CN201489331U - 一种自动断电电路及具有所述电路的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动断电电路及具有所述电路的设备，包括对人体进行感应的红外感应电路、与红外感应电路相连接的延时控制电路以及连接在供电回路中的开关电路；所述红外感应电路在感应到没有人在时输出感应信号至延时控制电路，控制延时控制电路启动；所述延时控制电路在延迟设定时间后，输出控制信号至开关电路，以驱动开关电路切断供电回路。该自动断电电路通过对人体进行感应，并在设定的延时时间内一直没有检测到人体时，控制整机设备自动关机，进而极大程度地减少了能源浪费，且电路结构简单，实现容易，成本低廉，由于其延时时间可以人工设置，因此能够满足不同用户的使用需求，可广泛适用于各种家电产品的电路设计中。

Description

一种自动断电电路及具有所述电路的设备

技术领域

本实用新型属于供电控制技术领域，具体地说，是涉及一种可以控制电器设备自动断电的控制电路以及采用所述自动断电电路设计的设备。

背景技术

随着社会的不断发展和全球能源的日益紧缺，国家大力倡导建设节约型社会。目前，有些电子产品，比如台灯、电烙铁等，由于其内部并没有设计定时电路，因此无法实现自动断电功能，如果人离开后忘记断电，就会造成能源的浪费，甚至引发危险事故。

目前业界在高端的家电产品中，如电视机、空调、热水器等增加了定时关机功能，通过在家电中增加定时电路来实现自动断电功能。这种自动断电设计方式需要用户事先设定好定时关机的时间，家电设备在运行到设定时间时，自动切断供电电源，实现整机设备的自动关机。这种设计方式虽然可以在一定程度上节约能源，但是可能会由于人为疏忽，忘记了设置自动断电功能，或者设定的关机时间不合适，也将会造成能源在不同程度上的浪费。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有定时断电技术在能源节约效果上不够理想的问题，提供了一种可以控制设备自动断电的控制电路，实现了在用户离开一段时间后自动控制整机设备关机的功能，显著提高了节能效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种自动断电电路，包括对人体进行感应的红外感应电路、与所述红外感应电路相连接的延时控制电路以及连接在供电回路中的开关电路；所述红外感应电路在感应到没有人在时输出感应信号至延时控制电路，控制延时控制电路启动；所述延时控制电路在延迟设定时间后，输出控制信号至开关电路，以驱动开关电路切断供电回路，进而控制整机设备关机。

进一步的，在所述延时控制电路中包含有两个反相电路和一个延时电路，所述红外感应电路在感应到没有人在时，输出低电平感应信号至第一个反相电路，进行电平取反后，生成高电平输出至延时电路，驱动延时电路启动；所述延时电路在延迟设定时间后，输出高电平经第二个反相电路进行电平取反后，生成低电平控制信号输出至所述的开关电路，控制开关电路的开关通路断开，以切断所述的供电回路。

又进一步的，在所述延时电路中包含有一555定时器，所述555定时器的触发端通过RC延时电路连接第一个反相电路的输出端，555定时器的输出端连接第二个反相电路的输入端。

为了实现所述设定时间的自由调节，所述RC延时电路优选采用电容和滑动变阻器组建形成，电容连接在第一个反相电路的输出端与所述555定时器的触发端之间，滑动变阻器连接在所述555定时器的触发端与地之间，通过改变滑动变阻器的阻值来调节对555定时器的触发时间，进而使555定时器在延迟所述的设定时间后，输出高电平信号。

作为所述反相电路的其中一种设计方式，所述反相电路可以采用非门进行设计，对输入电平进行取反处理。

再进一步的，在所述自动断电电路中还包含有一个或门，所述或门的两路输入端分别与红外感应电路的输出端和延时控制电路的输出端对应连接，所述或门的输出端连接开关电路的控制端，所述开关电路的开关通路串联在供电回路中。

更进一步的，为了提高对开关电路的驱动能力，优选在或门的输出端连接一放大电路，对或门输出的控制信号进行放大处理后，再输出至所述的开关电路，以驱动开关电路通断。

作为所述反相电路的另外一种设计方式，所述反相电路可以采用NPN型三极管配合简单的外围电路构建形成；其中，将NPN型三极管的基极作为反相电路的输入端，集电极作为反相电路的输出端，且将NPN型三极管的集电极通过限流电阻连接直流电源，发射极接地，对输入电平进行取反处理。

作为所述延时控制电路的另外一种设计方式，所述延时控制电路可以采用一颗集成控制芯片实现，根据红外感应电路输出的感应信号生成相应的控制信号输出至所述的开关电路，以驱动开关电路通断，进而实现对整机开关机状态的准确控制。

基于上述自动断电电路的结构，本实用新型又提出了一种采用所述自动断电电路设计的设备，通过在设备的内部电路板上设置红外感应电路、延时控制电路和开关电路；从而在人体远离设备到达设定时间后，控制设备关机，以实现节能降耗的设计目的。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的自动断电电路通过对人体进行感应，并在设定的延时时间内一直没有检测到人体时，切断电器设备的供电回路，以控制整机设备自动关机，进而极大程度地减少了能源浪费，消除了电器设备在长时间无人监视的情况下可能出现的安全隐患。本实用新型的自动断电电路结构简单，实现容易，成本低廉，其延时时间可以人工设置，从而满足了不同用户的使用需求，能够广泛适用于各种家电产品的电路设计中。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的自动断电电路的一种实施例的电路原理框图；

图2是本实用新型所提出的自动断电电路的另外一种实施例的电路原理框图；

图3是本实用新型所提出的自动断电电路的第三种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

实施例一，本实施例为了使电器设备在用户离开一段时间后能够自动关机，以达到节约能源的设计目的，在电器设备的内部电路板上增设了红外感应电路和延时控制电路，以用于对连接在供电回路中的开关电路进行通断控制，如图1所示。

在本实施例中，红外感应电路用于对人体进行感应，在电器设备开机运行后，如果感应到有人，则表示用户在电器设备附近。此时，红外感应电路输出相应的感应信号，比如高电平信号，控制延时控制电路保持当前状态，比如维持输出高电平控制信号，控制开关电路的开关通路闭合，维持电源供电。此时，用户可以通过触发遥控器或者电器设备上的按键板来自行控制电器设备的开关机。当红外感应电路在电器设备的运行过程中检测到没有人在时，输出相应的感应信号，比如低电平信号，控制延时控制电路启动计时，在没有到达设定的延时时间T时，保持输出高电平控制信号，维持开关电路导通，电源持续供电。在此过程中，若红外感应电路又重新感应到有人体出现，则转为输出高电平信号，控制延时控制电路停止计时。此时，延时控制电路继续输出高电平控制信号，维持开关电路导通。当红外感应电路感应到没有人在，且启动延时控制电路延时到达设定时间(即延时时间T)后，则认为用户离开电器设备已经到达了设定的关机时间。此时，延时控制电路转为输出低电平控制信号，控制开关电路的开关通路断开，切断电器设备的供电回路，控制电器设备自动关机，以有效节约能源。

所述延时控制电路可以采用多种方式设计实现，本实施例以采用单片机等具有计时功能的集成控制芯片为例进行设计。将集成控制芯片的其中一路I/O口连接红外感应电路的输出端，接收红外感应电路输出的感应信号。将集成控制芯片的另外一路I/O口连接开关电路的控制端，通过输出高电平或者低电平控制信号来对开关电路的通断状态进行控制。

以红外感应电路在检测到有人体存在时输出高电平、没有人体存在时输出低电平为例进行说明。当集成控制芯片在接收到高电平感应信号时，输出高电平控制信号至开关电路，控制开关电路的开关通路导通，连通电器设备的供电回路，维持电器设备正常运行。当集成控制芯片接收到低电平感应信号时，首先启动其内部的计时器计时，在未到达设定的延时时间T时，始终输出高电平控制信号，维持开关电路导通；直到计时器到达设定的延时时间T时，才转为输出低电平控制信号，控制开关电路断开，切断电器设备的供电回路，使电器设备自动关机。

在所述延时时间T内，若集成控制芯片重新接收到红外感应电路发出的高电平感应信号时，则停止计时器的计时，并将计时器清零，以等待下一次延时计时。

所述延时时间T可以由用户根据需要自行设定，只要在主程序中编写简单的软件程序，并为用户提供输入设定延时时间T的窗口即可。

这种延时控制电路设计方式虽然电路结构简单，易于实现，但是成本相对较高，不利于在价格竞争相对激烈的家电产品中推广应用。

实施例二，参见图2所示，本实施例为了降低硬件电路成本，摆脱软件设计及控制，采用分立元器件组建所述的延时控制电路，具体可以采用两个非门U1、U2和一个延时电路进行设计。

红外感应电路的输出端通过放大稳压电路连接非门U1的输入端，并通过非门U1的输出端连接延时电路；所述延时电路的输出端通过非门U2连接放大电路，进而通过放大电路连接开关电路的控制端，所述开关电路的开关通路串联在电器设备的供电回路中。

为了进一步确保控制的准确性，优选在本实施例的自动断电电路中增设一个可以实现或逻辑关系的门电路，即或门U3。将或门U3的两路输入端分别与放大稳压电路的输出端和非门U2的输出端对应连接，对红外感应电路输出的感应信号和延时控制电路输出的控制信号进行或运算，进而输出逻辑运算结果至所述的放大电路，进而通过放大电路来驱动开关电路通断，如图2所示。

其工作原理是：当红外感应电路在电器设备开机运行的过程中检测到有人在时，输出高电平感应信号经放大稳压电路进行功率放大处理后，输出至或门U3，使或门U3始终输出高电平控制信号，经放大电路驱动开关电路闭合，保持供电回路连通，维持电器设备的开机运行状态。

当红外感应电路感应到没有人在时，输出低电平感应信号，经放大稳压电路一方面输出至或门U3的其中一路输入端，另一方面传输至非门U1，通过非门U1进行电平取反处理后，输出高电平启动延时电路。此时，延时电路处于暂稳态，输出低电平经非门U2进行取反后，输出高电平至或门U3的另外一路输入端，使或门U3仍然输出高电平控制信号，经放大电路进行功率放大处理后，控制开关电路持续闭合。

如果红外感应电路在连续一段时间(即延时时间T，该延时时间T可以人工设定)内仍然感应不到人体，此时，延时电路已经处于稳态，输出高电平经非门U2进行反相处理后，输出低电平至或门U3的另外一路输入端。此时，由于或门U3的两路输入端都为低电平，因此，输出低电平控制信号通过放大电路作用于开关电路的控制端，以控制开关电路断开其开关通路，进而切断电器设备的供电回路，控制整机设备自动关机。

图2中各点所对应的电平关系如表1所示。

输出电平	A	B	C	D	E
						红外检测有人	高	低	低	高	高
刚开始红外检测无人	低	高	低	高	高
						延时时间T内红外检测一直无人	低	高	高	低	低

表1

本实施例中的延时电路可以采用多种电路结构形式进行设计，比如可以采用由电容和电阻组成的RC延时电路进行设计，通过改变电容和电阻的参数值即可实现延时时间T的自由调节。

实施例三，参见图3所示，本实施例为了进一步降低硬件电路成本，避免非门U1、U2和或门U3逻辑芯片的使用，提出了如图3所示的模拟电路构建形式。其中，采用NPN型三极管Q1、Q2配合简单的外围电路代替非门U1、U2来组建反相电路，对输入的电平信号进行取反处理。延时电路采用一颗555定时器IC1001配合由电容C1和电阻R3、R4组成的RC延时电路构建形成，以进一步确保延时控制的精确性。

具体来讲，NPN型三极管Q1的基极作为反相电路的输入端，通过电阻R1接收红外感应电路输出的感应信号；NPN型三极管Q1的发射极接地，集电极一方面通过限流电阻R2连接直流电源VCC，另一方面作为反相电路的输出端连接延时电路。555定时器IC1001的触发端2和门限端6一方面通过电容C1连接NPN型三极管Q1的集电极，另一方面通过串联电阻R3、R4接地。为了实现延时时间T的自由设定，电阻R3、R4优选采用滑动变阻器进行设计。通过改变滑动变阻器R3、R4的阻值来调节对555定时器IC1001的触发时间。同理，NPN型三极管Q2的基极作为反相电路的输入端，通过电阻R5连接555定时器IC1001的输出端3；NPN型三极管Q2的发射极接地，集电极一方面通过限流电阻R6连接直流电源VCC，另一方面作为反相电路的输出端通过开关二极管D1连接至开关电路。

为了提高控制的精确性，优选将红外感应电路输出的感应信号通过开关二极管D2传输至开关电路，与延时控制电路一起对开关电路的通断进行控制。

其工作原理是：当红外感应电路在电器设备开机运行的过程中检测到有人在时，输出高电平感应信号一方面通过开关二极管D2输出至开关电路，控制开关电路的开关通路闭合，保持供电回路连通，维持电器设备的开机运行状态。另一方面通过电阻R1控制三极管Q1导通，使三极管Q1的集电极呈低电位，555定时器不工作。此时，三极管Q2由于其基极电位为低而处于截止状态，直流电源VCC通过限流电阻R6、开关二极管D1也向开关电路输出高电平控制信号，确保开关电路准确闭合。

当红外感应电路感应到没有人在时，输出低电平感应信号至三极管Q1的基极，控制三极管Q1截止。此时，直流电源VCC通过限流电阻R2为延时电路供电，控制延时电路启动运行。在延时时间T＝1.1*(R3+R4)*C1以内，555定时器未达到触发状态，保持输出低电平，使三极管Q2保持截止状态，进而通过其集电极输出高电平控制信号，控制开关电路的开关通路持续闭合，使电器设备仍然处于开机正常运行状态。

如果红外感应电路在到达延时时间T时一直未感应到人体，此时，555定时器输出高电平，控制三极管Q2导通，拉低其集电极电位。此时，由于输出至开关电路的控制信号为低电平，因此，开关电路断开其开关通路，切断电器设备的供电回路，进而控制整机设备自动关机。

图3中各点所对应的电平关系也如同表1所示。

当然，所述反相电路和延时控制电路也可以采用除实施例一、二、三以外的其它电路形式构建形成，本实施例并不仅限于以上举例。

本实用新型的自动断电电路可以广泛应用于电视机、机顶盒、空调等电器设备中。

应当指出的是，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动断电电路，其特征在于：包括对人体进行感应的红外感应电路、与所述红外感应电路相连接的延时控制电路以及连接在供电回路中的开关电路；所述红外感应电路在感应到没有人在时输出感应信号至延时控制电路，控制延时控制电路启动；所述延时控制电路在延迟设定时间后，输出控制信号至开关电路，以驱动开关电路切断供电回路。

2.根据权利要求1所述的自动断电电路，其特征在于：在所述延时控制电路中包含有两个反相电路和一个延时电路，所述红外感应电路在感应到没有人在时，输出低电平感应信号至第一个反相电路，进行电平取反后，生成高电平输出至延时电路，驱动延时电路启动；所述延时电路在延迟设定时间后，输出高电平经第二个反相电路进行电平取反后，生成低电平控制信号输出至所述的开关电路，控制开关电路的开关通路断开，以切断所述的供电回路。

3.根据权利要求2所述的自动断电电路，其特征在于：在所述延时电路中包含有一555定时器，所述555定时器的触发端通过RC延时电路连接第一个反相电路的输出端，555定时器的输出端连接第二个反相电路的输入端。

4.根据权利要求3所述的自动断电电路，其特征在于：所述RC延时电路由电容和滑动变阻器组成，电容连接在第一个反相电路的输出端与所述555定时器的触发端之间，滑动变阻器连接在所述555定时器的触发端与地之间。

5.根据权利要求2所述的自动断电电路，其特征在于：所述反相电路由非门构成。

6.根据权利要求5所述的自动断电电路，其特征在于：在所述自动断电电路中还包含有一个或门，所述或门的两路输入端分别与红外感应电路的输出端和延时控制电路的输出端对应连接，所述或门的输出端连接开关电路的控制端，所述开关电路的开关通路串联在供电回路中。

7.根据权利要求6所述的自动断电电路，其特征在于：所述或门的输出端通过放大电路连接开关电路，以驱动开关电路通断。

8.根据权利要求2所述的自动断电电路，其特征在于：所述反相电路由NPN型三极管配合外围电路构成，其中，NPN型三极管的基极为反相电路的输入端，集电极为反相电路的输出端，且NPN型三极管的集电极通过限流电阻连接直流电源，发射极接地。

9.根据权利要求1所述的自动断电电路，其特征在于：所述延时控制电路为一集成控制芯片，根据红外感应电路输出的感应信号生成相应的控制信号输出至所述的开关电路，以驱动开关电路通断。

10.一种设备，其特征在于：包含有如权利要求1至9中任一项权利要求所述的自动断电电路。

Images