CN202178902U - 用数字电路cd4013制作的触摸延时开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用数字电路CD4013制作的触摸延时开关。该触摸延时开关由220V交流电源、全桥整流电路及12V直流稳电源压、单稳态电路、单向可控硅控制电路组成，单稳态电路的电路中还包括定时电路和单向可控硅触发电路。本实用新型是一种无机械触点的电子开关，触摸电极金属片对地电压小于36V人体的安全电压。因电路结构简单，不仅制作起来十分容易，而且白炽灯熄灭后完全处于断电状态，电路基本没有待机耗电，因而有非常显著的节电效果。照明延时装置具有体积小，可以方便地设计组合到86型电工标准面板中。本实用新型适用于走廊、楼道、地下室、车库等场所的夜晚延时照明。它可以直接取代普通开关，不必改动室内原有布线。
Description
技术领域
本实用新型属于电子技术、节电技术领域，涉及一种用数字电路CD4013制作的触摸延时开关。
背景技术
常见照明延时控制电路多采用555基时集成电路搭接成单稳态延时控制电路，然后直接驱动直流继电器吸合或释放，进而控制白炽灯的点亮或熄灭；也有的用分立电子元件搭接成延时电路，通过单向可控硅或双向可控硅控制白炽灯的点亮或者熄灭。市面用分立电子元件各种成品延时照明灯控制装置普遍存在着电路结构比较复杂、电路中使用的元器件较多，因而导致制作成本偏高、且电路故障率也随之增高等一系列问题。
为了克服市场上现有成品延时照明灯控制装置的不足和存在的各种缺陷，研究和开发一种电路构成简捷、元器件用量少、电路工作可靠的照明灯延时控制电路制作方案很有必要。
以下详细说明本实用新型所述的用数字电路CD4013制作的触摸延时开关在实施过程中所涉及的相关技术内容。
实用新型内容
发明目的及有益效果：本实用新型与市面上已有照明灯延时控制装置相比，具有延时控制电路结构简捷、元器件用量少、电路性能可靠、制作开发成本低等特点。因电路结构简单，不仅制作起来十分容易，而且白炽灯熄灭后完全处于断电状态，电路基本没有待机耗电，所以该电路有非常显著的节电效果。照明延时装置具有体积小，可以方便地设计组合到86型电工标准面板中。本实用新型适用于走廊、楼道、地下室、车库等场所的夜晚延时照明。
功能与特点：1.使用时只需触摸一下触摸电极即可导通工作，延长一段时间后开关自动关闭；2.是一种无机械触点电子开关，延长负载的使用寿命；3.触摸电极金属片对地电压小于36V人体的安全电压；4.可带动功率在100W以下任何照明灯具或负载，如：日光灯、节能灯、白炽灯等；5.它可以直接取代普通开关，不必改动室内原有布线。
技术方案：用数字电路CD4013制作的触摸延时开关，由220V交流电源、全桥整流电路及12V直流稳电源压、单稳态电路、单向可控硅控制电路组成，其特征包括：
单稳态电路的电路中还包括定时电路和单向可控硅触发电路；
定时电路和单向可控硅触发电路由12V直流稳压电源、双D触发器IC1、触摸电极A和电阻R1及电阻R2、电阻R3和电容C1、电阻R4和电容C2组成，其特征是：双D触发器IC1的3脚接电阻R1的一端及电阻R2的一端，电阻R1的另一端接触摸电极A，电阻R2的另一端接电路地GND，双D触发器IC1的5脚和14脚接电路正极VCC，双D触发器IC1的6脚和7脚接电路地GND，双D触发器IC1的1脚接电阻R3的一端和电阻R4的一端，双D触发器IC1的4脚接电阻R3的另一端和电解电容C1的正极，电解电容C1的负极接电路地GND，电阻R4的另一端同接单向可控硅VS的门极和电容C2的一端，电容C2的另一端接电路地GND；
单向可控硅控制电路：由全桥整流电路、白炽灯HL、单向可控硅VS及指示电路组成，其特征是：白炽灯HL的一端接220V交流电源的火线端L，白炽灯HL的另一端和220V交流电源的零线端N分别接全桥整流电路交流电输入端，全桥整流电路直流电输出端的正极接指示电路和12V直流稳压电源，全桥整流电路直流电输出端的负极和单向可控硅VS的负极同接电路地GND；
指示电路的特征是：全桥整流电路直流电输出端的正极接电阻R5的一端和单向可控硅VS的阳极，电阻R5的另一端接发光二极管LED的正极，发光二极管LED的负极接12V直流稳压电源；
12V直流稳压电源由稳压二极管DW和电解电容C3组成，其特征是：稳压二极管DW的负极和电解电容C3的正极与发光二极管LED的负极相连，稳压二极管DW的正极和电解电容C3的负极同接电路地GND；
12V直流稳压电源的正极与电路正极VCC相连。
电路工作原理：使用时，只要用手指摸一下触摸电极A，白炽灯HL被点亮，延时1～2分钟后会自动熄灭，它可以直接取代普通单极开关，不必改动室内原有布线。
用数字电路CD4013制作的触摸延时开关的电路由全桥整流D1～D4、单向可控硅VS组成开关的主回路，IC1组成单稳态电路包括定时及单向可控硅触发电路。由4只硅整流二极管D1～D4组成的全桥整流电路，其输出的220V脉动直流电经电阻R5降压、限流，稳压二极管DW稳压，电解电容C3滤波得到12V直流稳压电源供IC1使用。平时单向可控硅VS处于截止状态，白炽灯HL不亮，此时发光二极管LED发光用于指示触摸延时开关的位置，便于夜晚行人寻找和使用。
IC1采用CMOS数字集成电路CD4013，只用其中一个D触发器将其接成单稳态电路，稳态时1脚输出低电平，单向可控硅VS关断。当人手触摸一下触摸电极A时，人体感应的交流电压经电阻R1、R2分压，其正半周使单稳态电路翻转，IC1的1脚输出高电平，经电阻R4加到单向可控硅VS的门极，使单向可控硅VS导通，白炽灯HL被点亮。这时IC1的1脚输出高电平经电阻R3向电解电容C1缓慢充电，使IC1的4脚电平逐渐升高直至暂态结束，电路翻转为稳态，IC1的1脚由高电平突变为低电平，单向可控硅VS失去触发电压，交流电过零时即刻关断单向可控硅VS，白炽灯HL失电而熄灭。
附图说明
附图1是本实用新型提供一个用CD4013数字集成电路制作的触摸延时开关的实施例电路工作原理图。
具体实施方式
按照附图1所示用数字电路CD4013制作的触摸延时开关的电路工作原理图和附图说明，并且按照实用新型内容所述的各部分电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本实用新型。
元器件的选择及其技术参数
IC1应采用型号为CD4013的CMOS数字集成电路，它是一种双D触发器，本实用新型的电路里只使用它的一半，另一个D触发器空置；
VS为单向可控硅，型号可选用2N6565、MCR100-8等小型塑封单向可控硅，控制功率100W以下任何照明灯具；
D1～D4为1N4004型或1N4007型硅整流二极管；D3为硅整流二极管，型号为IN4001；DW为12V稳压二极管，功率选用1W；LED可用￠5mm普通红色发光二极管；
电阻均为RTX型1/8W碳膜电阻，电阻R1的阻值为4.7MΩ；电阻R2的阻值为2MΩ；电阻R3的阻值为3.6MΩ；电阻R4的阻值为20KΩ；电阻R5的阻值为78KΩ；
C1为CD11型电解电容，其容量为22μF/25V；C3为涤纶电容，其容量为0.01μF；C3为CD11型电解电容，其容量为470μF/25V；
HL为白炽灯，选用功率40W，或选用日光灯、节能灯等；
A为触摸电极，选用￠12mm或10mm×10mm铜质金属片制作。
制作要点说明：触摸电极A采用金属铜皮制作，并焊接一只阻值2MΩ的1/8W电阻，再用引线接到电路中双D触发器IC1的3脚上；连接触摸电极A的引线不宜太长，否则引线容易感应交流信号而使触摸开关发生误动作。设计制作时，电路中的负载可根据需要调换，但要注意选用的负载功率不得超过100W。
电路调试：用数字电路CD4013制作的触摸延时开关的电路只要是使用的电子元器件性能完好，按照附图1所示元器件的连接关系进行焊接，并对物理接线认真核对和检查，且在安装、焊接无误后，电路基本不需要调试即能正常工作。
触摸延时开关的延时时间主要由电阻R3或电解电容C1的数值决定，按照实施例的数据约为1.5分钟。若增大或缩短延时时间，可以增大或减小电阻R3及电解电容C1的数值。
Claims (4)
1.一种用数字电路CD4013制作的触摸延时开关，由220V交流电源、全桥整流电路及12V直流稳电源压、单稳态电路、单向可控硅控制电路组成，其特征在于：
单稳态电路的电路中还包括定时电路和单向可控硅触发电路；
定时电路和单向可控硅触发电路由12V直流稳压电源、双D触发器IC1、触摸电极A和电阻R1及电阻R2、电阻R3和电容C1、电阻R4和电容C2组成，其特征是：双D触发器IC1的3脚接电阻R1的一端及电阻R2的一端，电阻R1的另一端接触摸电极A，电阻R2的另一端接电路地GND，双D触发器IC1的5脚和14脚接电路正极VCC，双D触发器IC1的6脚和7脚接电路地GND，双D触发器IC1的1脚接电阻R3的一端和电阻R4的一端，双D触发器IC1的4脚接电阻R3的另一端和电解电容C1的正极，电解电容C1的负极接电路地GND，电阻R4的另一端同接单向可控硅VS的门极和电容C2的一端，电容C2的另一端接电路地GND；
单向可控硅控制电路：由全桥整流电路、白炽灯HL、单向可控硅VS及指示电路组成，其特征是：白炽灯HL的一端接220V交流电源的火线端L，白炽灯HL的另一端和220V交流电源的零线端N分别接全桥整流电路交流电的输入端，全桥整流电路直流电输出端的正极接指示电路、12V直流稳压电源，全桥整流电路直流电输出端的负极和单向可控硅VS的负极同接电路地GND。
2.根据权利要求1所述的用数字电路CD4013制作的触摸延时开关，其特征是：全桥整流电路由4只硅整流二极管D1～D4组成。
3.根据权利要求1所述的用数字电路CD4013制作的触摸延时开关，其特征是：指示电路由电阻R5和发光二极管LED组成，全桥整流电路直流电输出端的正极接电阻R5的一端和单向可控硅VS的阳极，电阻R5的另一端接发光二极管LED的正极，发光二极管LED的负极接12V直流稳压电源。
4.根据权利要求1所述的用数字电路CD4013制作的触摸延时开关，其特征是：12V直流稳压电源由稳压二极管DW和电解电容C3组成，稳压二极管DW的负极和电解电容C3的正极与发光二极管LED的负极相连，稳压二极管DW的正极和电解电容C3的负极同接电路地GND，12V直流稳压电源的正极与电路正极VCC相连。
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| CN105680254A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-06-15 | 王志 | 触摸式电热水壶定时电源插座 |
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