一種待機自動斷電開關(guān)的通斷控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的待機自動斷電開關(guān)裝置，包括開關(guān)、按鈕、開關(guān)控制記憶單元、直流穩(wěn)壓電源、待機狀態(tài)判別單元等組成部分，當檢測到交流負載待機一段時間后，能夠自動控制開關(guān)斷開，切斷全部電源；當開關(guān)斷開時，按下按鈕可使開關(guān)接通；當開關(guān)閉合時，按下按鈕，可使開關(guān)斷開。所述開關(guān)用于需要自動切斷長期工作在待機狀態(tài)的電器或設備的場合，可以安裝在插座中，也可以連接在用電設備的前面。
【專利說明】一種待機自動斷電開關(guān)的通斷控制方法及裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)技術(shù)，尤其是一種待機自動斷電開關(guān)的通斷控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電器設備在待機期間存在待機能耗，也因電源沒有完全關(guān)斷而帶來“待機”電器設備的不安全問題。
[0003]國際能源署在2000年向其成員國的電器產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售商發(fā)起“1W計劃”的節(jié)能倡議，我國也已出臺相關(guān)待機能耗節(jié)能認證，但很多電器設備仍然未能做到零功耗、甚至是IW功耗待機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種不用微控制器控制，用電設備工作在待機狀態(tài)時，能夠自動斷電，用電設備正常工作時能夠人工方式手動斷電的開關(guān)裝置。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種待機自動斷電開關(guān)的通斷控制方法。
[0006]一種待機自動斷電開關(guān)裝置，由開關(guān)控制記憶單元、開關(guān)閉合驅(qū)動單元、開關(guān)供電電源單元、按鈕供電電源單元、雙路隔離電源單元、電源上電檢測單元、觸發(fā)脈沖整形單元、待機狀態(tài)判別單元組成。
[0007]所述開關(guān)控制記憶單元具有異步置位輸入端、異步復位輸入端、邊沿觸發(fā)脈沖輸入端、開關(guān)控制信號輸出端。
[0008]所述開關(guān)閉合驅(qū)動單元由繼電器線圈和驅(qū)動電路組成；驅(qū)動電路的輸入連接至開關(guān)控制記憶單元的開關(guān)控制信號輸出端，驅(qū)動電路的輸出連接至繼電器線圈。
[0009]所述開關(guān)供電電源單元由開關(guān)、第一直流電源穩(wěn)壓電路組成，具有交流電源輸入端、交流電源輸出端、第一直流電源輸出端；開關(guān)的第一端子、第二端子分別連接至交流電源輸入端、交流電源輸出端；第一直流電源穩(wěn)壓電路的輸入連接至開關(guān)的第二端子；第一直流電源穩(wěn)壓電路的輸出為第一直流電源輸出端；所述開關(guān)為繼電器的常開開關(guān)。
[0010]所述按鈕供電電源單元由按鈕、第二直流電源穩(wěn)壓電路組成，具有交流電源輸入端、第二直流電源輸出端；按鈕的第一端子連接至交流電源輸入端；第二直流電源穩(wěn)壓電路的輸入連接至按鈕的第二端子；第二直流電源穩(wěn)壓電路的輸出為第二直流電源輸出端。[0011 ] 所述雙路隔離電源單元由二極管雙路隔離供電電路組成，具有第一直流電源輸入端、第二直流電源輸入端和直流工作電源輸出端；第一直流電源輸入端連接至開關(guān)供電電源單元的第一直流電源輸出端；第二直流電源輸入端連接至按鈕供電電源單元的第二直流電源輸出端；直流工作電源輸出端輸出直流工作電源。
[0012]所述電源上電檢測單元的輸入端連接至直流工作電源，輸出連接至開關(guān)控制記憶單元的異步置位輸入端。
[0013]所述觸發(fā)脈沖整形單元輸入端連接至第二直流電源，輸出連接至開關(guān)控制記憶單元的邊沿觸發(fā)脈沖輸入端。
[0014]所述待機狀態(tài)判別單元由電流反相放大電路、待機閾值電流給定電路、待機電流比較電路組成；待機電流比較電路的兩個比較信號輸入端分別連接至電流反相放大電路輸出端、待機閾值電流給定電路輸出端；待機電流比較電路輸出端連接至開關(guān)控制記憶單元的異步復位輸入端。
[0015]所述開關(guān)控制記憶單元為D觸發(fā)器74HC74。
[0016]所述開關(guān)閉合驅(qū)動單元由繼電器線圈、第一二極管、第一電阻、三極管組成；第一電阻的兩端分別連接至開關(guān)控制記憶單元的開關(guān)控制信號輸出端和三極管的基極；繼電器線圈是三極管的集電極負載；第一二極管反向并聯(lián)在繼電器線圈的兩端。
[0017]所述開關(guān)供電電源單元由開關(guān)、第一電容、第一穩(wěn)壓管、第二電阻組成；開關(guān)的第一端子連接至交流電相線，第二端子為交流電源輸出端；第一電容、第二電阻、第一穩(wěn)壓管組成電容降壓半波整流電路；第一電容與第二電阻并聯(lián)，再與第一穩(wěn)壓管串聯(lián)后連接至交流電源輸出端和交流電零線；第一穩(wěn)壓管的陰極為第一直流電源輸出端，第一穩(wěn)壓管的陽極連接至公共地；公共地連接至交流電零線。
[0018]所述按鈕供電電源單元由按鈕、第二電容、第二穩(wěn)壓管、第三電阻組成；按鈕的第一端子連接至交流電相線第二電容、第三電阻、第二穩(wěn)壓管組成電容降壓半波整流電路；第二電容與第三電阻并聯(lián)，再與第二穩(wěn)壓管串聯(lián)后連接至按鈕的第二端子和交流電零線；第二穩(wěn)壓管的陰極為第二直流電源輸出端，第二穩(wěn)壓管的陽極連接至公共地。
[0019]所述雙路隔離電源單元由第二二極管、第三二極管、第三電容組成；第二二極管、第三二極管的陰極聯(lián)結(jié)成為直流工作電源輸出端；第二二極管陽極連接至第一直流電源輸出端；第三二極管陽極連接至第二直流電源輸出端；第三電容并聯(lián)在直流工作電源輸出端和公共地之間。
[0020]所述電源上電檢測單元由第四電阻、第四電容組成；第四電阻與第四電容串聯(lián)聯(lián)結(jié)后，第四電阻的另外一端連接至直流工作電源，第四電容的另外一端連接至公共地；第四電阻與第四電容的串聯(lián)聯(lián)結(jié)點連接至開關(guān)控制記憶單元的異步置位輸入端。
[0021]所述觸發(fā)脈沖整形單元由第四二極管、第五電容、第五電阻組成；第四二極管的陽極連接至第二直流電源，陰極連接至開關(guān)控制記憶單元的邊沿觸發(fā)脈沖輸入端；第五電容與第五電阻并聯(lián)后，兩端分別連接至第四二極管陰極和公共地。
[0022]所述電流反相放大電路由電流互感器、運放、第六電阻、第六電容、第五二極管組成；電流互感器的同相輸出端連接至運放的反相輸入端，電流互感器的反相輸出端連接至運放的同相輸入端；運放的同相輸入端連接至公共地；第六電阻、第六電容并聯(lián)組成電流反相放大電路的反饋支路；第五二極管陰極連接至運放的反相輸入端，陽極連接至公共地；所述待機電流比較電路由比較器、第六二極管、第七電容、第七電阻組成；所述待機閾值電流給定電路由電位器組成；電位器輸出比較電壓連接至比較器的反相輸入端；比較器的同相輸入端連接至運放的輸出端；第六二極管陰極、第七電容的一端、第七電阻的一端聯(lián)結(jié)為待機復位信號輸出端，連接至觸發(fā)器的異步復位輸入端；第六二極管陽極連接至比較器的輸出端；第七電容的另外一端連接至直流工作電源。
[0023]利用前面所述裝置實現(xiàn)的一種待機自動斷電開關(guān)的通斷控制方法，包括，
A、開關(guān)斷開時，按下按鈕，直流工作電源上電，產(chǎn)生置位信號使開關(guān)控制記憶單元輸出的開關(guān)控制信號置位，開關(guān)接通；
B、開關(guān)閉合時，按下按鈕，產(chǎn)生邊沿觸發(fā)脈沖使開關(guān)控制記憶單元輸出的開關(guān)控制信號復位，開關(guān)斷開；
C、開關(guān)閉合時，交流負載電流持續(xù)一段時間小于待機閾值電流，產(chǎn)生復位信號使開關(guān)控制記憶單元輸出的開關(guān)控制信號復位，開關(guān)斷開；
D、開關(guān)斷開且按鈕未按下時，交流負載和所述裝置的交流電源都被切斷。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:(I)待機自動斷電功能，負載待機超過一定時間后，斷開開關(guān)自動切斷負載電源，保證用電安全；(2)普通手動開關(guān)功能，可使用按鈕手動接通或者斷開開關(guān)；(3)開關(guān)斷開后，負載及所述裝置的交流電源被全部切斷，實現(xiàn)零功耗待機，也保證了裝置自身的安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明開關(guān)控制記憶單元、開關(guān)閉合驅(qū)動單元的實施例。
[0027]圖3為本發(fā)明開關(guān)供電電源單元、按鈕供電電源單元、雙路隔離電源單元的實施例。
[0028]圖4為本發(fā)明電源上電檢測單元的實施例。
[0029]圖5為本發(fā)明觸發(fā)脈沖整形單元的實施例。
[0030]圖6為本發(fā)明待機狀態(tài)判別單元的實施例。
[0031]圖7為本發(fā)明待機狀態(tài)判別單元的第二實施例。
【具體實施方式】
[0032]如圖1所示，一種待機自動斷電開關(guān)裝置，由開關(guān)控制記憶單元100、開關(guān)閉合驅(qū)動單元200、開關(guān)供電電源單元300、按鈕供電電源單元400、雙路隔離電源單元500、電源上電檢測單元600、觸發(fā)脈沖整形單元700、待機狀態(tài)判別單元800組成。
[0033]開關(guān)控制記憶單元100具有異步置位輸入端、異步復位輸入端、邊沿觸發(fā)脈沖輸入端、開關(guān)控制信號輸出端，用于實現(xiàn)開關(guān)的狀態(tài)控制與記憶；其功能是，輸出的開關(guān)控制信號被置位時，開關(guān)閉合；輸出的開關(guān)控制信號被復位時，開關(guān)斷開。所述開關(guān)控制信號被置位與被復位，可以是正邏輯，置位對應輸出高電平，復位輸出低電平；也可以是負邏輯，置位對應輸出低電平，復位輸出高電平；所述異步置位輸入端、異步復位輸入端可以是正邏輯，輸入高電平有效；也可以是負邏輯，輸入低電平有效。
[0034]開關(guān)閉合驅(qū)動單元200由繼電器線圈和驅(qū)動電路組成；驅(qū)動電路的輸入連接至開關(guān)控制記憶單元100的開關(guān)控制信號輸出端，驅(qū)動電路的輸出連接至繼電器線圈；其功能是，開關(guān)控制信號被置位時，繼電器線圈得電，開關(guān)閉合；開關(guān)控制信號被復位時，繼電器線圈失電，開關(guān)斷開。
[0035]開關(guān)控制記憶單元100、開關(guān)閉合驅(qū)動單元200的實施例如圖2所示。開關(guān)控制記憶單元100由觸發(fā)器101組成，觸發(fā)器101為D觸發(fā)器；開關(guān)閉合驅(qū)動單元200由繼電器線圈201、第一二極管202、第一電阻203、三極管204組成；開關(guān)控制記憶單元100的異步置位輸入端、異步復位輸入端、邊沿觸發(fā)脈沖輸入端、開關(guān)控制信號輸出端分別對應觸發(fā)器101的異步置位輸入端S、異步復位輸入端R、上升沿觸發(fā)脈沖輸入端CLK、輸出端Q ;觸發(fā)器101的輸入端D連接至公共地；第一電阻203的兩端分別連接至觸發(fā)器101的輸出端Q和三極管204的基極；繼電器線圈201是三極管204的集電極負載；第一二極管202是續(xù)流二極管，反向并聯(lián)在繼電器線圈201的兩端。
[0036]觸發(fā)器101置位時，輸出端Q為高電平，三極管204飽和導通，繼電器線圈201得電；觸發(fā)器101復位時，輸出端Q為低電平，三極管204截止，繼電器線圈201失電。
[0037]觸發(fā)器101的型號優(yōu)選D觸發(fā)器74HC74，上升邊沿觸發(fā)，異步置位輸入S、異步復位輸入R低電平有效。
[0038]觸發(fā)器101的型號還可以選擇D觸發(fā)器⑶4013，上升邊沿觸發(fā)，異步置位輸入S、異步復位輸入R高電平有效。
[0039]觸發(fā)器101也可以選擇具有類似功能的計數(shù)器、寄存器。
[0040]開關(guān)供電電源單元300由開關(guān)、第一直流電源穩(wěn)壓電路組成，具有交流電源輸入端、交流電源輸出端、第一直流電源輸出端；開關(guān)的第一端子、第二端子分別連接至交流電源輸入端、交流電源輸出端；第一直流電源穩(wěn)壓電路的輸入連接至開關(guān)的第二端子；第一直流電源穩(wěn)壓電路的輸出為第一直流電源輸出端。開關(guān)供電電源單元300的功能是:開關(guān)閉合時，向交流負載提供交流電源，同時輸出有效的第一直流電源；開關(guān)斷開時，交流負載失電，第一直流電源電壓為0V。
[0041]按鈕供電電源單元400由按鈕、第二直流電源穩(wěn)壓電路組成，具有交流電源輸入端、第二直流電源輸出端；按鈕的第一端子連接至交流電源輸入端；第二直流電源穩(wěn)壓電路的輸入連接至按鈕的第二端子；第二直流電源穩(wěn)壓電路的輸出為第二直流電源輸出端。按鈕供電電源單元400的功能是按鈕閉合時，輸出有效的第二直流電源；按鈕斷開時，第二直流電源電壓為0V。
[0042]雙路隔離電源單元500由二極管雙路隔離供電電路組成，具有第一直流電源輸入端、第二直流電源輸入端和直流工作電源輸出端；第一直流電源輸入端連接至開關(guān)供電電源單元300的第一直流電源輸出端；第二直流電源輸入端連接至按鈕供電電源單元400的第二直流電源輸出端；直流工作電源輸出端直接輸出直流工作電源，或者是，在第一直流電源、第二直流電源的紋波較大時，直流工作電源輸出端經(jīng)電容濾波電路再輸出直流工作電源。雙路隔離電源單元500的功能是:只要輸入的第一直流電源、第二直流電源中有一個有效，則輸出有效的直流工作電源；當輸入的第一直流電源和第二直流電源的電壓都為OV時，輸出的直流工作電源為OV。
[0043]開關(guān)供電電源單元300、按鈕供電電源單元400、雙路隔離電源單元500共同組成直流穩(wěn)壓電源，實施例如圖3所示。
[0044]開關(guān)供電電源單兀300由開關(guān)301、第一電容302、第一穩(wěn)壓管304、第二電阻303組成；開關(guān)301的第一端子連接至交流電相線L，第二端子為交流電源輸出端LI ;第一電容302、第二電阻303、第一穩(wěn)壓管304組成電容降壓半波整流電路；第一電容302與第二電阻303并聯(lián)，再與第一穩(wěn)壓管304串聯(lián)后連接至交流電源輸出端LI和交流電零線N ;第一穩(wěn)壓管304的陰極為第一直流電源VCCl輸出端，第一穩(wěn)壓管304的陽極連接至公共地；公共地連接至交流電零線N。
[0045]開關(guān)301是繼電器的常開開關(guān)，開關(guān)301與繼電器線圈201為同一個繼電器中的部件，繼電器線圈201得電時，開關(guān)301閉合；繼電器線圈201失電時，開關(guān)301斷開。
[0046]按鈕供電電源單元400由按鈕401、第二電容402、第二穩(wěn)壓管404、第三電阻403組成；按鈕401的第一端子連接至交流電相線L第二電容402、第三電阻403、第二穩(wěn)壓管404組成電容降壓半波整流電路；第二電容402與第三電阻403并聯(lián)，再與第二穩(wěn)壓管404串聯(lián)后連接至按鈕401的第二端子和交流電零線N ;第二穩(wěn)壓管404的陰極為第二直流電源VCC2輸出端，第二穩(wěn)壓管404的陽極連接至公共地。
[0047]開關(guān)供電電源單元300和按鈕供電電源單元400還可以同時選擇電容降壓全波整流電路；此時，公共地應該連接至整流橋的直流負輸出端。開關(guān)供電電源單元300和按鈕供電電源單元400還可以同時或者單獨選擇變壓器隔離降壓整流電路。
[0048]雙路隔離電源單元500由第二二極管501、第三二極管502、第三電容503組成?’第二二極管501、第三二極管502的陰極聯(lián)結(jié)成為直流工作電源VCC輸出端；第二二極管501陽極連接至第一直流電源VCCl輸出端；第三二極管502陽極連接至第二直流電源VCC2輸出端；第三電容503并聯(lián)在直流工作電源VCC輸出端和公共地之間。
[0049]電源上電檢測單元600的輸入端連接至直流工作電源，輸出為上電產(chǎn)生的置位信號，連接至開關(guān)控制記憶單元100的異步置位輸入端；其功能是，只在直流工作電源上電的時候，產(chǎn)生一個置位信號，使開關(guān)控制記憶單元100輸出的開關(guān)控制信號置位，開關(guān)閉合。
[0050]電源上電檢測單元600的實施例如圖4所示，由第四電阻601、第四電容602組成；第四電阻601與第四電容602串聯(lián)聯(lián)結(jié)后，第四電阻601的另外一端連接至直流工作電源VCC，第四電容602的另外一端連接至公共地；第四電阻601與第四電容602的串聯(lián)聯(lián)結(jié)點輸出異步置位信號US ，連接至觸發(fā)器101的異步置位輸入端S，上電時輸出低電平有效的置位信號，使開關(guān)控制記憶單元100輸出的開關(guān)控制信號UK置位，開關(guān)閉合。
[0051]如果需要上電時輸出高電平有效的置位信號，將圖4中的第四電阻601與第四電容602位置互換即可。
[0052]觸發(fā)脈沖整形單元700輸入端連接至第二直流電源，輸出為邊沿觸發(fā)脈沖信號，連接至開關(guān)控制記憶單元100的邊沿觸發(fā)脈沖輸入端；其功能是，僅在按鈕按下時輸出一個邊沿觸發(fā)脈沖信號的有效邊沿，使開關(guān)控制記憶單元100輸出的。因此，當?shù)诙绷麟娫春芊€(wěn)定，紋波很小時，可以直接把第二直流電源作為邊沿觸發(fā)脈沖信號；第二直流電源紋波大，特別是第二直流電源為半波脈動直流電源時，觸發(fā)脈沖整形單元700需要對第二直流電源隔離后再進行濾波。
[0053]觸發(fā)脈沖整形單元700的實施例如圖5所示，由第四二極管701、第五電容702、第五電阻703組成；第四二極管701的陽極連接至第二直流電源VCC2，陰極輸出邊沿觸發(fā)脈沖CP，連接至觸發(fā)器101的上升沿觸發(fā)脈沖輸入端CLK ;第五電容702與第五電阻703并聯(lián)后，兩端分別連接至第四二極管701陰極和公共地。其工作原理是，開關(guān)301閉合、按鈕釋放時，觸發(fā)器101的異步置位輸入端S和異步復位輸入端R都輸入高電平，處于保持狀態(tài)；按下按鈕，在觸發(fā)器101的上升沿觸發(fā)脈沖輸入端CLK輸入一個上升沿，觸發(fā)使輸出端Q=D=O,開關(guān)控制信號UK復位，斷開開關(guān)。
[0054]待機狀態(tài)判別單元800由電流反相放大電路、待機閾值電流給定電路、待機電流比較電路組成；待機電流比較電路的兩個比較信號輸入端分別連接至電流反相放大電路輸出端、待機閾值電流給定電路輸出端；待機電流比較電路輸出端輸出待機復位信號，連接至開關(guān)控制記憶單元100的異步復位輸入端；其功能是，對交流負載電流進行檢測，當其連續(xù)小于待機閾值電流達到一定時間后，確認交流負載進入待機狀態(tài)，輸出復位信號，使開關(guān)控制記憶單元100輸出的開關(guān)控制信號復位，斷開開關(guān)。
[0055]待機狀態(tài)判別單元800的實施例如圖6所示。
[0056]電流反相放大電路由電流互感器801、運放802、第六電阻803、第六電容804、第五二極管805組成；電流互感器801的同相輸出端“ + ”連接至運放802的反相輸入端，電流互感器801的反相輸出端連接至運放802的同相輸入端；運放802的同相輸入端連接至公共地；第六電阻803、第六電容804并聯(lián)組成電流反相放大電路的反饋支路；第五二極管805陰極連接至運放802的反相輸入端，陽極連接至公共地。運放502選擇軌到軌輸入/輸出的單電源運放。
[0057]待機電流比較電路由比較器806、第六二極管808、第七電容809、第七電阻810組成；待機閾值電流給定電路由電位器807組成；電位器807輸出比較電壓UFl連接至比較器806的反相輸入端；比較器806的同相輸入端連接至運放802的輸出端；第六二極管808陰極、第七電容809的一端、第七電阻810的一端聯(lián)結(jié)為待機復位信號UR輸出端，連接至觸發(fā)器101的異步復位輸入端R ;第六二極管808陽極連接至比較器806的輸出端；第七電容809的另外一端連接至直流工作電源VCC ;第七電阻810的另外一端連接至公共地。
[0058]圖6中所示的交流負載為需要待機時自動切斷電源的設備或電器，其兩端分別連接至交流電源輸出端LI和交流電源零線N。
[0059]電流互感器801設置于交流電源輸出端LI與交流負載連接的相線上，用于檢測流過交流負載的電流大小。電流互感器可以采用檢測范圍合適的成品產(chǎn)品，也可以自行繞制電磁感應線圈。
[0060]圖6所不電路的工作原理是,在電流互感器801輸出電流信號的負半波,其輸出電流流過第六電阻803，運放802輸出端的電流檢測信號UO與交流負載電流成比例關(guān)系；在電流互感器801輸出電流信號的正半波，其輸出電流經(jīng)第五二極管805形成回路，運放802輸出端的電流檢測信號UO為OV。第七電阻810對第七電容809進行充電，充電時間長；當交流負載電流較大時，UO的變化幅度大，只要其峰值電壓有部分高于比較電壓UF1，則比較器806輸出高電平脈沖,通過第六二極管808對第七電容809迅速放電,輸出的待機復位信號UR為高電平；只有交流負載處于待機狀態(tài)一段時間，即電流很小且持續(xù)一段時間，交流負載進入待機狀態(tài)時，例如，持續(xù)的時間可以是15秒、30秒，或者是I分鐘以上時，UO的峰值電壓也持續(xù)相同的一段時間低于比較電壓UF1，比較器806則持續(xù)輸出低電平，第六二極管808持續(xù)截止，第七電容809由第七電阻810對其充電，輸出的待機復位信號UR的電位持續(xù)降低，直至變?yōu)榈碗娖?，使開關(guān)控制記憶單元100輸出的開關(guān)控制信號UK復位，控制開關(guān)斷開。
[0061]改變第七電阻810對第七電容809的充電時間常數(shù)，可以改變交流負載處于待機狀態(tài)的時間長短。
[0062]調(diào)節(jié)電位器807改變比較電壓UFl的大小可以改變待機閾值電流的大小。如果需要限制待機閾值電流的調(diào)節(jié)范圍，可以在電位器807的兩端串聯(lián)電阻。
[0063]如果需要輸出的待機復位信號UR高電平有效,可以改變圖6所不待機電流比較電路的元件連接方式。第二實施例如圖7所示，與圖6相比較，第七電容809、第七電阻810的位置互換，第六二極管808的陰極、陽極互換，電壓信號U0、比較電壓UFl分別連接至比較器806的反相輸入端、同相輸入端。
[0064]當開關(guān)斷開，按鈕未按下時，交流負載和所述裝置的交流電源都被切斷，只有重新按下按鈕，才會使開關(guān)閉合。
[0065]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于: 由開關(guān)控制記憶單元、開關(guān)閉合驅(qū)動單元、開關(guān)供電電源單元、按鈕供電電源單元、雙路隔離電源單元、電源上電檢測單元、觸發(fā)脈沖整形單元、待機狀態(tài)判別單元組成； 所述開關(guān)控制記憶單元具有異步置位輸入端、異步復位輸入端、邊沿觸發(fā)脈沖輸入端、開關(guān)控制信號輸出端； 所述開關(guān)閉合驅(qū)動單元由繼電器線圈和驅(qū)動電路組成；驅(qū)動電路的輸入連接至開關(guān)控制記憶單元的開關(guān)控制信號輸出端，驅(qū)動電路的輸出連接至繼電器線圈； 所述開關(guān)供電電源單元由開關(guān)、第一直流電源穩(wěn)壓電路組成，具有交流電源輸入端、交流電源輸出端、第一直流電源輸出端；開關(guān)的第一端子、第二端子分別連接至交流電源輸入端、交流電源輸出端；第一直流電源穩(wěn)壓電路的輸入連接至開關(guān)的第二端子；第一直流電源穩(wěn)壓電路的輸出為第一直流電源輸出端；所述開關(guān)為繼電器的常開開關(guān)； 所述按鈕供電電源單元由按鈕、第二直流電源穩(wěn)壓電路組成，具有交流電源輸入端、第二直流電源輸出端；按鈕的第一端子連接至交流電源輸入端；第二直流電源穩(wěn)壓電路的輸入連接至按鈕的第二端子；第二直流電源穩(wěn)壓電路的輸出為第二直流電源輸出端； 所述雙路隔離電源單元由二極管雙路隔離供電電路組成，具有第一直流電源輸入端、第二直流電源輸入端和直流工作電源輸出端；第一直流電源輸入端連接至開關(guān)供電電源單元的第一直流電源輸出端；第二直流電源輸入端連接至按鈕供電電源單元的第二直流電源輸出端；直流工作電源輸出端輸出直流工作電源； 所述電源上電檢測單 元的輸入端連接至直流工作電源，輸出連接至開關(guān)控制記憶單元的異步置位輸入端； 所述觸發(fā)脈沖整形單元輸入端連接至第二直流電源，輸出連接至開關(guān)控制記憶單元的邊沿觸發(fā)脈沖輸入端； 所述待機狀態(tài)判別單元由電流反相放大電路、待機閾值電流給定電路、待機電流比較電路組成；待機電流比較電路的兩個比較信號輸入端分別連接至電流反相放大電路輸出端、待機閾值電流給定電路輸出端；待機電流比較電路輸出端連接至開關(guān)控制記憶單元的異步復位輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于，所述開關(guān)控制記憶單元為D觸發(fā)器74HC74。
3.如權(quán)利要求1所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于，所述開關(guān)閉合驅(qū)動單元由繼電器線圈、第一二極管、第一電阻、三極管組成；第一電阻的兩端分別連接至開關(guān)控制記憶單元的開關(guān)控制信號輸出端和三極管的基極；繼電器線圈是三極管的集電極負載；第一二極管反向并聯(lián)在繼電器線圈的兩端。
4.如權(quán)利要求1所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于，所述開關(guān)供電電源單元由開關(guān)、第一電容、第一穩(wěn)壓管、第二電阻組成；開關(guān)的第一端子連接至交流電相線，第二端子為交流電源輸出端；第一電容、第二電阻、第一穩(wěn)壓管組成電容降壓半波整流電路；第一電容與第二電阻并聯(lián)，再與第一穩(wěn)壓管串聯(lián)后連接至交流電源輸出端和交流電零線；第一穩(wěn)壓管的陰極為第一直流電源輸出端，第一穩(wěn)壓管的陽極連接至公共地；公共地連接至交流電零線。
5.如權(quán)利要求1所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于，所述按鈕供電電源單元由按鈕、第二電容、第二穩(wěn)壓管、第三電阻組成；按鈕的第一端子連接至交流電相線第二電容、第三電阻、第二穩(wěn)壓管組成電容降壓半波整流電路；第二電容與第三電阻并聯(lián)，再與第二穩(wěn)壓管串聯(lián)后連接至按鈕的第二端子和交流電零線；第二穩(wěn)壓管的陰極為第二直流電源輸出端，第二穩(wěn)壓管的陽極連接至公共地。
6.如權(quán)利要求1所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于，所述雙路隔離電源單元由第二二極管、第三二極管、第三電容組成；第二二極管、第三二極管的陰極聯(lián)結(jié)成為直流工作電源輸出端；第二二極管陽極連接至第一直流電源輸出端；第三二極管陽極連接至第二直流電源輸出端；第三電容并聯(lián)在直流工作電源輸出端和公共地之間。
7.如權(quán)利要求1所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于，所述電源上電檢測單元由第四電阻、第四電容組成；第四電阻與第四電容串聯(lián)聯(lián)結(jié)后，第四電阻的另外一端連接至直流工作電源，第四電容的另外一端連接至公共地；第四電阻與第四電容的串聯(lián)聯(lián)結(jié)點連接至開關(guān)控制記憶單元的異步置位輸入端。
8.如權(quán)利要求1所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于，所述觸發(fā)脈沖整形單元由第四二極管、第五電容、第五電阻組成；第四二極管的陽極連接至第二直流電源，陰極連接至開關(guān)控制記憶單元的邊沿觸發(fā)脈沖輸入端；第五電容與第五電阻并聯(lián)后，兩端分別連接至第四二極管陰 極和公共地。
9.如權(quán)利要求1所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于，所述電流反相放大電路由電流互感器、運放、第六電阻、第六電容、第五二極管組成；電流互感器的同相輸出端連接至運放的反相輸入端，電流互感器的反相輸出端連接至運放的同相輸入端；運放的同相輸入端連接至公共地；第六電阻、第六電容并聯(lián)組成電流反相放大電路的反饋支路；第五二極管陰極連接至運放的反相輸入端，陽極連接至公共地；所述待機電流比較電路由比較器、第六二極管、第七電容、第七電阻組成；所述待機閾值電流給定電路由電位器組成；電位器輸出比較電壓連接至比較器的反相輸入端；比較器的同相輸入端連接至運放的輸出端?’第六二極管陰極、第七電容的一端、第七電阻的一端聯(lián)結(jié)為待機復位信號輸出端，連接至觸發(fā)器的異步復位輸入端；第六二極管陽極連接至比較器的輸出端；第七電容的另外一端連接至直流工作電源。
10.一種待機自動斷電開關(guān)的通斷控制方法，包括利用權(quán)利要求1至9中任一項所述的待機自動斷電開關(guān)裝置，其特征在于: A、開關(guān)斷開時，按下按鈕，直流工作電源上電，產(chǎn)生置位信號使開關(guān)控制記憶單元輸出的開關(guān)控制信號置位，開關(guān)接通； B、開關(guān)閉合時，按下按鈕，產(chǎn)生邊沿觸發(fā)脈沖使開關(guān)控制記憶單元輸出的開關(guān)控制信號復位，開關(guān)斷開； C、開關(guān)閉合時，交流負載電流持續(xù)一段時間小于待機閾值電流，產(chǎn)生復位信號使開關(guān)控制記憶單元輸出的開關(guān)控制信號復位，開關(guān)斷開； D、開關(guān)斷開且按鈕未按下時，交流負載和所述裝置的交流電源都被切斷。
【文檔編號】H03K17/08GK104009739SQ201410217934
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】凌云, 肖伸平, 羅樹英, 李勇 申請人:湖南工業(yè)大學