CN203490483U - 一种组合开关及家电产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合开关及家电产品，在所述组合开关上设置有两个电源接线端子和至少一个控制端子；在两个电源接线端子之间串联有一个无锁止功能的手动开关，所述手动开关与一可控开关器件的开关通路相并联，所述可控开关器件的控制端连接所述的控制端子；将所述组合开关的两个电源接线端子串联在家电产品的交流电源传输线路中，组合开关的控制端子连接家电产品的控制电路，通过控制电路采集用户通过遥控器或者按键板发出的关机指令，并控制组合开关中的可控开关器件断开，由此便实现了遥控或者电控切断家电产品交流供电的功能，在不改变用户对家电产品操作习惯的基础上，可以将家电产品的待机功耗降低为零，方便家电产品的节能设计。

Description

一种组合开关及家电产品

技术领域

 本实用新型属于供电控制技术领域，具体地说，是涉及一种用于控制供电线路连通或者切断的组合开关以及采用所述组合开关设计的家电产品。

背景技术

随着全球气候的日益变暖，节能减排已经成为各国政府工作的重中之重，特别是和日常生活息息相关的家电行业，更是被推到风口浪尖。在欧美市场，低待机功耗已经与安规、EMI一起成为电子产品销往这个市场的通行证，高效率、低功耗已经成为家电产品在开发过程中必须考虑的重要因素之一。

作为数字家电产品来说，当用户操作遥控器或者按键板控制整机关机时，系统只是进入待机状态，而不会切断外部的交流供电，这就导致系统在整个待机过程中都会产生电能消耗，造成能源的无谓浪费。若要将整机功耗降低为零，用户必须拔掉电源插头或者手动操作电控开关，才能彻底切断外部的交流供电，这显然不符合绝大多数用户对数字家电产品的操作习惯。正是因为绝大多数用户并没有养成拔电关机的操作习惯，因此每年因家电产品的待机功耗而导致的能源浪费问题就变得非常严重，这显然与各个国家所倡导的节能环保型的社会发展趋势相矛盾。

基于此，如何在不改变广大消费者对数字家电产品操作习惯的基础上，实现通过遥控器或者数字家电产品上的按键板直接切断交流供电的功能，以杜绝待机功耗的无谓消耗，是目前数字家电制造领域致力于解决的一项主要问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种组合开关，将其应用在家电产品的交流供电线路中，可以满足遥控或者电控切断交流供电的设计要求。

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：

一种组合开关，在所述组合开关上设置有两个用于连接电源线的电源接线端子和至少一个用于接收控制信号的控制端子；在两个电源接线端子之间串联有一个无锁止功能的手动开关，所述手动开关与一可控开关器件的开关通路相并联，所述可控开关器件的控制端连接所述的控制端子。

本实用新型通过将手动开关和可控开关器件相结合，设计形成一种组合开关，从而可以实现手动闭合、电控断开的控制效果，可以满足某些电器产品的特殊控制需求。例如：将其应用在家电产品的交流供电线路中，可以满足遥控或者电控切断交流供电的设计要求。

优选的，所述可控开关器件优选采用电磁继电器或者固态继电器。当采用电磁继电器作为所述的可控开关器件时，将所述电磁继电器的活动触点与所述的手动开关相并联；所述控制端子设置有两个，将所述电磁继电器的电磁线圈串联在两个控制端子之间。当采用固态继电器作为所述的可控开关器件时，将所述固态继电器的输出受控端与所述的手动开关相并联；所述控制端子设置有两个，分别与固态继电器的两个输入控制端对应连接。

为了方便用户操作，所述无锁止功能的手动开关优选采用无锁止功能的按压式开关，采用按压的方式对组合开关进行通断控制。

为了对组合开关中可控开关器件的通断状态进行清楚地指示，在所述可控开关器件的控制端连接控制端子的线路中还连接有指示灯。

基于上述组合开关结构，本实用新型还提出了一种采用所述组合开关设计的家电产品，包括电源主回路和接收电源主回路供电的控制电路，在所述电源主回路的交流电源传输线路中连接有一组合开关；在所述组合开关上设置有两个用于连接电源线的电源接线端子和至少一个用于接收控制信号的控制端子；在两个电源接线端子之间串联有一个无锁止功能的手动开关，所述手动开关与一可控开关器件的开关通路相并联，所述可控开关器件的控制端连接所述的控制端子；将所述组合开关的两个电源接线端子串联在交流电源的传输线路中，组合开关的控制端子连接所述的控制电路。

本实用新型通过在家电产品的交流电源传输线路中设置一个由手动开关和可控开关器件结合形成的组合开关，从而使得用户可以手动控制家电产品上电运行，遥控或者电控家电产品关机并切断交流供电，实现了家电产品待机的零功耗。

进一步的，所述控制电路输出用于控制组合开关中可控开关器件通断的控制信号传输至组合开关的其中一个控制端子，所述组合开关的另外一个控制端子接地。

又进一步的，在所述控制电路中设置有一控制器和一开关元件，所述开关元件的开关通路连接在一电源与所述组合开关的其中一个控制端子之间，所述开关元件的控制端接收控制器输出的开关控制信号。

为了实现遥控关机功能，在所述家电产品中还设置有遥控接收头，接收遥控器发出的待机或者关机指令信号，并生成相应的电信号发送至所述的控制电路，通过控制电路生成用于控制组合开关中可控开关器件的开关通路断开的控制信号，输出至组合开关的控制端子。

再进一步的，在所述家电产品中还设置有按键板，在所述按键板上设置有待机或者关机按键以及按键扫描电路，所述按键扫描电路将待机或者关机按键的按压操作转换成相应的电信号发送至所述的控制电路，通过控制电路生成用于控制组合开关中可控开关器件的开关通路断开的控制信号，输出至组合开关的控制端子。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的组合开关结构简单，成本低廉，使用方便灵活，将其应用在家电产品的交流供电线路中，在用户通过遥控器或者按键板执行关机操作时，可以直接切断家电产品的交流供电，从而在顺应用户对家电产品操作习惯的前提下，可以将家电产品的待机功耗降低为零，在显著降低能源消耗的基础上，可以满足家电产品，特别是数字家电产品的电源功率管理要求，方便家电产品的节能设计。

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组合开关的一种实施例的电路原理图；

图2是采用电磁继电器作为可控开关器件设计的组合开关的一种实施例的电路原理图；

图3是采用固态继电器作为可控开关器件设计的组合开关的一种实施例的电路原理图；

图4是本实用新型所提出的家电产品内部电源管理电路的一种实施例的电路原理框图。

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，本实施例的组合开关U1由一个无锁止功能的手动开关S1和一个可控开关器件S2组合设计而成，参见图1所示，采用手动+电控的双重控制方式对电源线路进行通断控制，由此可以满足某些家电产品对电源功率的管理要求。

具体来讲，本实施例的组合开关U1设置有四个接线端子，参见图1所示。其中，端子1和端子2为两个电源接线端子，用于连接外部的电源线；端子3和端子4为两个控制端子，用于接收控制信号，实现电控功能。当然，对于某些可控开关器件S2只有一个控制端的情况，所述控制端子也可以只设置一个，连接可控开关器件S2的该路控制端，传输控制信号，以满足对该类可控开关器件S2的通断控制要求。

本实施例以在组合开关U1上设置两个控制端子3、4为例进行具体说明。

参见图1所示，将无锁止功能的手动开关S1串联在端子1与端子2之间，即，将手动开关S1的触片a连接端子1，触片b连接端子2，通过手动操作控制所述开关S1的两个触片a、b连通或者断开。在本实施例中，出于方便用户操作方面的考虑，所述手动开关S1优选采用无锁止功能的按压式开关进行组合开关U1的具体设计。当用户按下开关S1时，开关S1的两个触片a、b接通；用户松手后，开关S1的两个触片a、b自动断开。

将可控开关器件S2的开关通路并联在手动开关S1的两端，图1中端子c和端子d分别为可控开关器件S2的开关通路所对应的两个接线端子，分别与手动开关S1的两个触片a、b一一对应连接。端子e和端子f为可控开关器件S2的两个控制端，分别与组合开关U1的两个控制端子3、4一一对应连接。

对于所述的可控开关器件S2来说，可以选用电磁继电器、固态继电器或者其他具有类似功能的可控器件。但是，出于对交流供电线路通断控制方面的考虑，所选用的可控开关器件S2，其开关通路应具有电流双向流通的功能。

本实施例仅以电磁继电器和固态继电器为例进行具体说明。

图2为采用电磁继电器K作为所述可控开关器件S2设计的组合开关U1的电路原理图。将电磁继电器K的活动触点（优选其常开触点）并联在手动开关S1的两端，电磁继电器K的线圈串联在组合开关U1的两个控制端子3、4之间，当需要控制电磁继电器K的活动触点动作时，只需在两个控制端子3、4之间施加相应的控制电压，改变电磁继电器K线圈的通断电状态，即可满足控制要求。

为了对电磁继电器K的供电状态进行清楚地指示，在所述电磁继电器K的线圈连接两个控制端子3、4之间的连接线路中还可以进一步串联一指示灯D1，优选采用LED发光二级管作为所述的指示灯D1设置在组合开关U1中，以减小组合开关U1的体积。由此一来，当外部的控制电路在组合开关U1的两个控制端子3、4之间施加上直流电源后，电磁继电器K的线圈通电，其常开触点吸合，同时电流流过LED指示灯D1，指示灯D1发光，指示当前电磁继电器K的常开触点处于闭合状态。反之，当外部的控制电路断开控制端子3、4两端的供电时，电磁继电器K的线圈断电，其常开触点断开，指示灯D1熄灭，指示当前电磁继电器K的常开触点处于断开状态。由此，用户便可通过观察指示灯D1的亮灭，来清楚地获悉可控开关器件S2当前的工作状态。

图3为采用固态继电器SSR作为所述可控开关器件S2设计的组合开关U1的电路原理图。为了满足对交流供电线路的通断控制要求，所述固态继电器SSR优选采用交流固态继电器，即其两个输出受控端c、d具有传输交流电源的能力。将所述固态继电器SSR的两个输出受控端c、d并联在手动开关S1的两端，两个用于接收直流信号的输入控制端e、f分别与组合开关U1的两个控制端子3、4一一对应连接。当需要控制固态继电器SSR的两个输出受控端c、d闭合时，只需向控制端子3输出高电平的控制信号，并将控制端子4接地，即可满足控制要求。

同样的，为了对固态继电器SSR的工作状态进行清楚地指示，在固态继电器SSR的输入控制端e、f与组合开关U1的两个控制端子3、4之间的连接线路中还串联有一指示灯D1，同样可以选用LED指示灯，具体可以串联在固态继电器SSR的负极输入控制端f与控制端子4之间，在组合开关U1的控制端子3接收到高电平的控制信号时，LED指示灯D1通电导通，进行发光指示。

将本实施例的组合开关U1应用在家电产品中，具体连接在家电产品的电源主回路中，以实现家电产品遥控切断交流供电的功能。

结合图4所示，在本实施例的家电产品中设置有电源主回路、控制电路、遥控接收电路和按键板电路。其中，电源主回路用于在家电产品开机后，为设备中的控制电路、遥控接收电路和按键板电路等提供其运行所需的工作电源。本实施例以传统的开关电源电路作为所述的电源主回路为例进行具体说明，具体包括用于外接交流市电的交流电源端子AC、将交流电源转换成直流电源的整流电路、对整流电路整流输出的高压直流电源进行降压变换的变压器、以及用于对变压器的开关频率进行控制的电源管理芯片等。为了实现待机零功耗，本实施例在电源主回路中连接所述的组合开关U1，可以具体将组合开关U1的两个电源接线端子1、2串联在交流电源端子AC与整流电路交流侧的交流电源传输线路中，优选串联在交流电源传输线路的火线中，对交流供电进行通断控制。

通过变压器降压变换输出的低压直流电源，经滤波电路进行滤波处理后，输出稳定的低压直流电源为控制电路、遥控接收电路、按键板电路以及家电产品中的其他直流用电负载供电。

将所述组合开关U1的控制端子3、4连接控制电路，接收控制电路输出的控制信号，以用于控制组合开关U1中可控开关器件S2的通断。具体来讲，可以将组合开关U1的控制端子4接地，控制端子3接收控制电路输出的控制信号，通过改变输出至控制端子3的高低电平状态，实现对可控开关器件S2的通断控制。

作为本实施例的一种优选设计方案，在所述控制电路中优选设置有一个控制器和一颗开关元件Q1，参见图4所示。所述开关元件Q1可以选用三极管、MOS管、可控硅等可控开关元件，本实施例对此不进行具体限制。将所述开关元件Q1的开关通路连接在一路电源与组合开关U1的控制端子3之间，并将开关元件Q1的控制端连接控制器的其中一路GPIO口，以接收控制器输出的开关控制信号。所述电源可以是交流电源，也可以是直流电源，需要根据组合开关U1中可控开关器件S2的控制端所需接收的控制信号类型确定。若可控开关器件S2需要交流控制信号，则应选择交流电源连接所述开关元件Q1的开关通路，且所述开关元件Q1应选择具有传输交流电源能力的开关器件，例如继电器等；若可控开关器件S2需要直流控制信号，则应选择直流电源连接所述开关元件Q1的开关通路，通过控制开关元件Q1导通，以向可控开关器件S2的控制端提供足够驱动能力的控制信号，控制所述可控开关器件S2动作。本实施例以选用直流电源VCC1为例进行说明，所述直流电源VCC1为通过滤波电路输出的一路直流电源，优选为24V直流电源，以满足对继电器等可控开关器件S1的通断控制要求。

本实施例以NPN型三极管作为所述的开关元件Q1为例进行说明。将所述NPN型三极管Q1的基极连接控制器的GPIO口，接收控制器输出的开关控制信号；将NPN型三极管Q1的集电极连接直流电源VCC1，发射极连接组合开关U1的控制端子3。为了实现遥控切断交流供电或者通过操作家电产品上的按键板切断交流供电的功能，本实施例将所述控制器分别与家电产品中的遥控接收电路和按键板电路对应连接，以接收通过遥控器或者按键板发出的操作指令。

具体工作原理是：当需要家电产品开机运行时，手动按下组合开关U1上的按压式开关S1，使触片a、b接通，连通家电产品的电源主回路，利用外部的交流市电为家电产品供电。电源主回路接通后，产生家电产品中各用电负载所需的工作电源，为控制电路、遥控接收电路、按键板电路等负载供电。控制电路中的控制器在上电运行后，输出高电平的开关控制信号发送至NPN型三极管Q1的基极，控制NPN型三极管Q1饱和导通，进而使直流电源VCC1与组合开关U1的控制端子3连通，为组合开关U1中的可控开关器件S2提供高电平控制信号，控制可控开关器件S2的开关通路闭合，即端子c、d连通。同时，指示灯D1点亮，指示可控开关器件S2已接通。

当用户松手后，由于按压式开关S1无锁止功能，因此自动弹起，触片a、b自动断开。此时，由于端子c、d已连通，因此交流供电保持接通状态，家电产品正常运行。

当用户关机时，可以通过遥控器或者操作家电产品上的按键板控制整机交流断电。具体说明如下：

当用户使用遥控器控制整机关机时，按压遥控器上的关机/待机按键，通过遥控器发出关机/待机遥控指令，无线发送至家电产品中的遥控接收电路。在所述遥控接收电路中设置有遥控接收头，接收遥控器发出的遥控指令，并转换成与之对应的电信号，输出至所述的控制器进行指令解析。当控制器解析出该指令为关机/待机指令信号时，向NPN型三极管Q1输出低电平的开关控制信号，控制三极管Q1转为截止状态，切断直流电源VCC1向组合开关U1的控制端子3的供电，控制组合开关U1中的可控开关器件S2断开其开关通路，即将端子c、d断开，进而切断家电产品的交流电源传输线路，实现遥控交流关机的功能。

当用户通过家电产品上的按键板控制整机关机时，按压按键板上的关机/待机按键，通过按键板电路中的按键扫描电路采集所述待机/关机按键的按压状态，进而转换成与之对应的电信号发送至所述的控制器。当控制器解析出该指令为关机/待机指令信号时，向NPN型三极管Q1输出低电平的开关控制信号，控制三极管Q1转为截止状态，使控制端子3转为低电平状态，进而控制组合开关U1中的可控开关器件S2断开其开关通路，即将端子c、d断开，进而切断家电产品的交流电源传输线路，实现通过家电产品上的按键板控制整机交流关机的功能。

当控制端子3上的电压转为低电平时，组合开关U1中的指示灯D1断电熄灭，指示可控开关器件S2已断开。

采用本实施例的组合开关可以实现遥控或者电控切断家电产品交流供电的功能，尤其适合应用在电视机、机顶盒等数字家电产品中，实现数字家电产品的待机零功耗功能。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出的是，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)

1.一种组合开关，其特征在于：在所述组合开关上设置有两个用于连接电源线的电源接线端子和至少一个用于接收控制信号的控制端子；在两个电源接线端子之间串联有一个无锁止功能的手动开关，所述手动开关与一可控开关器件的开关通路相并联，所述可控开关器件的控制端连接所述的控制端子。

2.根据权利要求1所述的组合开关，其特征在于：所述可控开关器件为电磁继电器，所述电磁继电器的活动触点与所述的手动开关相并联；所述控制端子设置有两个，所述电磁继电器的电磁线圈串联在两个控制端子之间。

3. 根据权利要求1所述的组合开关，其特征在于：所述可控开关器件为固态继电器，所述固态继电器的输出受控端与所述的手动开关相并联；所述控制端子设置有两个，分别与固态继电器的两个输入控制端对应连接。

4. 根据权利要求1所述的组合开关，其特征在于：所述无锁止功能的手动开关为无锁止功能的按压式开关。

5. 根据权利要求1至4中任一项所述的组合开关，其特征在于：在所述可控开关器件的控制端连接控制端子的线路中连接有指示灯。

6. 一种家电产品，包括电源主回路和接收电源主回路供电的控制电路，其特征在于：在所述电源主回路的交流电源传输线路中连接有如权利要求1至5中任一项权利要求所述的组合开关；所述组合开关的两个电源接线端子串联在交流电源的传输线路中，组合开关的控制端子连接所述的控制电路。

7. 根据权利要求6所述的家电产品，其特征在于：所述控制电路输出用于控制组合开关中可控开关器件通断的控制信号传输至组合开关的其中一个控制端子，所述组合开关的另外一个控制端子接地。

8. 根据权利要求7所述的家电产品，其特征在于：在所述控制电路中设置有一控制器和一开关元件，所述开关元件的开关通路连接在一电源与所述组合开关的其中一个控制端子之间，所述开关元件的控制端接收控制器输出的开关控制信号。

9. 根据权利要求6至8中任一项所述的家电产品，其特征在于：在所述家电产品中还设置有遥控接收头，接收遥控器发出的待机或者关机指令信号，并生成相应的电信号发送至所述的控制电路，通过控制电路生成用于控制组合开关中可控开关器件的开关通路断开的控制信号，输出至组合开关的控制端子。

10. 根据权利要求6至8中任一项所述的家电产品，其特征在于：在所述家电产品中还设置有按键板，在所述按键板上设置有待机或者关机按键以及按键扫描电路，所述按键扫描电路将待机或者关机按键的按压操作转换成相应的电信号发送至所述的控制电路，通过控制电路生成用于控制组合开关中可控开关器件的开关通路断开的控制信号，输出至组合开关的控制端子。

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