CN2267525Y - 触摸延时开关 - Google Patents

Abstract

一种在延时过程中能中断延时，对已被点亮的照明灯可随意关闭的触摸延时开关，其信号放大与变换电路由CMOS型双D触发器及阻容元件、二极管组成。一个D触发器连接成脉冲展宽单稳电路，另一个D触发器既连接成单稳电路又连接成翻转触发器，以驱动可控硅的导通与截止，从而同时实现了延时和在延时期间可随意关闭这两种功能。该开关设计严密，电路紧凑，是一种安全、可靠、节电、实用的电子开关。

Description

触摸延时开关

本实用新型涉及一种触摸延时开关，尤其是一种在延时过程中可中断延时，对正处于延时点亮状态的照明灯可随意关闭的触摸延时开关。

目前公知的触摸延时开关由手触电极、三极管、储能电容、电阻、固态继电器等元件组成。人手触摸手触电极，给储能电容器充电，延时开关被打开，灯泡点亮；延时3～5分钟后，储能电容上储存的电荷释放完毕，延时开关自动关闭，灯泡熄灭。这种开关被广泛运用在楼梯口、衣帽间、厕所、库房、走廊等场合，节能效果好。但是，实际使用中，很多入在许多场合还希望在灯泡点燃的延时期间，对点燃的灯泡可随意关闭。他们常常不希望点燃的照明灯延迟3～5分钟才熄灭，而要求灯泡在被点亮后，随时可以关掉，即用户可以随意中断延时，让灯泡熄灭。

本实用新型的目的是提供一种触摸延时开关，它不仅能达到触摸一次，点亮照明灯，延迟3～5分钟熄灭，而且能达到在第一次触摸手触电极照明灯被点亮后，若再触摸一次手触电极，正在点亮的灯泡会立即熄灭。这是一种能随时中断延时的触摸延时开关。

本实用新型的目的还在于：

(1)照亮手触电极的指示灯应达到：白天不亮、天黑后自动点亮，以降低电耗。

(2)现有的触摸延时开关，在刚被触摸的一小段时间内，在储能电容未完金充满电期间，延迟时间会随着手摸时间的长短而变化：手摸时间长，延时时间长；反之则短。这种弱点必须克服。

(3)必须提高触摸灵敏度、抗干扰能力和使用的安全性。

本实用新型的目的是这样实现的。在绝缘开关面板后面的小盒内，装有一块印制电路板。电路包括开关主电路和控制电路两部分：开关主电路由桥式整流电路、单向可控硅无触点开关组成；控制电路以一块CMOS集成电路为核心，包括降压限流电路，滤波稳压电路、指示控制及驱动电路、信号输入及干扰波吸收电路、单稳抗干扰电路以及单稳与双稳组合电路。

核心元件CMOS集成电路是双D触发器。第一个D触发器连接成单稳态电路，该单稳电路的作用是对触摸信号进行放大和脉冲展宽、整形，以消除触摸抖动，使电路工作可靠，增强抗干扰能力。第二个D触发器创造性地组成了单稳和双稳组合电路，既连接成单稳电路又连接成了T型翻转触发器。单稳的暂稳态时间决定延时时间，宽度为3～5分钟，暂态结束后，触发器回到初始状态。而在暂稳态期间，D触发器只要再被触发一次，它就会中断暂稳态，立即翻转，回到初始态。控制电路以此信号去驱动微触发单向可控硅，控制它的导通与截止，也就控制了照明灯的点亮与熄灭，从而同时实现了延迟和可随意中断延时这两种功能。

本实用新型其它目的的实现：

(1)指示灯亮灭控制。电路由光敏电阻、三极管、发光二极管、限流电阻组成。白天，光敏电阻受光照，阻值很小，三极管基极电位很低，处于截止状态，发光二极管熄灭。夜晚，光敏电阻值很大，分压提高，三极管饱和，发光二极管被点亮。

(2)安全措施。①手触电极信号输入端，串接了两个阻值很大的电阻，均在1MΩ以上，万一坏了一个还有另一个。②控制回路低电压电源，取自可控硅两端的高压。高压与低压之间也串接了两个数十KΩ的电阻。③晚上照亮手触电极的发光二极管安装在低压电路里，即使破损也无妨。

(3)抗干扰能力。①信号输入端对地连接了一个数百PF的瓷片电容和一个电阻，组成干扰波吸收电路。实验证明，该电路对于日光灯的射频干扰、环境噪声杂波干扰等起到了十分有效的吸收作用。②第一个单稳电路有效地抑制了手摸抖动信号的输入。

(4)灵敏度。CMOS集成电路的输入阻抗很高，使得本开关十分灵敏，输入端即使串接20MΩ的电阻，触摸信号同样可以输入将开关启动。

(5)延时时间的固定。延时时间由第二个单稳决定。D触发器被触发后，Q端输出高电平，此高电平经R限流给C充电，待C上充电电压达到触发器置“0”端转换电压时，Q端输出便由高变低。同时C通过二极管迅速放电，为下一次触发作好准备。这样，每次充放电的时间误差很小，延时时间相对固定。

该开关与普通墙壁开关一样，串联在照明灯供电回路里。它有两个接线端子：一端与220V交流电的相线连接，另一端与照明灯连接(照明灯另一端再与交流电的零线连接)。所以，它在民用住宅可直接与一般墙壁开关互换。

本实用新型与一般触摸延时开关的性能比较表见表1。

以上方案的采用，使本实用新型具有十分鲜明的特点：它定时准确，可随意关断，安全、可靠、节电；它电路紧凑、设计严密。这是一种良好的灯具开关控制新方案。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电原理方框图。

图2是触摸延时开关的电路图。

图1中，1.整流电路  2.无触点开关  3.降压限流电路  4.滤波稳压电路  5.信号输入及干扰波吸收电路  6.单稳抗干扰电路  7.单稳与双稳组合电路  8.指示控制及驱动电路  H₁.照明灯  G.手触电极

图2中，H₁.照明灯  G.手触电极  C_1-6.电容  R_1-6，R_8-11.电阻R₇.光敏电阻  V₁.三极管  DW₁.稳压管  IC₁.CMOS集成电路双D触发器  LED₁.指示灯  D_1-6.二极管  SCR₁.微触发单向可控硅

图2所示实施例的连接关系如下：

(1)整流电路及无触点开关

D_1-4连接成桥式整流电路的形式。输入端一端接220V交流相线，另一端接照明灯(H₁)，并通过照明灯(H₁)接220V交流零线。输出正极接SCR₁正端，负极接SCR₁负端。

(2)降压限流电路与滤波稳压电路

控制回路低压电源取自SCR₁两端。R₁、R₂，降压限流电阻；C₁、C₂，滤波电容；DW₁，稳压二极管。R₁、R₂串联，一端接SCR₁正极，另一端与C₁(正端)、C₂、DW₁(负端)相连。C₁、C₂、DW₁的另一端接地(SCR₁的负极)。

(3)信号输入及干扰波吸收电路

信号输入电阻R₁₀、R₃串联，一端连接手触电极(G)，另一端连接IC₁的CP₁端。R₄、C₆并联组成干扰波吸收电路，一端接CP₁，另一端接地。

(4)单稳抗干扰电路

D₁接低压电源正极。S₁接地。R₅、C₃串联，接在Q₁与地之间，其中点接IC₁的4脚(R₁端)。D₅与R₅并联，负端接Q₁。

(5)单稳与双稳组合电路

CP₂接Q₁的输出。S₂接地。 Q₂接D₂。R₉、C₄串联后接在Q₂与地之间，其中点接IC₁的10脚(R₂端)。D₆与R₉并联，负端接Q₂。Q₂输出经R₁₁限流接SCR₁的触发极(G极)。C₅为抗干扰电容。

(6)指示控制及驱动电路

R₆、R₇串联后接在电源正极与地之间，中点接V₁的基极。V₁的集电极接电源。R₈、LED₁串联后，一端接V₁的发射极，另一端接地。

表1  能中断延时的触摸延时开关与一般触摸延时开关性能比较表

对比项目	一般触摸延时开关	能中断延时的触摸延时开关
			市电输入范围	150～260V AC	150～260V AC
灯泡功率	15～100W	15～100W
			中断延时功能	无	有。在延时时间内，只要再触摸一次手触电极灯泡则立即熄灭。
触摸灵敏度	较差。有时要持续摸数秒钟。	好。一摸即亮，延迟，再摸便熄灭。触摸0.5秒即可响应。
			延迟时间	不固定。延迟时间会随着手摸时间的长短而变化，在电容未完全充满期间手摸时间长，延迟时间长，反之则短。	固定。由于延迟时间由单稳的暂稳态决定，所以延迟时间不会随触摸时间的长短而变化。
抗干扰能力	不强。	强。采用干扰波吸收电路和单稳抗干扰电路，消除了环境噪声干扰和触摸抖动。
			安全性	一般。	好。手触电极经过两个串联大电阻与电路相连；指示灯安装在低压电路里；低电压与高电压之间用两个串联电阻隔离。
指示灯耗电	白天仍亮，耗电。	白天不亮，晚上亮。白天不耗电。
			温度特性	一般。	适应性强。-40～+50℃

Claims (4)

1、一种触摸延时开关由手触电极，信号放大电路，可控硅触发、开关电路，整流电路组成，其特征是：信号放大与变换电路由CMOS型双D触发器及阻容元件、二极管组成，其中一个D触发器连接成脉冲展宽单稳电路，另一个D触发器既连接成单稳电路又连接成翻转触发器；一个D触发器的输出去触发另一个D触发器，另一个D触发器的输出去触发单向可控硅。

2、根据权利要求1所述触摸开关，其特征是：手触电极经过两个串联的阻值在1MΩ以上的电阻接双D触发器的CP端，并通过一个电容和一个电阻接地。

3、根据权利要求1所述触摸开关，其特征是：控制电路所需低电压电源经过两个串联的阻值在10KΩ以上的电阻接整流电路的高压输出。

4、根据权利要求1所述触摸开关，其特征是：照亮手触电极的发光二极管接在低压电源电路里，由一个三极管驱动点亮，该三极管的基极接在一个电阻和一个光敏电阻串联的中点。

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