CN2261689Y - 多功能开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用光敏元件转换光脉冲为电脉冲，用拾音器转换声音为电信号，经隔直处理后触发单稳态和双稳态电路，然后驱动可控硅而打开或关闭市电的遥控开关，还具有简单而有效的电源电路。本开关元件少，结构简单，成本低廉，工作安全可靠，抗干扰能力强，停电后来电无常明灯现象，是兼有光控、声控和手动开关功能，使用方便，适合多种场合的单线出入式多功能开关，因而具有很强的实用性，完全可以替代现有家用电灯、风扇等电器的开关。

Description

多功能开关

本实用新型属电器开关装置，特别是光控、声控开关。

目前市场上有很多种光锁声控之类的延时开关，基本上是用作路灯开关，但很难见到实用性强的家用遥控灯具开关。专利权人张光阳设计的专利ZL94236733.2已属实用性较强的家用遥控开关，现对其作进一步改进，以实现多功能开关，且性能更好。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，使用方便，兼有光控或声控和手控功能，且抗干扰力强的开关，可用于各种灯具和风煽等电器。

本实用新型的目的是这样实现的：将光敏元件或拾音器经隔直元件后与单稳态电路相连，再与双德态电路相连，然后与可控硅元件相接，并控制可控硅元件的导通与截止，可控硅控制极与双稳态电路相连，阴极分别与电源地和正电源相连，整流电路一输入端与负载电器相连，另一端与市电火线相连，整流电路的输出端一端与可控硅阳极相连，另一端经电阻与正电源相连，正电源用稳压二极管稳压，用电容滤波，向光敏元件、单稳态电路、双稳态电路和可控硅元件提供低压直流供电。

在上述基础上还可增加钳位电路或/和放大级，其中钳位电路可与双稳态电路相连，放大级则可在隔直元件和单稳态电路之间。

在前述基础上还可加手动脉冲开关，手动脉冲开关与单稳态电路相连。

手动脉冲开关可以是触摸式、拉线式和按钮式中的一种或多种。

光敏元件可以是光敏三极管、光敏二极管或红外接收管，如2CU79，2CU80、3DU11、21或2BU82等型号中的一种。拾音器可以是驻极体话筒或压电陶瓷片。隔直元件采用电容。单稳态和双稳态电路可用双D触发器为主元件，如CD4013或74HC74型。可控硅元件可选用小功率单向或双向可控硅，如MCR100-6、MCR100-8、2N6665、CR3AM或3CTS1等型号中的一种。钳位元件可用电容及电阻。放大级可用晶体三极管为主元件。

附图1是本实用新型光控开关原理图。

附图2至附图13是本实用新型的各种实施例。

附图14是本实用新型的声控实施例之一。

本实用新型不限于附图所举的实施例。

下面结合附图详述本实用新型的结构与工作原理。

附图1为本实用新型最基本的电子线路原理图，即光控开关原理图。图中光敏元件G1把光信号转换为电流并在电阻R1上建立起电压信号，经隔直元件电容C1耦和到触发器I1：A的CLK端，而由电阻R2、R3、R4、电容C2和I1：A组成单稳态电路，此时它产生一正脉冲输入到用作双稳态电路的触发器I1：B的CLK端使之从一个稳态变到另一稳态；I1：B的Q端在此双稳态为置一态时输出高电平，在清零态时输出低电平经电阻R5至可控硅SCR的控制极以控制其导通与截止。可控硅SCR的阴极经电阻R6与电源地GND相连，还经二极管D2和电阻R7与正电源相连。二极管D3、D4、D5和D6组成桥式整流电路，它的一个输入端接负载电器RL如电灯，继而接交流220V市电地线，另一个输入端接市电火线。整流电路的输出一路经电阻R8降压到低压正电源V+以作为本开关关闭时的电流来源，另一路接可控硅SCR阳极；可控硅SCR导通时，整流电路输出的电流经SCR后主要流经电阻R6到电源地，只有几毫安电流经二极管D2及电阻R7流到正电源V+，以作为本开关开启时的电流来源。由于本开关无论处于关闭态或者开启态时正电源V+都有足够的电流来源，因而在正电源V+和电源地GND之间的稳压二极管D1稳压、电容C3滤波作用下，保证了正电源V+总是稳定的，因而保证了本开关的正常稳定工作，抗干扰能力很强。

本开关采用单线出入方式与220V市电火线相连接，当需要接通电器RL时，可用手电筒或电视遥控器晃动照射本开关，光敏元件G1接收光脉冲后产生电流并在电阻R1上建立起电压脉冲，完成上一段中所说的使双稳态电路置一，从而使可控硅触发导通，实现本开关的开启功能；当需要断开电器RL时，再用手电筒或电视遥控器晃动照射本开关，产生的光脉冲经上述转换后，使双稳态电路改变状态为清零态，输出低电平使可控硅SCR处于关断状态，实现本开关的关闭功能。

附图2是在附图1基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1：A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型。当用手触摸触模片CM时在其上所感应的电信号使I1：A的置位端S变为高电平一下，从而使单稳态电路输出一正脉冲，这和光脉冲引起单稳态电路输出正脉冲的效果是一样的，因而同样可以控制本开关的开启与关闭动作。

附图3是在附图1基础上在正电源V+和触发器I1：A的S端之间增加拉线或按钮开关K并经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，它既有光控开关，也有拉线或按钮开关。该附图中的开关K与附图2中的触摸片CM作用很类似，因而工作原理相同。

附图4是在附图1基础上在正电源和触发器I1：B的R端之间和增加电容CB并经电阻RE与电源地GND相连组成钳位电路而构成的一种实用新型，它是一种光控开关，但由于增加这两个元件，在停电后再来电时，在I1：B的R端将短暂地钳位于高电平而使双稳态电路处于清零态，从而使本开关处于关闭状态，避免了停电后再来电时往往容易发生的常明灯现象。

附图5是在附图4基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1：A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，其中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，也有触摸开关，且无常明灯现象。

附图6是在附图4基础上在正电源和触发器I1：A的S端之间增加拉线或按钮开关K并经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，其中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，也有拉线或按钮开关，且无常明灯现象。

附图7是在附图1基础上在光敏元件后的隔直电容与单稳态电路之间增加电阻RA、RB、电容CA及三极管TR而构成的一种实用新型，所增加的四个元件组成一放大级，其余工作原理已在前面叙述过了。它是光控开关，但光控灵敏度要高得多。

附图8是在附图7基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1：A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，也有触摸开关，且光控灵敏度很高。

附图9是在附图7基础上在正电源和触发器I1：A的S端之间增加拉线或按钮开关K并经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，也有拉线或按钮开关，且光控灵敏度大提高。

附图10是在附图7基础上在正电源和触发器I1：B的R端之间增加电容CB并经电阻RE与电源地GND相连组成钳位电路而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它是光控开关，有很高的灵敏度，且无常明灯现象。

附图11是在附图10基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1：A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，又有触摸开关，有很高的灵敏度，且无常明灯现象。

附图12是在附图10基础上在正电源和触发器I1：A的S端之间增加拉线或按钮开关K并经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，又有拉线或按钮开关，有很高的灵敏度，且无常明灯现象。

附图13是在附图12基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1：A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，又有触摸开关和拉线或按钮开关，有很高的灵敏度，且无常明灯现象。

附图14是在附图7基础上把G1换成驻极体话筒而构成的一种声控开关。也可将附图7中的G1、R1及C1都去掉，而在TR的基极和正电源V+之间接上一压电陶瓷片而构成一种声控开关。话筒或压电陶瓷片的作用是把声信号转换为电信号，而其余各元件的作用已在前面叙述过了。

在附图7至13各图中，适当加大光控灵敏度，或采用红外接收管为光敏元件，则这七种实施例开关便成为红外遥控开关，可用电视遥控器或配套红外发射器来控制这些开关的开启与关闭。增大光控灵敏度有两个方法：一是加大电阻R1的阻值，二是加大放大级的放大倍数。当背景红外光很少时，则可省掉元件R1及C1，红外接收管N端直接接在三极管TR基极上，P端接电源地。

以上图中光敏元件G1通常选用φ3光敏二极管。光敏元件G1的光敏性越灵敏，电阻R1的取值应越小，反之亦然。负载RL(如电灯、风扇等)功率越大时，电阻R6阻值应越小，反之亦然，以保证正电源电压在本开关打开或关闭状态均保持一样。双D触发器与电阻R2，R3，R4和电容C2所组成的单稳态及双稳态电路为极常规电路。

本开关为单线出入式，很适合作室内壁式开关。本开关不会因外来干扰而自动打开或关闭，工作极为可靠，即使用作有强大干扰的日光灯开关，也能可靠地工作。本开关的工作电压即正电源电压很低，各种开关动作时产生的脉冲电压也很小，因而本开关既安全，且寿命长。

当使用者就寝上床后，或起床前可用手电筒或电视遥控器关闭或打开电灯、风扇，而当使用者出入房间时却可用手动开关打开或关闭这些电器。

本开关元件少，结构筒单，成本低廉，工作安全可靠，兼有光控、声控和手动功能，使用方便，抗干扰能力强，停电后来电时无常明灯现象，因而具有很强的实用性，完全可以替代现有白炽灯、日光灯及风扇等电器的开关。

综上所述，本实用新型提供了一种功能很多的多功能开关。

Claims (6)

1、一种多功能开关，其特征在于光敏元件或拾音器经隔直元件后与单稳态电路相连，再与双稳态电路相连，然后与可控硅元件相接，并控制可控硅元件的开闭，可控硅控制极与双稳态电路相连，阴极分别与电源地和正电源相连，整流电路一输入端与负载电器相连，另一端与市电火线相连，整流电路的输出端一端与可控硅阳极相连，另一端经电阻与正电源相连，正电源用稳压二极管稳压，用电容滤波，向光敏元件、单稳态电路、双稳态电路和可控硅元件提供低压直流供电。

2、根据权利要求1所述的多功能开关，其特征在于还可增加钳位电路或/和放大级，其中钳位电路可与双稳态电路相连，放大级则可在隔直元件和单稳态电路之间。

3、根据权利要求1或2所述的多功能开关，其特征在于还可加上手动脉冲开关，手动脉冲开关与单稳态电路相连。

4、根据权利要求3所述的多功能开关，其特征在于手动脉开关可以是触摸式、拉线式和按钮式中的一种或多种。

5、根据权利要求1或2所述的多功能开关，其特征在于光敏元件可以是光敏三极管、光敏二极管或红外接收管，拾音器可以是驻极体话筒、压电陶瓷片，隔直元件采用电容，单稳态和双稳态电路可用双D触发器为主元件，可控硅元件可选用小功率单向或双向可控硅，钳位元件可用电容及电阻，放大级可用晶体三极管为主元件。

6、根据权利要求5所述的多功能开关，其特征在于光敏元件可选用2CU79，2CU80、3DU11、3DU21或2BU82等型号中的一种，双D触发器可选用CD4013或74HC74型，小功率单向或双向可控硅可选用MCR100-6、MCR100-8、2N6565、CR3AM或3CTS1型号中的一种。

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