CN1232033C - 电器待机安全节能方法及其控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电器待机安全节能方法及装置，包括单片机CPU、存储器和红外线收发系统及电源，还包括：过零和开关机检测电路，它串联在交流输入线中，输出接CPU一输入端；向被控电器提供交流电源的继电器；继电器的过零触发驱动器，以及手动开关/学习按键。其方法是，用原机红外遥控器向红外收发系统发送开/关机信号，CPU接收的数据信号与预置在存储器中的数据进行比较，结果相等，则视为正确的开/关机信号，再触发或关闭过零触发驱动器使继电器吸合或断开；CPU根据检测到的被控电器状态，决定是继续开机或进入待机状态。其构思新颖，待机功耗小于0.2W，安全可靠，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及电器产品的安全节能技术，具体是一种电器待机安全节能方法及其控制装置，它适用于所有具有红外遥控开关机的电器产品。
背景技术
目前，电器待机技术主要有三种方案：1、采用变压器待机，2、开关电源间歇式振荡待机，3、专用待机装置。
国内普遍采用前两种待机方式，其功耗较大，通常有5W～25W的待机功耗。
第3种待机方式待机功耗一般为1W～5W，在国外逐渐采用，而这种待机方式除还有一定功耗外，有的还存在一些控制方面的问题，如：有的需要改变被控电路来配合工作、有的交流开机后则会改变原机器的开机属性(如：有的电器交流开机为启动状态，有的为待机状态，有的则为上次交流关机时的状态)。当第3种待机方式中待机回路为间歇工作方式的，再次启动电器工作时需要按下POWER的时间大于待机回路间歇工作的1个周期，这种方式需对被控回路作相应更改，并且待机时不能响应遥控信号，故操作也不方便，此类方案的代表如专利号为00136997.0的“电器节能待机方法及电路”等。
对第3种待机方式中只给遥控接收头供电的，这种方式虽然待机功耗可以降低，但操作不便，功耗也不确定，原因是：它启动过程是按下遥控器上任意键或键盘POWER来唤醒CPU工作、并在规定时间内再按下开机键，即启动时须在规定时间内按两次键盘POWER，或按遥控器上任意键+遥控器上POWER，故操作不便，并且在使用别的红外遥控器时，CPU也会被唤醒工作(这时等于普通待机方式功耗)，所以主机CPU会经常启动，这样的待机功耗并不确定(如专利号为99238505.9的“家电空载减耗装置”)。类似专利号为93120032.6的“遥控系统及其待机电路”设计方案纯属一种简单的电子开关，对一些交流开机时为待机状态的电器，若按原先的操作方式则无法实现再启动。
发明内容
鉴于现有电器产品待机技术存在的上述不足，本发明提出一种电器待机安全节能方法及其控制装置，适用于所有具有红外遥控开关机的电器产品使用，操作方便，待机时完全切断主电路，使被控电器在待机期间更加安全、省电，寿命更长。
本发明提出的电器待机安全节能控制方法，采取如下步骤：a、将若干种红外遥控数据格式预置于单片机的存储器中；b、用被控电器的红外遥控器向红外收发系统发送开/关机信号，单片机把红外收发系统送来的数据信号与预置在存储器中的红外遥控数据进行比较，结果相等，则触发过零触发驱动器使继电器吸合或关闭过零触发驱动器使继电器断开，否则不动作；以及，c、单片机根据检测被控电器的状态，决定是开启被控电器工作或关闭被控电器，进入待机状态。
一种电器待机安全节能控制装置，包括单片机(CPU)6、挂接于CPU总线的数据存储器12、与CPU相应的输入/输出端口连接的红外线收发系统10、限流电容5以及供电用稳压电源9，限流电容5串联于稳压电源9的交流输入回路中，其特征在于还包括：
过零检测和开关机检测电路2，它串联在一条交流输入线中，它的输出连接CPU的一输入端；继电器4，交流输入电源通过该继电器4的两组触点提供交流输出至被控电器；用于驱动所述继电器4的过零触发驱动器7，该过零触发驱动器7的触发输入端接CPU的一控制端；以及，手动开关/学习按键11，它接于地与CPU的另一输入端之间，用于手动开/关机或红外遥控器的数据格式的预置。
本发明的优点如下：
待机时对被控回路采用继电器控制方式，因此待机时被控回路无任何电流流过，100％安全；由于待机回路本身功耗极低，待机功耗小于0.2W，又具有保护装置，因此工作时安全可靠，即使长时间待机，机内温度也不变化，寿命更长。
由于采用单片机为核心控制，使整个待机回路控制方式更为灵活，还可实现更多功能，对各种可能出现的端口干扰除硬件抗干扰外，还使用软件识别干扰信号，并消除干扰，使整个待机回路工作更加稳定，无误动作。本开机时不影响被控电器的任何操作和功能；对被控电器原来具有的电器性能无任何改变；只响应正确的开关机信号，任何开关机以外的信号都无法唤醒主回路工作。
方案实施容易，可制成外置式的独立装置，使受控电器的电源线直接插入该装置的电源插座，即可达到待机节能的目的，此装置特别方便适用于现有电器的节能改造；也可将该电器的电路移植到受控电器中，实现一体化设计和产品生产，并降低成本。
附图说明
图1为本发明的电器待机安全节能控制装置原理框图；
图2为初始设置流程图：
图3为交流开机流程图；
图4为遥控开机流程图；
图5为遥控与定时关机流程图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明详细描述。
图1所示电器待机安全节能控制装置是一典型的外置控制装置，主要包括：1电源开关、2过零检测和开关机检测电路、3抗干扰电路、4继电器、5限流电容、6单片机(CPU)、7过零触发器驱动器、8抗干扰电路、9+5V稳压电源、10红外线收发系统、11手动开关/学习按键、12CPU的数据存储器(EEPROM)。
单片机采用廉价低功耗的MCS—51芯片，单片机内部或外部存储器中驻留有目前所有种类的红外遥控数据格式，如常见的NEC、AIWA、SONY、SHARP、JVC、PANASONIC-A、PANASONIC-B、MITSUBISHI-A、MITSUBISHI-B等。
数据存储器12挂接于单片机6的I2C总线，同时接CPU的时钟信号(CLOCK)及数据(DATA)。过零检测和开关机检测电路2的输出接CPU的一输入端，手动开关/学习按键11接于地与CPU的另一输入端，它用于手动开机或红外遥控器的数据格式的预置。
红外线收发系统10与CPU相应的端口相接，红外线收发系统10由红外接收组件和红外发送组件构成。
交流输入端接电源开关1，电源开关1后的一交流线穿接熔断器和过零检测与开关机检测电路2至继电器4的一组触点，另一交流线直接接继电器4的另一组触点，交流输入电源通过继电器4的两组触点提供交流输出至被控电器。为了减少被控电器对本控制装置的干扰，还在继电器4的两组触点与过零检测和开关机检测电路2之间连接有抗干扰电路3。
继电器4由过零触发驱动器7驱动工作，继电器的线包接在所述驱动器7的输出回路中，过零触发驱动器7的触发输入端接CPU的一控制端，CPU输出脉冲信号触发过零触发驱动器7使继电器4的吸合。
+5V稳压电源提供CPU、过零检测与开关机检测电路2、过零触发器驱动器7、红外线收发系统10及外部数据存储器12的工作电压。在交流输入端还设有抗干扰电路8，它的输出接稳压电源，一输入端通过限流电容5接一交流输入线，另一输入端直接接另一交流输入线，抗干扰电路8用于抑制电网的干扰。
当图1所示控制装置用于电器内置时，其中数据存储器12、电源开关1以及熔断器等可以采用被控电器原有的数据存储器、电源开关以及熔断器等，以降低成本。
上述的过零检测和开关机检测电路2由负载大小检测和交流零电位检测及放大整形电路构成。它串接在主电源回路的其中一条线上，在开机时向CPU 6反馈回被控电器的开关机信号和主电源回路中的交流电的过零点。
本装置采用单片机为核心控制，单片机首先接收遥控输入或按键送来的开关机信号，再根据检测到的当前电器的状态来决定是开机或关机；并且具有对任何状态下的交流关机(如：停电或手动关闭电源开关)后再次交流开机时保持原有的电器特性(有的电器交流开机为启动状态，有的为待机状态，有的则为上次交流关机时的状态)，具体工作过程如下：
本装置将若干种红外遥控数据格式预置于单片机6的存储器中。生产中使用可提前固化在待机CPU 6的片内ROM中，对于未知数据格式的红外遥控器(被控电器原配带的)的使用，只须在第一次使用时进行初始设置。
对于未知数据格式的红外遥控器预置数据的步骤是：按下手动开关/学习按键，用所述红外遥控器对着红外收发系统发送开机信号，单片机接收进行识别，将所述红外遥控器数据格式存入外部存储器中。具体操作参考流程图2。
打开交流电源开关1，按下待机装置中手动开关/学习按键11不放，用被控电器的红外遥控器对着红外收发系统10窗口按下开关机键，然后松开手动开关/学习按键11，重新启动电源，初始设置完成。
交流开机如图3所示。按下交流电源开关1待机CPU 6上电工作，并触发过零触发驱动器7使继电器4工作，CPU6检测开关机电路2是否为开机信号，若被控电器已开机，继续开启继电器4，维持被控电器的工作；否则，关闭继电器4，被控电器进入待机状态。单片机输出的用于触发过零触发驱动器信号是脉冲信号。
遥控开机过程参考图4。节电回路处于待机状态，用被控电器的红外遥控器向红外收发系统发送开机信号，遥控收发系统10把接收到的红外遥控信号数据送到待机CPU6，CPU送来的数据信号与预置在存储器中的红外遥控数据进行比较，结果是否相等，触发过零触发器7使继电器4吸合，否则不动作；进而CPU6检测开关机电路2开关机状态，被控电器已开机则维持其工作，否则，单片机向红外收发系统10送出开机命令启动被控电器工作。
遥控关机与定时关机过程见图5所示。节电回路及被控电器处于待机状态，开关机检测回路2是否检测到开机信号；有开机信号，CPU输出脉冲信号触发过零触发驱动电路7使继电器4工作，继续开机；若无开机信号，则CPU关闭过零触发电路7迫使继电器4断开，进入待机状态。
关闭电源开关1，本装置电路和被控电器均被断电。
本发明装置采用了多种抗干扰措施，对被控电器产生的干扰由抗干扰电路3吸收；对电源产生的干扰由抗干扰电路8吸收；另外软件抗干扰方法是，待机CPU6在对各端口采样时进行多次采样，再加以宽度识别的方式排除各种可能产生的干扰。
Claims (6)
1、一种电器待机安全节能控制装置，包括单片机CPU(6)、挂接于CPU总线的数据存储器(12)、与CPU相应的输入/输出端口连接的红外线收发系统(10)、限流电容(5)以及供电用稳压电源(9)，限流电容(5)串联于稳压电源(9)的交流输入回路中，其特征在于还包括：
一个过零检测和开关机检测电路(2)，它串联在一条交流输入线中，输出连接CPU的一输入端；一个继电器(4)，交流输入电源通过该继电器(4)的两组触点提供交流输出至被控电器；一个用于驱动所述继电器(4)的过零触发驱动器(7)，该过零触发驱动器(7)的触发输入端接CPU的一控制端；以及，一个手动开关/学习按键(11)，它接于地与CPU的另一输入端之间，用于手动开/关机或红外遥控器的数据格式的预置。
2、根据权利要求1所述电器待机安全节能控制装置，其特征在于：在继电器(4)的两组触点和过零检测和开关机检测电路(2)之间连接有抗干扰电路(3)。
3、根据权利要求1所述电器待机安全节能控制装置，其特征在于：在交流输入端还设有抗干扰电路(8)，它的输出接稳压电源，一输入端通过限流电容(5)接一交流输入线，另一输入端直接接另一交流输入线。
4、根据权利要求1所述电器待机安全节能控制装置，其特征在于：CPU输出的用于触发过零触发驱动器(7)的信号是脉冲信号。
5、电器待机安全节能控制方法，其特征在于采取如下步骤：
a、将若干种红外遥控数据格式预置于单片机的存储器中；
b、用被控电器的红外遥控器向红外收发系统发送开/关机信号，单片机把红外收发系统送来的数据信号与预置在存储器中的红外遥控数据进行比较，结果相等，则触发过零触发驱动器使继电器吸合或关闭过零触发驱动器使继电器断开，否则不动作；
c、单片机根据检测到的被控电器状态，选择开机或进入待机状态。
6、根据权利要求5所述电器待机安全节能控制方法，其特征在于：在所述步骤a中，对于未知数据格式被控电器的红外遥控器预置数据的步骤是，按下手动开关/学习按键，用所述红外遥控器对着红外收发系统发送开机信号，单片机接收进行识别，将所述红外遥控器数据格式及键值存入外部存储器中。
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