CN1267074A - 用于自动关断设备的备用电源的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于自动关断设备的备用电源的装置,这种装置能接通或断开一组电气和电子器具的电源,并且能减小处在待用状态下的功率消耗。这种装置特别包括一个第一继电器,用于转接第一线的开关触点,一个第二继电器,用于转接第二线的开关触点,和一个电源开关控制器,用于探测是否有光,并且根据光探测的结果,用于接连转接第一和第二继电器的接触状态,从而允许或切断通过第一和第二线的工业用交流。

Description

用于自动关断设备的备用电源的装置

本发明涉及一种用于自动关断设备的备用电源的装置，更具体地说，涉及一种用于自动关断设备的备用电源的装置，这种装置能接通或断开一组处在待用状态的电气和电子器具的电源。

通常，工业用交流是通过插头供给个别电气和电子器具的。这些电气和电子器具使用通过插头供给的工业用交流作为电源，并且在等待或不服务时间期间，通过操作为个别器具配备的电源开关，关断至这些器具的交流。在这样使插头仍插在插座下断开电源的常规情况下，即使在夜间睡眠时间期间，因为许多现代电器具为了快速起动，也消耗一些通过插头供给的电流，所以会损失大量的能量。因此，最近建议为了节能，应该拆开不在服务的电器具的插头。断开与工业用交流线连接的电气和电子器具的所有插头，特别是当这些器具的数目大时，非常不方便和麻烦。

本发明的目的是提供一种用于自动关断设备的备用电源的装置，这种装置以可靠方式基于光敏性操作，以便在白天使供给电气和电子设备的交流导通，而特别在夜间或在睡眠时间期间自动地关断。

上述目的通过一种按照本发明的用于自动关断设备的备用电源的装置来实现，这种装置包括用于供给工业用交流的第一和第二线，用于分别转接第一和第二线的触点的第一和第二继电器，和根据有/没有探测光，用于接连转换第一和第二继电器的接触状态，从而允许或关断通过第一和第二线的工业用交流的电源开关控制器。

图1表示按照本发明的优选实施例的用于自动关断设备的备用电源的装置的电路图，

图2表示图1所示的用于自动关断设备的备用电源的装置的电路图，以及

图3表示按照本发明的另一个优选实施例的用于自动关断设备的备用电源的装置的电路图。

参考附图，将叙述本发明的一个优选实施例。

图1表示按照本发明的一个优选实施例的用于自动关断设备的备用电源的装置的布置的电路图。如所示，这种开关装置包括用于供给工业用交流AC的第一线Line和第二线N，用于转接第一线Line的触点的第一继电器20，用于转接第二线N的触点的第二继电器30，和根据探测光之后有/没有光，用于接连转接第一和第二继电器20和30的接触状态，从而接通或断开通过第一和第二线Line和N的工业用交流AC的电源开关控制器40。

以下更详细地叙述本发明的布置。

在以下叙述中，传送工业用交流AC的线Line和中性线N将称为第一线Line和第二线N。第一线Line和第二线N与宽范围电源部分10、第一继电器20和第二继电器30连接。宽范围电源部分10这样安排，以便总是供给工业用交流AC，而与第一和第二继电器10和20的接触状态无关。

被供给工业用交流AC(以下将简单地称为交流)的宽范围电源部分10又以低电压电平向电源开关控制器40供给驱动电源。这个宽范围电源部分10可以用一个未示出的蓄电池来代替。控制器40的这个电源表示本装置的驱动电源，也就是，当通过第一和第二线的交流AC被控制器40断开时，这个电源起到使开关反向的作用。

开关控制器40由来自宽范围电源部分10的低电平的直流驱动，电源部分10包括多个电容器C1和C2，一个整流器11和一个齐纳二极管ZD。电容器C1和C2各自与第一线Line和第二线N串联连接，并且它们以这样方式具有静电容量，以便产生恒定电压，而与交流的电平无关。

在电容器C1和C2上感应的交流由整流器11整流，并且整流后的直流由并联方式连接在输出端之间的齐纳二极管ZD保持在恒定低电平。电容器C3和C4用来消除波纹分量。根据齐纳二极管的基本电位而保持在低电压的直流电压用作开关控制器40的驱动电源。由电源部分10产生的驱动电源所驱动的开关控制器40根据有/没有光，用来转接第一继电器20和第二继电器30的接触状态。

例如，在存在周围光的情况下，开关控制器40操作第一和第二继电器20和30的各自接触状态，以使接触端CT与常闭端NC连接，以便输出线交流Line AC和中性线电流N AC。在输出之前，使并联方式连接在线交流Line AC和中线交流N AC之间的电容器C11和C12完全接地FG，以消除在引入交流AC中干扰的噪声。并联连接的TNR是为了吸收和消除在输入和输出端渗入的噪声。

另一方面，当开关控制器40没有探测到光时，第一和第二继电器20和30的触点操作，以使接触端CT与常开端NO连接，因此断开了通过第一和第二线的线交流和中性交流。

参考附图，特别是图2，更详细地叙述根据有/没有探测光来驱动第一继电器20和第二继电器30，以起到断开和闭合第一线Line和第二线N作用的电源开关控制器40的布置。

图2是图1所示电源开关控制器的电路图。首先，如图所见，是否有光由传感器部分41探测。至于探测光的传感器部分41，可以优选地用一个如光敏电阻的CdS元件41a，然而可以代替使用一个CdSe元件或一个光电二极管。在CdS元件41a用于光探测的情况下，与该元件串联连接一个可变电阻VR，其中通过改变可变电阻VR的电阻来控制CdS元件41a的灵敏度。可变电阻VR产生一个与探测光量成正比的电流。

特别是，当在黑暗下而在环境中没有任何光时，不产生电流，而在存在光的情况下，产生与光量成正比的电流，以输出对应的探测信号。按照从CdS元件41a输出的探测信号的性质，开关控制器40转接或保持第一和第二继电器20和30的接触状态。首先，为了说明起见，当从白天转到深夜或使用电或电子器具的不服务时间时，将叙述第一和第二继电器20和30的操作。

当周围光从这样状态变为消失，其中第一和第二继电器20和30的接触端CT各与常闭端NC连接，则由于CdS元件41a的不活动，在节点a无电流产生。因此，使第一继电器的驱动器42的晶体管Q1不活动。这种不活动使第一继电器20的线圈L1中的电流去磁，从而使触点从NC转接到NO端，以断开第一线。与用于转接触点的线圈L1并联连接的二极管D1用作回流二极管，以保护晶体管Q1，并且电阻R1还用作发射极电阻。

当晶体管Q1不活动时，在节点b无电流流动，并且因此晶体管Q2不活动。在电阻R2产生使晶体管Q2不活动的电压，然后通过电阻R3和电容器C4施加到晶体管Q2。晶体管Q2的不活动导致在节点c产生低电压。这个电压通过电阻R5和电容器C5及C6，作为触发信号施加到多谐振荡器43a的端4。

多谐振荡器43a一般使用一个单稳多谐振荡器，对它在电源端1供给驱动电压，这个电压从宽范围电源部分10产生，并且通过电容器C7去掉了噪声。在输出端5输出低电平驱动脉冲，它的宽度取决于与端2连接的电阻R6和定时电容器C9所确定的时间常数。换句话说，在端5以这样方式输出取决于输入到端4的触发脉冲的驱动信号，以便由电阻R5和电容器9的组合尺寸来调节。

因此，在其通过晶体管Q2和多谐振荡器43a的输出过程中，在晶体管Q1不活动的预定时间延迟之后，从多谐振荡器43a输出驱动脉冲。这些延迟预定时间的驱动脉冲处在这样的高电位，以便用于第二继电器30或RY2的驱动器44能执行第二继电器的触点的转接操作。换句话说，这个第二继电器驱动器44通过转接第二继电器的接触状态，从连接在接触端CT与常闭端NC之间转接到连接在接触端CT与常开端NO之间，断开第二线N。

通过转接第二继电器30的触点以断开第二或中性线N的第二继电器驱动器44包括一个晶体管Q3。晶体管Q3由于驱动脉冲而导致不活动，驱动脉冲通过高电阻R8从其原始高电平引导为零，并且因此在第二继电器30的线圈L2中无电流产生，引起去磁。这里，电阻R9用作集电极反馈偏置。通过切断电流使线圈L2去磁导致第二继电器30的触端CT与常开端NO连接，从而在第二线N中无交流出现。

每次输出驱动脉冲，就使向晶体管Q3供给驱动脉冲的多谐振荡器43a复位到其原始状态。为了避免这种情况，在多谐振荡器43a的复位输出端3连接一个用于感应驱动电源的电阻R7，并且在这个电阻R7与晶体管Q2的节点c之间另外设置一个自动复位电路45，用于反馈在电阻R7产生的驱动电源。

自动复位电路45通过电阻R7和R10对驱动电压分压，并且在送到节点c之前通过二极管D2平整。电容器C8用来消除噪声。在节点c产生的低电压供给多谐振荡器43a的端4，其中接连产生驱动脉冲，以使第二继电器30保持在接触状态。例如，当CdS元件41a没有探测到光时，开关控制器40断开第一线Line和第二线N，以防止交流AC输出。相反，在元件41a探测到光的情况下，开关控制器40转换第一和第二继电器20和30的接触状态，以允许通过它们的电流输出。

现在当CdS元件41a探测到光，以使第一和第二继电器20和30的状态反向时，元件产生一个探测信号。产生的探测信号在节点a导致高电平电流，该电流使晶体管Q1起动，以产生激励状态，其中在线圈L1中出现电流。处在激励状态的线圈L1引起第一继电器20的接触状态，以使接触端CT与常闭端NC连接，从而通过第一线Line输出交流。

转接第一继电器20的触点的晶体管Q1的起动在节点b引起电流，以使晶体管Q2起动。晶体管Q2的起动又在节点c产生低电压，该电压作为触发信号施加到多谐振荡器43a，从而对晶体管Q3供给低电位驱动信号，然后使晶体管Q3起动。起动的晶体管Q3使第二继电器30的线圈L2进入激励状态，从而使第二继电器30的接触端CT转接到常闭端NC，允许第二线N中有交流。

如上所述，电源开关控制器40根据CdS元件的光探测，顺序断开或闭合第一线Line和第二线N，以保护由同时断开或闭合作为交流载体的第一和第二线所可能带来的危险，并且另外限制通过两线Line和N的交流输出。换句话说，例如在白天当有探测信号时，通过开关控制器40，CdS元件41a使交流通过第一线Line和第二线N输出，而在黑夜当没有探测到光时，防止通过第一线Line和第二线N的交流输出。

CdS元件根据是否有光区别白天和黑夜，并且当由CdS元件确定白天与黑夜之间的区别时，开关控制器40根据这个区别容许或禁止电气和电子器具的电流。也就是，自动地转接电源开关控制器40，以便可以在白天容许通过第一线Line和第二线N的交流，而在夜间可不输出电流。

并且，如图3所示，该图是按照本发明的另一个优选实施例的用于自动关断设备的备用电源的装置的电路图，本发明中的宽范围电源部分(10)能包括一个AC-DC转换部分(100)，它用桥式二极管(D2～D5)，通过全波整流，把输入的工业用交流(AC)转换成直流(DC)；一个噪声滤波部分(200)，它消去上述形成的直流(DC)的线路噪声；一个电流和电压探测部分(500)，它探测待提供的电流和电压；一个脉冲宽度(持续时间)调制和驱动器部分(300)，它按照电流和电压探测部分(500)的输出，产生脉冲宽度调制信号(PWM信号)；一个DC波纹滤波部分(400)，它平滑通过变换器(T1)的直流(DC)，变换器(T1)从第一线圈接收直流(DC)，并且向第二线圈传送直流(DC)；和一个射频(RF)滤波部分(600)，它具有电感(L2)和电容器(C2)，消去来自直流(DC)波纹滤波部分(400)的直流(DC)的高频带分量。

如上所述，按照本发明的电源开关装置能根据白天或夜间时间，通过CdS元件自动地供给或切断至电或电子器具的交流，因此具有减小等待功率消耗的特点。

应该理解，虽然本发明是关于特定实施例叙述的，但是本发明决不限于该实施例，对本领域技术人员，通过参考这里提供的叙述或附图，并且在本发明的精神范围之内，有可能有各种各样的变更或改变，以及各种各样的应用，因此这些变更属于本发明的范围之内，本发明的范围应该仅由附加权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种用于自动关断设备的备用电源的装置，包括供给工业用交流的第一和第二线，其特征在于该装置还包括：

一个第一继电器，用于转接第一线的开关触点；

一个第二继电器，用于转接第二线的开关触点；和

一个电源开关控制器，用于探测是否有光，并且根据光探测的结果，用于连续转换第一继电器和第二继电器的接触状态，从而允许或切断通过第一和第二线的工业用交流。

2.按照权利要求1的用于自动关断设备的备用电源的装置，其中电源开关控制器包括：

一个传感器部分，用于探测是否有光，并且当有光时，用于产生和输出探测信号；

一个第一继电器驱动器，在没有收到探测信号的情况下起动，以转换第一继电器的接触状态，以便不通过第一线输出工业用交流；

一个延迟部分，在第一继电器驱动器起动之后的预定时间延迟之后，产生和输出驱动脉冲；和

一个第二继电器驱动器，在收到驱动脉冲时起动，以转换第二继电器的接触状态，以便不通过第二线输出工业用交流。

3.按照权利要求2的用于自动关断设备的备用电源的装置，其中所述传感器部分使用一个CdS元件或一个光电二极管，它能探测是否有光并且输出一个信号，还备有一个与所述CdS元件或光电二极管串联的可变电阻，以调节其灵敏度。

4.按照权利要求2的用于自动关断设备的备用电源的装置，其中所述继电器部分包括：

一个晶体管，在预定时间延迟之后，用于输出第一继电器驱动器的起动状态；和

一个多谐振荡器，由所述晶体管的起动来触发，以输出驱动脉冲。

5.按照权利要求2的用于自动关断设备的备用电源的装置，其中所述继电器部分还包括一个自动复位部分，以使驱动脉冲保持在连续输出的状态。

6.按照权利要求1的用于自动关断设备的备用电源的装置，其中所述电源开关控制器备有一个宽范围电源部分，对它供给一个预定电平的驱动电源。

7.按照权利要求6的用于自动关断设备的备用电源的装置，其中：

对所述电源开关控制器供给预定电平的驱动电源的所述宽范围电源部分包括：

多个电容器，各与第一和第二线串联连接；

一个整流器，用于整流从所述多个电容器放电的电压；和

一个齐纳二极管，与所述整流器并联连接，以使所述整流器输出的整流电压保持在预定电平。

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