CN205160847U - 一种开关控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关控制电路，包括微波传感模块，用于发射微波信号并接收被反射的微波信号获得多普勒信号，将多谱勒信号驱动放大后输出一个与人体移动相对应的电平信号到信号比较模块；信号比较模块，用于判断微波传感模块输出信号的电压值是否在预设范围内，并且根据比较结果输出不同的控制信号至光照控制模块；光照控制模块，用于根据信号比较模块输出的控制信号和光照条件控制用电器电路的开关。本实用新型提供的开关控制电路工作原理简单，便于实现及相关的调试工作，控制范围更大，其控制的用电器可以安装在面积较大的场所，并且有较强的抗电磁干扰能力。

Description

一种开关控制电路

技术领域

本实用新型涉及电路设计领域，特别涉及一种开关控制电路。

背景技术

随着社会的不断发展，人们的平时活动越来越丰富，活动范围及活动时间越来越广，已经不局限于白天活动，夜晚活动也越来越多。然而，夜晚活动则需要照明，传统的控制照明的开放方式多是通过机械开关来控制，而不同的场所则需要不同的机械开关类型，如走廊、公共厕所、广场或楼道等。机械开关的选用不但安装繁琐，且需人为的去操作控制，往往由于忘记关闭、控制方式不当等造成用电浪费，无法达到自动智能地控制电灯等用电器的开启或者关闭。

当前也有一些具备自动控制功能的开关控制电路，但是这些开关控制电路大都通过如555定时器这类的时基电路芯片实现开关控制。这类芯片存在的问题是：反应灵敏，易受外界强电磁干扰，比如在开关控制电路附近有电机工作时，会干扰开关控制电路的正常工作，并且其整体电路工作原理复杂，不易调试。

实用新型内容

本实用新型提供了一种开关控制电路，能够智能地控制用电器且不易受外界电磁干扰。

本实用新型提供的一种开关控制电路，包括：微波传感模块、信号比较模块、光照控制模块；

所述微波传感模块，用于发射微波信号并接收被反射的微波信号获得多普勒信号，将所述多谱勒信号驱动放大后输出一个与人体移动相对应的电平信号到所述信号比较模块；

所述信号比较模块包括第一比较器及第二比较器，所述第一比较器及所述第二比较器并联设置，并分别与所述微波传感模块的输出端相连接，用于判断所述微波传感模块输出信号的电压值是否在预设范围内，并且根据比较结果输出不同的控制信号至所述光照控制模块；

所述光照控制模块，用于根据所述信号比较模块输出的控制信号和光照条件控制用电器电路的开关。

其中，所述微波传感模块包括：多普勒传感器、振荡电容、天线、放大器、第一电阻、第二电阻；

所述多普勒传感器的第一管脚和第二管脚接所述天线，第三管脚和第五管脚分别接所述振荡电容的两端，第四管脚接电源VCC，第七管脚接地，第六管脚接所述第一电阻一端；

所述放大器的正输入端接所述第一电阻未与所述多普勒传感器的第六管脚连接的一端，负输入端接所述第二电阻一端，输出端接所述第二电阻另一端后作为所述微波传感模块的输出端。

其中，所述信号比较模块还包括：第三电阻、第四电阻、校准滑动电阻；

所述第三电阻、校准滑动电阻及第四电阻依次串联，所述第三电阻未与其他元件相连的一端接电源VCC；所述第四电阻未与其他元件相连的一端接地；

所述第一比较器的正输入端连接在所述第四电阻及所述校准滑动电阻之间，所述第二比较器的负输入端连接在所述校准滑动电阻及所述第三电阻之间；

所述第一比较器的负输入端与所述第二比较器的正输入端分别与所述微波传感模块的输出端相连接，所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端为所述信号比较模块的两路输出端。

其中，所述光照控制模块包括：开关管、第一场效应管、第二场效应管、二极管、双向晶闸管、第五电阻、光敏电阻；

所述第一场效应管的栅极与信号比较模块的输出端连接，源极接所述二极管正极，漏极分别接电源VCC与所述第五电阻一端；

所述第二场效应管的栅极与信号比较模块的输出端连接，源极与所述开关管的漏极相连接，漏极接电源VCC；

所述二极管的负极连接在所述第二场效应管的栅极与开关管的漏极之间；所述开关管的栅极通过所述第五电阻连接在所述第一场效应管的漏极与电源VCC之间，所述开关管的源极与所述双向晶闸管的门级相连接；

所述光敏电阻的一端连接在所述开关管的栅极与所述第五电阻之间，另一端接地；

所述双向晶闸管的两个主电极串联在用电器电路中，用于控制用电器电路的开关。

其中，所述用电器为电灯。白天时，所述光敏电阻的阻值小，所述开关管截止，所述双向晶闸管截止，所述电灯始终不亮。夜晚时，所述光敏电阻的阻值大，所述开关管导通，在所述第一场效应管或者所述第二场效应管导通时，所述双向晶闸管导通，所述电灯点亮；在所述第一场效应管和所述第二场效应管都截止时，所述双向晶闸管截止，所述电灯不亮。

其中，所述第一场效应管和所述第二场效应管的导通或者截止，由所述微波传感模块输出信号的电压值与预设范围的比较结果控制，所述预设范围通过所述校准滑动电阻的电阻分压得到。

其中，所述多普勒传感器内部集成有振荡模块、发射模块、放大模块和检波模块。

其中，所述多普勒传感器通过所述天线产生一个立体空间的微波探测区，用于感知人体的进入、移动和离开。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的开关控制电路，通过微波传感模块发射微波信号并接收被反射的微波信号获得多普勒信号，将所述多谱勒信号驱动放大后输出一个与人体移动相对应的电平信号到信号比较模块，能够基于微波感应人体移动，且由于微波传感模块具有较大的微波辐射面积，因此感应范围也较大；通过信号比较模块判断微波传感模块输出信号的电压值是否在预设范围内，具有较强的抗电磁干扰能力，并且根据比较结果输出不同的控制信号至光照控制模块，进而通过光照控制模块根据信号比较模块输出的控制信号和光照条件控制用电器电路的开关，实现人体运动和光照条件的双重智能控制。因此本实用新型的开关控制电路能够智能地控制用电器且解决了易受外界电磁干扰的问题，具有电路工作原理简单，便于实现及相关的调试工作的优点。若所控制的用电器为电灯，能够实现“天亮灯灭，人来灯亮，人走灯灭”的智能控制，微波控制范围可达100㎡，其控制的用电器可以安装在卫生间、仓库等面积较大的公共场所。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的系统结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的电路图。如图1和图2所示，本实用新型提供了的开关控制电路，包括：微波传感模块100、信号比较模块110、光照控制模块120；

所述微波传感模块100，用于发射微波信号并接收被反射的微波信号获得多普勒信号，将所述多谱勒信号驱动放大后输出一个与人体移动相对应的电平信号到所述信号比较模块110；

所述信号比较模块110包括第一比较器U2(图2示)及第二比较器U3(图2示)，所述第一比较器U2及所述第一比较器U3并联设置，并分别与所述微波传感模块100的输出端相连接，用于判断所述微波传感模块100输出信号的电压值是否在预设范围内，并且根据比较结果输出不同的控制信号至所述光照控制模块120；

所述光照控制模块120，用于根据所述信号比较模块110输出的控制信号和光照条件控制用电器电路的开关。

下面对本实用新型实施例提供的电路做具体说明。如图2所示，所述微波传感模块100包括：多普勒传感器U4、振荡电容C1、天线W、第一电阻R1、放大器U1、第二电阻R2。所述多普勒传感器U4的管脚1、2接所述天线W，管脚3、5分别接所述振荡电容C1的两端，管脚4接电源VCC，管脚7接地，管脚6接所述第一电阻R1一端，该第一电阻R1用于限流。所述放大器U1的正输入端接所述第一电阻R1未与所述多普勒传感器U4的管脚6连接的一端，负输入端接所述第二电阻R2一端，输出端接所述第二电阻R2另一端后作为所述微波传感模块100的输出端。

所述信号比较模块110还包括：第三电阻R3、第四电阻R5、校准滑动电阻R4；其中第三电阻R3和第四电阻R5用于分压。

所述第三电阻R3、校准滑动电阻R4及第四电阻R5依次串联，所述第三电阻R3未与其他元件相连的一端接电源VCC；所述第四电阻R5未与其他元件相连的一端接地；

所述第一比较器U2的正输入端连接在所述第四电阻R5及所述校准滑动电阻R4之间，所述第二比较器U3的负输入端连接在所述校准滑动电阻R4及所述第三电阻R3之间；

所述第一比较器U2的负输入端与所述第二比较器U3的正输入端分别与所述微波传感模块的输出端相连接，所述第一比较器U2的输出端和所述第二比较器U3的输出端为所述信号比较模块的两路输出端。

所述光照控制模块120包括：开关管Q1、第一场效应管Q2、第二场效应管Q3、二极管D1、双向晶闸管D2、第五电阻R9、光敏电阻RG；其中第五电阻R9用于分压。

所述第一场效应管Q2的栅极与信号比较模块的输出端连接，源极接所述二极管D1正极，漏极分别接电源VCC与所述第五电阻R9一端；

所述第二场效应管Q3的栅极与信号比较模块的输出端连接，源极与所述开关管Q1的漏极相连接，漏极接电源VCC；

所述二极管D1的负极连接在所述第二场效应管Q3的栅极与开关管Q1的漏极之间；所述开关管Q1的栅极通过所述第五电阻R9连接在所述第一场效应管Q2的漏极与电源VCC之间，所述开关管Q1的源极与所述双向晶闸管D2的门级相连接；

所述光敏电阻RG的一端连接在所述开关管Q1的栅极与所述第五电阻R9之间，另一端接地；

所述双向晶闸管D2的两个主电极串联在用电器电路中，用于控制用电器电路的开关。

优选电路中，所述光照控制模块120还包括：限流电阻R6、R7，下拉电阻R8、R10；所述限流电阻R6接所述第一放大器U2的输出端与所述第二场效应管Q3的栅极之间；所述限流电阻R7接所述第二放大器U3的输出端与所述第一场效应管Q2的栅极之间；所述下拉电阻R8一端接所述第二场效应管Q3源极，另一端接地；所述下拉电阻R10一端接所述开关管Q1与双向晶闸管D2之间，另一端接地。

其中，所述用电器为电灯EL。

白天有光照时，光敏电阻RG阻值将变的很小，其两端的压降也很小，即开关管Q1的栅极G端电压很小，开关管Q1截止，晶闸管D2的门极被拉为低电平，晶闸管D2截止，无论是否有人进入微波探测区，电灯EL都不会点亮。

夜晚时光敏电阻RG阻值较大，其分压使开关管Q1的栅极G端为高电平，VGS大于其导通电压，开关管Q1导通；上电正常工作时，多普勒传感器U4中的振荡器产生的微波信号经内部发射器由管脚1、2通过天线W发射到空间，产生一个立体空间微波探测区。

当无人进入有效探测区时，多普勒传感器U4的六管脚的输出电压为6V，通过电阻分压得到特定的V1和V2值，使得此时该电压大小位于V1与V2电压值大小中间，比较器U3、U2均输出低电平，场效应管Q2、Q3截止，晶闸管D2也会因门极无触发电压而截至，照明灯EL不亮。

当有人进入探测区并移动时，天线W的发射信号与反射回来的信号之间会产生频率偏移，微弱的频移信号经多普勒传感器U4中的检测器处理后，获得的多普勒信号再经多普勒传感器U4中放大电路的放大，在多普勒传感器U4的6管脚会输出一个与人体移动相对应的直流电平信号，即6管脚电压将偏高或偏低于6V。此电压V0当高于V1或低于V2时，第一比较器U2或者第二比较器U3输出高电平，从而使第一场效应管Q2或第二场效应管Q3导通，则晶闸管D2门极被高电平触发导通，照明灯EL点亮。

当人离开探测区后，多普勒传感器U4的6管脚的输出电压再次变为6V，此时该电压大小位于V1与V2电压值大小中间，比较器U3、U2均输出低电平，则场效应管Q2、Q3截止，晶闸管D2也会因门极无触发电压而截至，照明灯EL不亮。从而实现了“天亮灯灭，人来灯亮，人走灯灭”的智能灯开关控制电路。所述信号比较模块使用电压比较器，具有较强的抗电磁干扰能力，不易受外界环境干扰。

综上所述，本实用新型提供的一种开关控制电路，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型利用多普勒传感器、放大器、光敏电阻及场效应管等组合实现开关控制电路，其工作原理简单，成本低廉，克服了现有技术中电路工作原理复杂不易调试的缺点。

2、与现有技术使用的时基电路芯片相比，本实用新型利用微波辐射面积更大的多普勒传感模块，具有更大的微波辐射面积，控制范围更大，可达100m²，其控制的用电器可以安装在面积较大的公共场所，如卫生间、仓库等。

3、微波控制部分采用电压比较器，具有较强的抗电磁干扰能力，不易受外界环境强电磁干扰。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种开关控制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括：微波传感模块、信号比较模块、光照控制模块；

所述微波传感模块，用于发射微波信号并接收被反射的微波信号获得多普勒信号，将所述多普勒信号驱动放大后输出一个与人体移动相对应的电平信号到所述信号比较模块；

所述信号比较模块包括第一比较器及第二比较器，所述第一比较器及所述第二比较器并联设置，并分别与所述微波传感模块的输出端相连接，用于判断所述微波传感模块输出信号的电压值是否在预设范围内，并且根据比较结果输出不同的控制信号至所述光照控制模块；

所述光照控制模块，用于根据所述信号比较模块输出的控制信号和光照条件控制用电器电路的开关。

2.如权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，所述微波传感模块包括：多普勒传感器、振荡电容、天线、放大器、第一电阻、第二电阻；

所述多普勒传感器的第一管脚和第二管脚接所述天线，第三管脚和第五管脚分别接所述振荡电容的两端，第四管脚接电源VCC，第七管脚接地，第六管脚接所述第一电阻一端；

所述放大器的正输入端接所述第一电阻未与所述多普勒传感器的第六管脚连接的一端，负输入端接所述第二电阻一端，输出端接所述第二电阻另一端后作为所述微波传感模块的输出端。

3.如权利要求2所述的开关控制电路，其特征在于，所述信号比较模块还包括：第三电阻、第四电阻、校准滑动电阻；

所述第三电阻、校准滑动电阻及第四电阻依次串联，所述第三电阻未与其他元件相连的一端接电源VCC；所述第四电阻未与其他元件相连的一端接地；

所述第一比较器的正输入端连接在所述第四电阻及所述校准滑动电阻之间，所述第二比较器的负输入端连接在所述校准滑动电阻及所述第三电阻之间；

所述第一比较器的负输入端与所述第二比较器的正输入端分别与所述微波传感模块的输出端相连接，所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端为所述信号比较模块的两路输出端。

4.如权利要求3任一项所述的开关控制电路，其特征在于，所述光照控制模块包括：开关管、第一场效应管、第二场效应管、二极管、双向晶闸管、第五电阻、光敏电阻；

所述第一场效应管的栅极与信号比较模块的输出端连接，源极接所述二极管正极，漏极分别接电源VCC与所述第五电阻一端；

所述第二场效应管的栅极与信号比较模块的输出端连接，源极与所述开关管的漏极相连接，漏极接电源VCC；

所述二极管的负极连接在所述第二场效应管的栅极与开关管的漏极之间；所述开关管的栅极通过所述第五电阻连接在所述第一场效应管的漏极与电源VCC之间，所述开关管的源极与所述双向晶闸管的门级相连接；

所述光敏电阻的一端连接在所述开关管的栅极与所述第五电阻之间，另一端接地；

所述双向晶闸管的两个主电极串联在用电器电路中，用于控制用电器电路的开关。

5.如权利要求4所述的开关控制电路，其特征在于，所述用电器为电灯。

6.如权利要求5所述的开关控制电路，其特征在于，白天时，所述光敏电阻的阻值小，所述开关管截止，所述双向晶闸管截止，所述电灯始终不亮。

7.如权利要求6所述的开关控制电路，其特征在于，夜晚时，所述光敏电阻的阻值大，所述开关管导通，在所述第一场效应管或者所述第二场效应管导通时，所述双向晶闸管导通，所述电灯点亮；在所述第一场效应管和所述第二场效应管都截止时，所述双向晶闸管截止，所述电灯不亮。

8.如权利要求7所述的开关控制电路，其特征在于，所述第一场效应管和所述第二场效应管的导通或者截止，由所述微波传感模块输出信号的电压值与预设范围的比较结果控制，所述预设范围通过所述校准滑动电阻的电阻分压得到。

9.如权利要求8所述的开关控制电路，其特征在于，所述多普勒传感器内部集成有振荡模块、发射模块、放大模块和检波模块。

10.如权利要求9所述的开关控制电路，其特征在于，所述多普勒传感器通过所述天线产生一个立体空间的微波探测区，用于感知人体的进入、移动和离开。