳定。

在被输入电压后，定时器电源电路TC输出电压V0。通过电压V0，向定时器电路T输入输入信号电流i3。定时器电路T从输入信号电流i3开始被输入的时点起，经过预定的时间后输出输出信号电压。

在定时器电路T输出输出信号电压前，控制用晶体管Tr3的基极不被施加基极电压。因此，控制用晶体管Tr3的集电极-发射极之间是断路的，所以旁路用晶体管Tr2被供应基极电流。通过该基极电流将旁路用晶体管Tr2的发射极-集电极之间导通。由此，在旁路用串联电路2上流动的旁路电流i2主要流经旁路用晶体管Tr2的集电极以及发射极，所以供应给继电器驱动用晶体管Tr1的基极的电流较少。结果，继电器驱动用晶体管Tr1的集电极-发射极之间被断路，不驱动继电器RY。

当从定时器电路T输出输出信号电压来对控制用晶体管Tr3的基极供应基极电流时，控制用晶体管Tr3的集电极-发射极之间被导通。结果，流过电阻R2的旁路电流i4主要流经控制用晶体管Tr3的集电极以及发射极，所以供应给旁路用晶体管Tr2的基极的电流变少，使得旁路用晶体管Tr2的发射极-集电极之间被断路，通过电阻R1的旁路电流i2作为基极电流被供应给继电器驱动用晶体管Tr1的基极，继电器驱动用晶体管Tr1的集电极-发射极之间被导通。由此，继电器驱动用电流i1在继电器驱动用串联电路1上流动，使得继电器RY被驱动。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2001-283702号公报(2001年10月12日公开)

发明内容

(发明概要)

(本发明所要解决的课题)

向专利文献1的定时器装置输入的交流电压被定时器电源电路TC降压后，被输入给定时器电路T以及电容器C。电容器C使供应给定时器电路T的电压稳定。

定时器装置通过交流或者直流的输入电压来控制计时动作。因此，定时器装置必须瞬时检测到电源接通以及断电。但是，电源接通时或者断电时，如果电容器C带有电荷，则在定时器装置中电源接通以及断电的检测会延迟，所以，为了避免这种检测延迟，以往的定时器装置的电容器C不具有大容量。

另外，定时器装置的结构需要能够对应宽范围的交流或者直流的输入电压。在该结构中，电容器C中蓄积的电荷作为电流供应给定时器电路T，但是由于上述理由，电容器C无法具有大容量，因此，为了在输入电压低的情况下也能够驱动定时器电路T，需要向定时器电路T供应充足的电流。但是，如果定时器装置的结构在输入电压低的情况下也能向定时器电路T供应充足的电流，则当输入电压高时，向定时器电源电路TC以及定时器电路T供应的电流会过多，特别是存在定时器电源电路TC发热增加的问题。

本发明是鉴于上述课题而进行的，本发明的目的是提供即使对应宽范围的输入电压来使用，也能够使输入计时电路的输入电压稳定，并且特别是在输入电压高时能够降低发热的定时器装置。

(用以解决课题的方案)

为了解决上述的课题，本发明的定时器装置具备：平滑电路，其具备至少1个电容器且使来自外部的输入电压平滑；降压电路，其调整从所述平滑电路供应的电压；以及计时电路，其接受从所述降压电路供应的电力，所述平滑电路具备根据所述输入电压的值切换所使用的所述电容器的切换电路。

根据上述方案，通过平滑电路使输入电压平滑，所以可以使供应给降压电路的电力稳定。另外，通过切换电路，可以根据输入电压，将所使用的电容器的电容量变更为所需的充分值。因此，当输入电压低时，可以通过使电容量相对较大来使供应给降压电路的电力充分稳定。另外，当输入电压高时，可以通过使电容量相对较小来抑制从电容器供应给降压电路的电力，降低降压电路的发热。

并且，当输入电压高时，可以通过使电容量相对较小来减少与电容量相当的电荷的供应。由此，可以防止电容量引起的输入电压的上升延迟，所以可以抑制从开始施加输入电压到开始向外部电气设备供应电力的时滞。并且，还具有在断电时，从平滑电路向计时电路的输入电压可迅速下降的优点。

另外，可以提供具有减低上述降压电路的发热的效果、以及抑制从开始施加输入电压到开始向计时电路供应电力的时滞的效果的定时器装置。

并且，本发明的定时器装置中，所述平滑电路可以具备并联连接的第一电容器以及第二电容器，所述切换电路可以进行如下切换：当所述输入电压不足预定值时使用所述第一电容器以及第二电容器这两者，而当所述输入电压为预定值以上时只使用所述第一电容器。

根据上述方案，输入电压不足预定值时，使用并联连接的第一电容器以及第二电容器这两者，但是，当所述输入电压为预定值以上时，只使用所述第一电容器。由此，当所述输入电压为预定值以上时，与输入电压不足预定值时相比，可以使电容量相对较小。因此，可以实现减低上述降压电路的发热的效果、以及抑制从开始施加输入电压到开始向计时电路供应电力的时滞的效果。

另外，本发明的定时器装置中，所述平滑电路可以具备串联连接的第三电容器以及第四电容器，所述切换电路可以进行如下切换：当所述输入电压不足预定值时只使用所述第三电容器，而当所述输入电压为预定值以上时使用所述第三电容器以及第四电容器这两者。

根据上述方案，当所述输入电压不足预定值时只使用所述第三电容器，但是，在所述输入电压为预定值以上时使用串联连接的第三电容器以及第四电容器这两者。由此，当所述输入电压为预定值以上时，与输入电压不足预定值时相比，可以使电容量相对较小。因此，可以实现减低上述降压电路的发热的效果、以及抑制从开始施加输入电压到开始向计时电路供应电力的时滞的效果。

另外，本发明的定时器装置中，所述切换电路可以具备开关元件，所述开关元件可以根据所述输入电压的值进行开关动作，从而切换所使用的所述电容器。

根据上述方案，通过开关元件切换所使用的电容器，所以可以通过比较简单且低廉的结构来实现。

另外，本发明的定时器装置可以具备分压电路，当所述输入电压预定值以上时，该分压电路可以使所述第二电容器所被施加的电压成为比所述输入电压小的分压值。

根据上述方案，可以防止在输入电压为预定值以上时，第二电容器被施加过大的电压。因此，可以降低第二电容器的耐压性，从而能缩小第二电容器的尺寸。由此，可以实现定时器装置的小型化。

另外，本发明的定时器装置可以具备分压电路，当所述输入电压为预定值以上时，该分压电路可以使所述第三电容器以及第四电容器所被施加的电压分别成为比所述输入电压小的分压值。

根据上述方案，可以防止在输入电压不小于预定值时，第三电容器以及第四电容器被施加过大的电压。因此，可以降低第三电容器以及第四电容器的耐压性，从而能缩小第三电容器以及第四电容器的尺寸。由此，可以实现定时器装置的小型化。

另外，本发明的定时器装置中，还可具备输入电压检测电路，该输入电压检测电路可向所述计时电路输入表达是否被施加了所述输入电压的信号，所述输入电压检测电路可以不经由所述平滑电路以及所述降压电路的任一方来检测来自所述外部的所述输入电压。

根据上述方案，输入电压检测电路不经由平滑电路以及降压电路的任一方来检测来自外部的输入电压，所以可以抑制从开始施加输入电压到检测出输入电压的时滞。因此，可以提高计时电路中的计时动作的精度。

(发明效果)

本发明实现一种定时器装置，其即使对应宽范围的输入电压来使用，也能够使输入计时电路的输入电压稳定，并且特别是当输入电压高时能够降低发热。

附图标记说明

图1是示出了实施方式1的定时器装置的电路结构的电路图。

图2是示出了具备图1所示的波形平滑电路的一个变形例的定时器装置的电路结构的电路图。

图3是以往的定时器装置的电路图。

<附图标记说明>

20 定时器装置

21 切换电路

22 降压电路

23 计时电路

24 电源接通/断开检测电路(输入电压检测电路)

26 波形平滑电路(平滑电路)

C0 电容器(第一电容器)

C1 电容器(第二电容器、第三电容器)

C2 电容器(第四电容器)

TR1、TR2 晶体管(开关元件)

具体实施方式

以下，利用图1～图2详细说明本发明的实施方式。

(定时器装置20)

利用图1说明本实施方式的定时器装置20的结构。图1是示出了定时器装置20的电路结构的电路图。定时器装置20的结构可以对应宽范围的(例如，AC/DC＝20.4～264V)电力供应。如图1所示，定时器装置20具备降压电路22、计时电路23、电源接通/断开检测电路24(输入电压检测电路)、全波整流电路25以及波形平滑电路26(平滑电路)。

定时器装置20通过输入端子A1、A2与输入设备40连接。从输入设备40向定时器装置20供应电力。来自输入设备40的电力供应可以是交流或者直流，另外，该电压在上述的可对应范围内即可。

波形平滑电路26对在全波整流电路25经过全波整流后的电压进行平滑化。由波形平滑电路26施以了平滑化后的电压被施加给降压电路22。波形平滑电路26的具体结构将后述。

降压电路22调整经由波形平滑电路26输入的电压。具体地，降压电路22进行降压，使得调整后的电压处在计时电路23的容许电压范围内。换言之，降压电路22发挥向计时电路23供应电力的电源电路的功能。

计时电路23通过接受来自降压电路22的电力供应而动作，并从被开始输入来自电源接通/断开检测电路24的输入信号的时点起，测量设定时间。并且，计时电路23在经过设定的时间后输出输出信号。另外，定时器装置20可以为通过拨号等对设定时间进行设定的模拟定时器方式，也可以为通过数字式显示和各种按钮等对设定时间进行设定的数字定时器方式。

如图1所示，电源接通/断开检测电路24将输入设备40与计时电路23直接连接。输入设备40的电源的接通/断开发生切换时，计时电路23可以根据从电源接通/断开检测电路24输入的信号的变化，立刻检测到输入设备40的电源的状态被切换了。这样，计时电路23开始计时动作时可以不受波形平滑电路26以及降压电路22的影响，所以可以抑制计时电路23的计时开始的延迟。

全波整流电路25是对从输入设备40输入的电压进行全波整流的电路。特别是具有当从输入设备40输入交流电时将该交流拟合地转换为直流的功能。

如上所示，定时器装置20从开始接受来自输入设备40的电力供应的时点起，经过设定的时间后输出输出信号。定时器装置20可以较好地适用于具有定时器功能的各种时差起动装置。另外，虽然在本实施方式中，对从输入设备40开始向定时器装置20供应电力时起开始进行计时的例子进行详细说明，但是本发明并不限定于此，也可以从输入设备40结束向定时器装置20供应电力时起开始计时。

(波形平滑电路26)

如图1所示，波形平滑电路26具备电阻R1～R5、电容器C1(第二电容器)、二极管D1～D2、晶体管TR1～TR2(开关元件)以及电容器C0(第一电容器)。另外，电阻R1～R5、电容器C1、二极管D1～D2以及晶体管TR1～TR2构成了切换电路21。

如以下的详细说明所示，波形平滑电路26工作时，当从输入设备40向波形平滑电路26施加阈值以下的低电压时，则使电流向电容器C1流动，另一方面，当从输入设备40向波形平滑电路26施加超过阈值的高电压时，则使电流不向电容器C1流动。另外，图1中晶体管TR1为双极晶体管，晶体管TR2为正常导通型的场效应晶体管MOSFET。但是，晶体管TR1以及晶体管TR2的种类并无特别限定。即，波形平滑电路26的结构只要可以执行上述工作即可。另外，二极管D1～D2为齐纳二极管，但是并不限于此，只要其结构具有同样的功能即可。

波形平滑电路26中，二极管D1、电阻R1、以及电阻R2按照图1所示的顺序串联连接。二极管D1与全波整流电路25的高压侧输入端子连接，电阻R2与全波整流电路25的低压侧输入端子连接。电阻R1与电阻R2之间连接着晶体管TR1的基极。

电阻R3和二极管D2串联连接，且它们与二极管D1、电阻R1以及电阻R2并联。晶体管TR1的集电极与连接着电阻R3和二极管D2的配线相连，晶体管TR1的发射极与全波整流电路25的低压侧输入端子连接。

另外，晶体管TR2与电容器C1串联连接，且它们与二极管D1、电阻R1以及电阻R2并联。晶体管TR1的集电极通过电阻Rx与晶体管TR2的栅极连接。

另外，电阻R4与电阻R5串联连接，且它们与晶体管TR2以及电容器C1并联。电容器C1和晶体管TR2之间的配线与电阻R4和电阻R5之间的配线连接。电阻R4以及电阻R5构成本发明的分压电路。

此外，电容器C0与全波整流电路25的高压侧输入端子及低压侧输入端子连接，且与波形平滑电路26并联连接。

接着，说明图1所示的电路的工作。不从输入设备40向定时器装置20供应电力时，电流不流过二极管D1、电阻R1以及电阻R2。并且，晶体管TR1的基极不被施加电压，从而晶体管TR1的集电极-发射极之间不导通。因此，电流不流过电阻Rx，从而晶体管TR2的栅极不被施加电压，所以，晶体管TR2为OFF的状态。由此，电流不会流过电容器C1以及晶体管TR2。

从输入设备40向定时器装置20供应电力时，晶体管TR1的基极被施加电阻R2的分压。

晶体管TR1的基极被施加小于基极电压的电压时，晶体管TR1的集电极-发射极之间不导通，电流不流过电阻R3以及晶体管TR1。因此，电压介由电阻Rx施加至晶体管TR2的栅极，所以晶体管TR2切换为ON的状态。晶体管TR2为ON时，电流流过电容器C1以及晶体管TR2。由此，通过电容器C1使输入的电压平滑。

另一方面，晶体管TR1的基极被施加基极电压以上的电压时，晶体管TR1的集电极-发射极之间导通，因此电流流过电阻R3以及晶体管TR1。另外，晶体管TR1的集电极-发射极之间导通时，晶体管TR2的栅极不被施加电压，所以晶体管TR2保持OFF。晶体管TR2为OFF时，晶体管TR2的集电极-发射极之间不导通，电流不流过电容器C1以及晶体管TR2。

在此，即使是晶体管TR2为OFF时，也可能有微弱的电流流至电容器C1以及晶体管TR2。这种情况下，电容器C1可能会承受过大的电压。因此，如上所述，将电阻R4及电阻R5与电容器C1以及晶体管TR2并联。由此，电容器C1不是直接被施加输入信号的电压，而是被施加电阻R4的分压。通过将电阻R5的电阻值设定为比电阻R4的电阻值充分大的值，可以减低电容器C1所被施加的电阻R4的分压，并且可以使电容器C1不承受过大的电压。另外，由于存在经由电容器C1以及电阻R5的电流通路，所以，存储在电容器C1中的电荷可从电容器C1经过电阻R5释放。因此，可以防止电容器C1中存储过剩的电荷。由此，终止向波形平滑电路26供应电力时，可以迅速停止来自波形平滑电路26的输出。

如上所述，根据波形平滑电路26的结构，晶体管TR1的基极被施加比基极电压小的低电压时，电流流至电容器C1。因此，通过电容器C1可以使输入信号平滑。另外，晶体管TR1的基极被施加基极电压以上的高电压时，电流不流至电容器C1。由此，能降低对电容器C1的耐压性能的要求。

另外，如上所述，电容器C0与切换电路21并联连接。从输入设备40供应电力时，电容器C0使输入电压平滑。另外，晶体管TR1的基极被施加比基极电压小的低电压时，相当于电容器C0与电容器C1并联连接，从而能通过两者使输入电压平滑。

即，输入电压低时，通过电容器C0及电容器C1带来的平滑效果，可以稳定地向计时电路23供应电力，并且，输入电压高时，通过使电容器C1实质上构成旁路，可以降低向降压电路22的电力供应量。因此，可能减低降压电路22的发热。另外，由于电容器C1不会被施加高电压，所以，可能减低对电容器C1的耐压性能的要求。电容器的耐压性能越高，电容器尺寸就越大，而根据上述结构，能实现电容器C1尺寸的小型化。因此，可以实现定时器装置20的小型化/细长化。

另外，输入电压高时，不会对电容器C1供应电荷，所以可以防止波形平滑电路26中由电容器C1引起的输入电压上升延迟。因此，可以抑制从输入设备40开始向波形平滑电路26供应电力的时点到开始向计时电路23供应电力的时点之间的时滞。另外，输入电压高时，电容器C1不蓄电，所以在断电源时，从波形平滑电路26向计时电路23的输入电压可快速下降。

由此，可以解决计时电路23的计时开始的延迟、以及无法在从输入设备40开始向波形平滑电路26供应电力的时点起开始计时动作等问题。

(波形平滑电路26的变形例)

使用图2来说明图1所示的波形平滑电路26的一个变形例。图2是替代波形平滑电路26具备本变形例的波形平滑电路26′的定时器装置20的电路图。

如图2所示，波形平滑电路26′不具备图1所示的波形平滑电路26中的电容器C0，但是另外具备电容器C2(第四电容器)。电容器C2连接在电容器C1(第三电容器)与定时器装置20的低电压侧输入端子之间。即，电容器C2与电阻R5以及晶体管TR2并联连接。

在该结构下，电容器C1承受电阻R4的分压，另一方面，电容器C2承受电阻R5的分压。因此，电容器C1以及电容器C2不需要具有耐受从输入设备40可能输入的最大电压(264V)的耐压性能。

晶体管TR1的基极被施加小于基极电压的低电压时，晶体管TR2为ON的状态，所以电容器C2不工作，只利用电容器C1存储电荷，使电压平滑。

另一方面，晶体管TR1的基极被施加基极电压以上的高电压时，晶体管TR2为OFF的状态，所以变为电容器C1与电容器C2串联连接的状态。这种情况下，与只有电容器C1的情况相比，可以降低向降压电路22的电力供应量。因此，可以降低降压电路22的发热。

另外，电容器C1与电容器C2的串联电路的容量比电容器C1单独的容量小。所以，可以防止波形平滑电路26′中电压上升的延迟。因此，可以抑制从输入设备40开始向波形平滑电路26′供应电力的时点，到开始向计时电路23供应电力的时点之间的时滞。由此，可以解决计时电路23的计时开始的延迟、以及无法在从输入设备40开始向波形平滑电路26′供应电力的时点起开始计时动作等问题。另外，输入电压高时，波形平滑电路26′的容量比电容器C1的容量小，所以在断电时，从波形平滑电路26′向计时电路23的输入电压可快速下降。

另外，虽然本实施方式中，对输入电压设定1个阈值，并根据在该阈值之上或之下来切换使用的电容器，但是并不限定于此。例如，可以设定多个阈值，根据多个阈值而以3个以上的阶段来切换电容器。

(电源电路的其他适用例)

虽然在上述的实施方式中，说明了具备本发明的电源电路即降压电路22和计时电路23的定时器装置20，但是本发明并不限定于此。例如，代替计时电路23，可将各种电气设备(例如温度调节设备等)与本发明的电源电路连接。这种情况下，即使增加来自输入设备40的输入电压的容许范围，也可以抑制上述电源电路的发热，并且，提供可以提供不产生从开始施加输入电压到开始向上述电气设备供应电力的延迟等的电源电路。

本发明不限定为上述实施方式，可以在权利要求所示的范围内进行各种变更。

Claims (8)

1.一种定时器装置，其特征在于，具备：

平滑电路，其具备并联连接的第一电容器以及第二电容器且使来自外部的输入电压平滑；

降压电路，其调整从所述平滑电路供应的电压；以及

计时电路，其接受从所述降压电路供应的电力，

所述平滑电路具备切换电路，所述切换电路进行如下切换：

当所述输入电压不足预定值时使用所述第一电容器以及第二电容器这两者，而当所述输入电压为预定值以上时只使用所述第一电容器。

2.根据权利要求1所述的定时器装置，其特征在于，

所述切换电路具备开关元件，

所述开关元件根据所述输入电压的值进行开关动作，从而切换所使用的所述电容器。

3.根据权利要求1所述的定时器装置，其特征在于，

具备分压电路，

当所述输入电压为预定值以上时，该分压电路使所述第二电容器所被施加的电压成为比所述输入电压小的分压值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定时器装置，其特征在于，

还具备输入电压检测电路，该输入电压检测电路向所述计时电路输入表达是否被施加了所述输入电压的信号，

所述输入电压检测电路不经由所述平滑电路以及所述降压电路的任一方来检测来自外部的所述输入电压。

5.一种定时器装置，其特征在于，具备：

平滑电路，其具备串联连接的第三电容器以及第四电容器且使来自外部的输入电压平滑；

降压电路，其调整从所述平滑电路供应的电压；以及

计时电路，其接受从所述降压电路供应的电力，

所述平滑电路具备切换电路，所述切换电路进行如下切换：

当所述输入电压不足预定值时只使用所述第三电容器，而当所述输入电压为预定值以上时使用所述第三电容器以及第四电容器这两者。

6.根据权利要求5所述的定时器装置，其特征在于，

所述切换电路具备开关元件，

所述开关元件根据所述输入电压的值进行开关动作，从而切换所使用的所述电容器。

7.根据权利要求5所述的定时器装置，其特征在于，

具备分压电路，

当所述输入电压为预定值以上时，该分压电路使所述第三电容器以及第四电容器所被施加的电压分别成为比所述输入电压小的分压值。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的定时器装置，其特征在于，

还具备输入电压检测电路，该输入电压检测电路向所述计时电路输入表达是否被施加了所述输入电压的信号，

所述输入电压检测电路不经由所述平滑电路以及所述降压电路的任一方来检测来自外部的所述输入电压。