TW200919961A - Circuit arrangement to recognize switching-on sequences for a single-throw switch - Google Patents

Description

200919961 九、發明說明： 【發明所靥之技術領域】 本發明涉及一種辨認一單投式開關之接通序列用的電 路配置，其設有第一模組，此第一模組包含一正反器 (flip-flop)以發出一種狀態信號。 【先前技術】 已知有多種應用，其中由於節能或其它原因而使損耗 品不易接通或切離。因此，該些裝置未具有”待機（stand-by) 模式”，於是，藉由唯一的單投式開關不易對不同的操作模 式進行控制。 目前，在接通時使用機械式步進開關於不同的模式 中。此種步進開關接通了該消耗品上所設定的不同的相 位，或此步進開關除了開關的開/關功能以外亦可對不同的 信號進行切換且將信號傳送至該消耗品以進行評估。然 而，在多種應用情況下，例如，在目前的安裝情況下，未 使用相對應的步進開關而是只使用一般的單投式開關，其 不易對該消耗品進行接通或切離。此處，該開關通常只用 作信號開關，且該消耗品持續地連接至電流源，使該消耗 品處於”可處理該開關所提供的信號”的狀態中。然而，這 樣會使電流消耗量提高，結果，會造成操作成本提高的缺 點。在電子裝置中，甚至可使用機械式步進開關，但這樣 很昂貴且容易發生錯誤。 【發明內容】 本發明的目的是提供一種辨認一單投式開關之接通序 200919961 列用的電路配置’藉此可取代機械式步進開關，且此 配置設有一第一模組’其包含一正反器以發出一種狀 號。本發明的另一目的是提供一種方法，藉此方法可 上述之接通序列。 上述目的藉由一種具有申請專利範圍第1項特徵 路配置來達成。此電路配置以簡單方式來構成且可應 多種不同的領域中。依據本發明，藉由該單投式開關 通時可使第一模組11之第一電容器C8經由一充電電I r 和一第一二極體D8而充電。一充電電壓經由一第二電 C9而傳送且經由一第二二極體D9而傳送至一正反器 換輸入端。此正反器可由一種邏輯閘構成，但亦可以 式元件來構成。須構成此正反器，使其在無輸入信號 佔有一確定的狀態。 現在，該單投式開關若在一段長時間的切離之後 通，則首先須使全部的電容器放電且然後快速地充電 是，在第一電容器C8上形成一種高的電壓變化速率， I 由第二電容器C9和第二二極體D9而轉換成一種脈衝 對該正反器進行切換，且因此在該正反器之第一輸出 上出現一種狀態信號。 在該單投式開關切離之後，第一電容器C8經由 R10而緩慢地放電。現在，若該單投式開關在短時 重新操作且因此關閉，則在第一電容器C 8中仍儲存 電荷。此電容器以較慢的速率來進行充電，且較小 變化速率會造成以下的結果：只有一小的脈波經由 電路 態信 辨認 的電 用在 在接 阻R9 容器 之切 分離 時可 又接 。於 其經 i，其 端A1 電阻 丨之後 :許多 1電壓 :第二 -6- 200919961 電容器C9和第二二極體D9而存在於該正反器之輸入端， 此一脈波使該正反器不能進行切換。現在，由於該正反器 上未施加一輸入信號，則該正反器處於一種確定的狀態， 此狀態是由電阻R 3和R4之適當的尺寸以及C 1 0之出現來 達成，該C10之出現使以分離式來構成的該正反器之二個 輸出端可與電壓源相連接。藉由D 9上另一電壓脈衝，則該 正反器之第二輸入端可”快速地拉高”，且該正反器因此處 於一種與該電路在一較長的中止後再接通時不同的切換狀 態中。 第一模組1 1之電路因此可用來偵測：相關的裝置在一 段較長的切離時間之後是否又接通，或該裝置是否只在短 暫的切離之後又立即接通。若多個此種電路藉由開關而串 聯，則藉由簡單的接通/切離過程即可使不同的消耗品接通 /切離或使一消耗品切換至不同的模式中。 【實施方式】 第1圖顯示本發明的電路配置以三級式來形成時的電 路圖。一電壓轉換器3經由一單投式開關s而接通或切離， 此電壓轉換器3對本發明的電路配置供應一種電壓。此電 壓轉換器3由一輸入電壓UE來供電。此輸入電壓可以是直 流電壓或交流電壓，例如，可以是一種主電源電壓。 只要該單投式開關接通，則第一電容器C8經由一種由 第一二極體D8和第一電阻R9所構成的串聯電路而以一已 確定的第一時間常數τ 1來充電。此時間常數較小，且充電 過程因此較快。這在第3圖中可很明顯地看出，第3圖中 200919961 信號22表示第一電容器C8上的電壓。該單投式開關若又 切離，則第一電容器經由一並聯電阻R 1 0而以確定的第二 時間常數τ2來放電。此第二時間常數很大，使放電過程需 要一種長很多的時間。在該單投式開關第一次接通時，第 一電容器C8之充電電壓經由第二電容器C9和第二二極體 D9而被導引至該正反器之輸入端Ε1。由於第一電容器C8 很快地充電，則會在第二二極體D9上產生一脈波242，其 使連接於後的正反器切換狀態。該正反器之輸出端Α1上的 狀態信號是邏輯〇且因此可適當地被算出。 若該單投式開關切離，則第二電容器經由放電電阻 R10和R11而放電，且第一電容器C1經由放電電阻R10 而放電。若該單投式開關只在一短暫的時間中切離且立即 又接通，如第3圖之信號2 0所示’則第一電容器C 8只稍 微放電，就像第3圖的信號22所示一樣。因此，在又接通 時，只在短暫的時間中有一種充電電流流動，且第一電容 器上的電壓變化値較小，這樣會在該二極體上造成一種很 小的電壓脈波2“。此脈波不足以高到使該正反器被切換。 藉由電阻R3和R4之適當的尺寸，則可使該正反器在無輸 入信號時可確定地設定在一種狀態中，此狀態中該輸出端 Α1是邏輯1。上述之電阻R3和R4將各輸出端Α4和Α1 連接至電壓源。 第3圖中之信號26表示該第二二極體D9上的電流。 由第3圖可知，在第一次接通時，一種較高的電流脈波流 經該二極體’這樣會造成該正反器之切換，但在短暫的切 200919961 離和再接通之後無電流流通，此乃因該二極體上的電壓小 於該二極體的前向電壓。信號26是指第三電容器C10上的 電壓。需要此信號26，以便由正反器獲得一已確定的接通 序列。信號27和29表示電阻R6和R5上的電壓’其表示 所屬的輸出端A 1和A4之狀態。 因此，以模組1 1之電路配置來顯示二種不同的狀態。 其中有一狀態是指第一輸出端A1是邏輯0,當該電路在較 長時間的切離之後又被供應以電流時發生另一狀態。該電 路若只短時間地切離且又接通，則第一輸出端A1處於邏輯 1 ° 現在，在一較佳的實施形式中，上述多個模組藉由受 控制的開關而依序接通，以便獲得不同的狀態信號。於是， 由前一模組之個別的輸出信號來控制各開關。開關1 2用來 切換第二模組1 3，此開關1 2因此是由第一模組1 1之輸出 端A 1來控制（第1圖）。第三模組1 5之開關1 4是由第二模 組13之輸出端A2來控制。 這樣會造成以下的結果：在該開關S之每一短暫的接 通/切離之後，即，在本發明的電路配置被供應電壓之後， 另一模組將”接通”，即，其第一輸出端將位於邏輯1。因此， 一消耗品之不同的狀態可被切換，或可切換不同的消耗品。 例如，可藉由三個輸出端A 1 - A 3來控制各燈的操作裝 置，以便對應於三個狀態信號3 1，3 3和3 5來調整各燈的 不同的調光級。 爲了說明相連接的各模組之正確的作用方式，第4圖 -9- 200919961 中顯示各模組之開關S和第一輸出端A 1 - A3之信號和狀態 圖。在時間點tl時若該開關接通且因此電源電壓亦接通， 則第一模組1 1之正反器如上所述切換至一種狀態，此狀態 中第一輸出端A1處於邏輯1。於是，電子式開關12保持 切離狀態，且另一模組的電源電壓亦切離。 此種狀態亦顯示在狀態圖4 1中。時間點tG時全部信號 都切離，即，開關S和第一輸出端A1-A3處於邏輯0。若 該開關S接通，則如上所述全部的第一輸出端A 1 - A3都保 '持在邏輯〇。於是，全部的第二輸出端A4-A6都處於邏輯1。 這可用來例如使全部的消耗品都接通。 上述系統現在又可藉由開關S而被切離。然而，若在 時間點t 3時只短暫地切離且又快速地接通，則第一模組1 1 之正反器振Μ，且該輸出端A1處於邏輯1。這樣所造成的 結果是：第二模組13接通。然而，第二模組在一較長的中 止之後接通，此乃因其較早切離。因此，第二模組的第一 輸出端Α2保持在邏輯0。在時間點t3時的狀態表中，該 開關S以及第~模組之第一輸出端A 1因此處於邏輯1。各 信號可相對應地被算出，以便在另一狀態中操作一消耗 品。在多種消耗品時，例如可使其中之一消耗品切離，此 乃因目前該第一模組11之第二輸出端A4處於邏輯0。這 例如在第1 b圖中的消耗品1 7即屬此種情況。若該輸出端 A4處於邏輯1’則LED -驅動器被接通，該輸出端在邏輯0 振盪，則該驅動器以及LED D 5都被切離。該消耗品1 8和 19在此種狀態下保持接通，此乃因該模組13和15之第二 -10- 200919961 輸出端A 5和A 6仍保持在邏輯1。 該開關S若又一次短暫地切離且在時間點t5時又接 通，則現在第二模組1 3亦短暫地切離且又接通’於是第二 模組之第一輸出端A2在邏輯1振盪。因此’在此一時間點 時第三模組1 5第一次被供應以電流，此乃因對第三模組而 言是在一較長的中止之後才第一次接通’第三模組之第一 輸出端A3保持在邏輯〇。於是，在時間點t5時該二個消 耗品1 7和1 8保持著切離狀態’只有消耗品1 9仍處於接通 ( 狀態。 該開關S若又一次短暫地切離且在時間點t7時又接 通，則現在對該模組1 5而言發生一短暫的切離且又接通， 且第三模組之第一輸出端A3在邏輯1振璗。因此’全部的 第一輸出端都在邏輯1，且全部的第二輸出端都在邏輯〇。 在第1圖之實施形式的例子中，全部的消耗品因此都已切 離。 本發明的電路可任意地保持長時間的接通狀態。只要 I 各模組被供應以電流，則其狀態不會改變。各切離之中止 時間可不相同。若各切離之中止時間較短暫，則每一次重 新接通時又接通至一種狀態。可能存在的最後狀態在重複 地進行接通和切離時仍保持著存在的狀態，如第4圖的邏 輯圖所示。若該切離之中止時間較長，則該電路被重置 (reset)且重新在第一狀態中開始。在一次切離和接通之 後，該電路因此處於”第二狀態”中，此時開關S和輸出端 A 1處於邏輯1。 -11- 200919961 該開關的信號和輸出端的信號當然亦可進一步相結 合，以使該電路達成一種特定的特性。例如，若在每一狀 態中只有一特定的信號應處於邏輯1，其例如表示一種調 光級，則各信號可對應於第2圖之電路而相結合。這是以 簡易的及（AND)-閘和反相用的史密特（Schmitt)-觸發器來 構成，且各輸出端Z1-Z4對應於各狀態而依序接通。此種 接通可由邏輯表43中得知。在第一次接通時（在較長的中 止之後），該輸出端Z1處於邏輯1’在第二次接通時（在較 短的切離之後），該輸出端Z2亦處於一種邏輯値等等。當 然，亦可藉由其它的邏輯連接方式來達成其它任意的作用 方式。 藉由上述的設計方式，則本發明的電路可用來在一種 舊有的家庭設備中只藉由一種光開關即可只經由短暫的切 離且再接通來造成不同的照明場景。然而，本發明的電路 配置亦可用來在電子裝置中只以一簡單的開關來造成不同 的狀態。這例如在L E D -手電筒中是有利的，手電筒中在第 一狀態下於第一次接通時全部的LEDs都接通。在短暫的 切離且又接通之後，LEDs之一部份關閉等等。因此，依據 已連接的模組的數目，則可切換不同的調光狀態。此種電 路的主要優點在於，其又可在每一時間被切離而不需接通 全部的狀態，就像在一種機械式多重開關時的情況一樣。 因此，此裝置的可使用性可大大地獲得改良。 【圖式簡單說明】 第la圖本發明的電路配置以三級式來形成時的電路圖。 -12- 200919961 第1 b圖多個直接連接至本發明的電路配置之消耗品 之一種實施形式的電路圖。 第2圖簡單的評估邏輯，用來依序接通或切離各種不 同的消耗品。 第3圖多個相關的信號，用來描述一種模組之作用方 式。 第4圖不同的切換級之邏輯圖和狀態圖。 【主要元件符號說明】 3 電源電壓 11 第一模組 12 電子式開關 13 第二模組 14 電子式開關 15 第三模組 1 7 〜1 9 消耗品 20 〜29 信號 30 〜35 狀態信號 4 1 狀態圖 43 邏輯表 50 正反器 242 脈波 244 電壓脈波 -13-

Claims (1)

1. 200919961 . 十、申請專利範圍· 1. 一種辨認一單投式開關之接通序列用的電路配置，其設 有第一模組（1 1)，此第一模組包含一正反器（50)以發出 一種狀態信號，此電路配置的特徵爲：經由一單投式開 關（S)在接通時第一模組（11)之第一電容器（C8)藉由一 電源電壓（3 )以經由第一二極體（D 8 )和一充電電阻（R 9 ) 而以一充電時間常數（τΐ)來充電，且第一電容器（C 8)之 充電電壓經由一第二電容器（C 9)而傳送且經由一第二二 f 極體（D9)而施加於正反器（50)之切換輸入端，該正反器 之第一（A1)和第二輸出端（A4)然後發出對應的狀態信號 以進行評估，此時第一電容器（C 8)在此電路配置切離時 經由一放電電阻（R3)而以一確定的時間常數（τ2)又進行 放電，第一電容器之充電常數（τΐ)較其放電時間常數（τ2) 小很多。 2 .如申請專利範圍第1項之電路配置，其中一種待控制的 負載是以該單投式開關來接通或切離。 4 3.如申請專利範圍第1或2項之電路配置’其中此電路配 置包含一第二模組（13)，其具有一與第一模組相同的電 路，該第二模組經由一電子式開關（1 2)而受到第一模組 (11)所控制，且第二模組（13)之控制是經由第一模組（1 1) 之正反器之第一輸出端（Α1)來達成。 4 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之電路配置，其中 此電路配置可包含另一具有相同電路之模組05)，其分 別經由電子式開關（1 4)而受到前一模組之第一輸出端 -14- 200919961 (A2)所控制。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之電路配置，其中 須對各模組的狀態信號（A1..A6)進行計算，以便藉由該 開關S之單純的短暫之切離且又接通而將一負載切換至 不同的狀態中，其中各狀態藉由該開關S之單純的短暫 之切離且又接通而繼續進行切換。 6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電路配置，其中 須對各模組的狀態信號（A1..A6)進行計算，以便可藉由 f 單純的短暫之切離且又接通使多個負載個別地接通或 切離，其中藉由該開關S之單純的短暫之切離且又接通 而使一狀態又被切換，且每一狀態對應於各負載之一種 接通圖樣。 7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之電路配置，其中 該開關S之切離及又接通之間的最大時段小於5秒，以 使一狀態又被切換。 8 . —種控制一個或多個負載之不同狀態用的方法，其特徵 ί 爲：各狀態是藉由一種單投式開關（S)之單純的切離且又 接通而在一特定的時段內達成。 9 .如申請專利範圍第8項之方法，其中該開關之切雖及又 接通之間的最大時段小於5秒，以使狀態被切換。 1 0.如申請專利範圍第8或9項之方法，其中該負載在每一 時間都可藉由該開關S之切離而切離。 1 1 .如申請專利範圍第8至1 0項中任一項之方法，其中多 個狀態在該開關之較長的切離時間中重置。 -15-