專(zhuān)利名稱(chēng)：觸摸延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種延時(shí)自動(dòng)切斷電流的控制裝置，尤其是工作于市電電路中的、靠人體觸摸觸發(fā)而接通、經(jīng)一段延時(shí)時(shí)間后自動(dòng)斷電的開(kāi)關(guān)。
目前，能夠完成觸摸延時(shí)斷電功能的開(kāi)關(guān)裝置已有不少，如中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利CN2050666U、CN2053003U、CN2058542U、CN2067878U等，但由于這些開(kāi)關(guān)裝置中的控制電路部分采用低電壓(5－－20V)供電，為將市電電壓降壓，不得不使用高耐壓的電容器或大功率電阻器，從而使整個(gè)裝置的成本增加，體積增大。另外，由于使用的觸發(fā)元件為普通雙極型三極管或集成電路，觸發(fā)靈敏度不高，觸發(fā)時(shí)要求操作者必須用裸露的手指觸摸觸發(fā)用的金屬片，如果在金屬片的表面涂漆、粘貼不干膠或進(jìn)行其他非金屬裝飾，或用戴手套的手指觸摸，將不能可靠地觸發(fā)，從而給使用帶來(lái)了不便。
本實(shí)用新型的目的，是提供一種觸摸延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)，其成本更低；體積更小，外形尺寸能夠做到與現(xiàn)行普通開(kāi)關(guān)(如壁式暗藏按鍵開(kāi)關(guān))一樣小；靈敏度更高，允許操作者用戴薄手套的手指進(jìn)行觸發(fā)，或允許在觸發(fā)金屬片表面使用非金屬薄膜進(jìn)行裝飾。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的在絕緣外殼的外表面上，固定一片觸摸用金屬片(金屬片的外表面允許涂布絕緣漆或粘貼非金屬薄膜)；在外殼內(nèi)，固定有印刷電路板；觸摸金屬片通過(guò)一條導(dǎo)線(xiàn)與印刷電路板上的觸發(fā)輸入端相連。印刷板上的電路由電源電路及主電路兩部分組成。電源電路使用一塊全橋，全橋的兩個(gè)交流輸入端即為本開(kāi)關(guān)的外部接線(xiàn)端，它們分別接外電路的火線(xiàn)及負(fù)載RL；全橋的兩個(gè)直流輸出端“＋”、“－”分別與主電路的“＋”、“－”端相連，作為電路的工作電源，其中，“－”端作為電路的參考地。按信號(hào)的傳送順序，主電路可分為觸發(fā)電路、延時(shí)電路、倒相電路和主開(kāi)關(guān)電路四部分。觸發(fā)電路由T1(增強(qiáng)型TMOS管)、R1、R2、R3、D組成。T1柵極與觸發(fā)輸入端之間接有R1，T1的柵源兩極之間接有R2，T1的漏極接R3的一端，R3的另一端接D的負(fù)極，D的正極接電源“＋”。延時(shí)電路由T2(無(wú)耐壓要求的NPN型硅三極管)、C(延時(shí)用電解電容)、R4、R5、LED(發(fā)光二極管)組成。T2的基極接R4的一端，R4的另一端接C的正極，并與T1的源極相連，C的負(fù)極接地。T2的發(fā)射極接地。T2的集電極接R5的一端，R5的另一端接LED的負(fù)極，LED的正極接電源“＋”。倒相電路由T3(無(wú)耐壓要求的NPN型硅三極管)和R6組成。T3的基極接T2的集電極，T3的發(fā)射極接地，T3的集電極接R6的一端，R6的另一端接電源“＋”。主開(kāi)關(guān)電路由SCR(單向可控硅)組成，SCR的控制極接T3的集電極，SCR的陰極接地，陽(yáng)極接電源“＋”。當(dāng)本開(kāi)關(guān)處于等待狀態(tài)時(shí)，T1截止，C上無(wú)電壓，故T2截止，T3導(dǎo)通，SCR截止。此時(shí)流過(guò)負(fù)載的電流的有效值近似等于流過(guò)LED、R5的電流的有效值，此電流與額定電流相比非常小，故此時(shí)開(kāi)關(guān)相當(dāng)于斷開(kāi)。同時(shí)，發(fā)光管發(fā)出微光，用以指示本開(kāi)關(guān)的位置。當(dāng)人體接觸或接近觸摸金屬片時(shí)，人體感應(yīng)的電壓信號(hào)經(jīng)R1加在T1的柵源兩極間，使T1導(dǎo)通，電源電壓經(jīng)D、R3、T1的漏源極對(duì)C充電，當(dāng)C兩端電壓上升至約1V時(shí)，T2導(dǎo)通，使T3截止，SCR導(dǎo)通，全橋的3、4兩端被SCR短路，此時(shí)相當(dāng)于本開(kāi)關(guān)接通。實(shí)際上，從T1導(dǎo)通到SCR導(dǎo)通有一段延遲時(shí)間，故當(dāng)SCR導(dǎo)通時(shí)，C上的電壓可充至2－4V。此時(shí)若停止觸摸，則C開(kāi)始放電，本開(kāi)關(guān)進(jìn)入延時(shí)狀態(tài)。C放電時(shí)，放電電流流經(jīng)R4和T2的發(fā)射結(jié)，使T2維持導(dǎo)通，T3維持截止，SCR維持導(dǎo)通。由于R4取值較大，C放電較慢。當(dāng)C放電至1V以下時(shí)(放電時(shí)間為1－10min量級(jí))，T2因基極電流過(guò)小而退出飽和區(qū)和放大區(qū)而截止，故T3導(dǎo)通、SCR關(guān)斷，此時(shí)相當(dāng)于本開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，負(fù)載重又?jǐn)嚯?，回?fù)到等待狀態(tài)，完成一個(gè)工作循環(huán)。在整個(gè)工作過(guò)程中，T2、T3的集電極分別受到T3的基極及SCR的控制極的箝位作用，所以，雖然T2、T3不是高耐壓管，卻可以在高壓下正常工作。
由于在本開(kāi)關(guān)裝置中使用了輸入阻抗極高的TMOS管，從而提高了其觸發(fā)靈敏度。又由于T2、T3采用了上述的箝位電路，使其能夠在高壓下工作，從而允許主電路直接接在全橋的直流輸出端，省去了降壓用的電容器或電阻器。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
此實(shí)施例為一個(gè)控制白熾燈負(fù)載的、外型尺寸和安裝尺寸均與常用普通壁式暗開(kāi)關(guān)相同的、具有觸摸觸發(fā)后開(kāi)燈、延時(shí)一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)燈的控制開(kāi)關(guān)。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的功能等效電路圖。
圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的印刷板圖。
圖4是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的安裝示意圖。
圖1、圖2中，“TOUCH”為觸發(fā)輸入端，“FUSE”為保險(xiǎn)絲，“A”、“B”為本裝置的兩個(gè)外部接線(xiàn)端，“RL”為被控負(fù)載白熾燈，“BRIDGE”為全橋，其“1′”、“2′”為交流輸入端，“3′”、“4′”分別為直流輸出“＋”、“－”端，T1為增強(qiáng)型TMOS管，T2、T3為無(wú)耐壓要求的NPN型硅三極管，SCR為單向可控硅，LED為發(fā)光二極管，C為延時(shí)用電解電容。
圖4中的各部分為［1］與現(xiàn)用普通按鍵開(kāi)關(guān)的外型尺寸及安裝尺寸都相同的膠木基板。［2］觸摸用金屬圓環(huán)。［3］表面非金屬裝飾層。［4］發(fā)光管。［5］外部引線(xiàn)端兼固定用螺母、螺栓。［6］印刷電路板。［7］連接線(xiàn)。［8］觸發(fā)輸入端。
在圖1中，全橋的“1′”、“2′”分別接A、B兩端，作為本開(kāi)關(guān)的外部接線(xiàn)端，接外電路的火線(xiàn)及白熾燈；全橋的“3′”、“4′”兩端分別與主電路的“＋”、“－”端相連，其中，“－”端為電路的參考地。T1柵極與觸發(fā)輸入端之間接有R1，T1的柵源兩極之間接有R2，T1的漏極接R3的一端，R3的另一端接D的負(fù)極，D的正極接電源“＋”。T2的基極接R4的一端，R4的另一端接C的正極，并與T1的源極相連，C的負(fù)極接地。T2的發(fā)射極接地。T2的集電極接R5的一端，R5的另一端接LED的負(fù)極，LED的正極接電源“＋”。T3的基極接T2集電極，T3的發(fā)射極接地，T3的集電極接R6的一端，R6的另一端接電源“＋”。SCR的控制極接T3的集電極，SCR的陰極接地，陽(yáng)極接電源“＋”。為操作者的安全起見(jiàn)，R1的阻值應(yīng)大于1M。最好在1－－2M之間。C的容值可在10－－220uF之間，R4的阻值可取1M。如此取值時(shí)，延時(shí)時(shí)間可在0.5－－10min之間。
在圖4中，金屬圓環(huán)［2］嵌在基板［1］的外側(cè)表面上，裝飾材料［3］可以使用壓敏膠(不干膠)或漆，貼或涂在［2］的外表面上。［1］、［2］和［3］的中央留有圓孔，以便光從其中射出。印刷電路板［6］靠?jī)商茁菟奥菽福?］固定在［1］上，同時(shí)，這兩套螺母還分別與電路中的A、B兩點(diǎn)發(fā)生電連接，而且，還作為接線(xiàn)柱，分別用來(lái)固定外電路的火線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)及負(fù)載出線(xiàn)。［6］上的發(fā)光管［4］的發(fā)光面正對(duì)著基板中央的圓孔，以便使位于基板外側(cè)的使用者能夠看見(jiàn)它發(fā)出的光。在［2］與電路板的觸發(fā)輸入端［8］之間，有連接線(xiàn)［7］，它將觸摸信號(hào)傳送到電路中去。
以上的整個(gè)裝置，由于外部尺寸及安裝尺寸均與普通壁式暗開(kāi)關(guān)相同，故凡是可以安裝普通暗開(kāi)關(guān)的地方均可以安裝本裝置，安裝方式與普通開(kāi)關(guān)相同。安裝后，若無(wú)人觸摸，則本開(kāi)關(guān)處于等待狀態(tài)，燈不亮，發(fā)光管亮，指示本開(kāi)關(guān)的位置，便于黑暗中操作。當(dāng)有人觸摸時(shí)，燈亮，發(fā)光管滅。停止觸摸后，燈仍亮。直到到達(dá)延時(shí)時(shí)間后，燈滅，發(fā)光管亮，重新回到等待狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種觸摸延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)，在其絕緣外殼的外表面上，固定一片觸摸用金屬片；在外殼內(nèi)，固定有本電路的印刷板；觸摸金屬片通過(guò)一條導(dǎo)線(xiàn)與印刷電路板上的觸發(fā)輸入端TOUCH端相連，電路部分，由電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、電解電容C、二極管D、增強(qiáng)型TMOS管T1、NPN型硅三極管T2和T3、單向可控硅SCR、發(fā)光二極管LED、全橋BRIDGE組成，BRIDGE的兩個(gè)交流輸入端A、B作為本開(kāi)關(guān)的外部接線(xiàn)端，兩個(gè)直流輸出端“+”、“-”為電路的其他部分提供電源，本實(shí)用新型的特征是BRIDGE的A、B兩端分別接外電路的火線(xiàn)及負(fù)載；T1柵極與TOUCH端之間接有R1，T1的柵源兩極之間接有R2，T1的漏極接R3的一端，R3的另一端接D的負(fù)極，D的正極接“+”，T2的基極接R4的一端，R4的另一端接C的正極，并與T1的源極相連，C的負(fù)極接“-”，T2的發(fā)射極接“-”，T2的集電極接R5的一端，R5的另一端接LED的負(fù)極，LED的正極接“+”，T3的基極接T2的集電極，T3的發(fā)射極接“-”，T3的集電極接R6的一端，R6的另一端接“+”，SCR的控制極接T3的集電極，SCR的陰極接“-”，陽(yáng)極接“+”。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)，其特征是外殼采用與普通壁式暗開(kāi)關(guān)的外型尺寸及安裝尺寸都相同的膠木基板，觸摸金屬片固定在基板外側(cè)的表面上，印刷電路板固定在基板的內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的觸摸延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)，其特征是觸摸金屬片的外表面涂有裝飾漆。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的觸摸延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)，其特征是觸摸金屬片的外表面上粘貼有非金屬薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的觸摸延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)，其特征是觸摸金屬片和基板的中央有圓孔，發(fā)光管的發(fā)光面正對(duì)著圓孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的觸摸延時(shí)斷電開(kāi)關(guān)，其特征是整個(gè)裝置只有兩個(gè)外部接線(xiàn)端。
專(zhuān)利摘要一種觸摸延時(shí)繼電開(kāi)關(guān)裝置，它是在絕緣外殼的外表面上，固定一片觸摸用金屬片；在外殼內(nèi)，固定有本電路的印刷板；觸摸金屬片通過(guò)一條導(dǎo)線(xiàn)與印刷電路板上的觸發(fā)輸入端相連，此裝置工作于市電電路中，能完成觸摸觸發(fā)后接通、經(jīng)一段延時(shí)時(shí)間后自動(dòng)斷電的功能，由于電路中使用了TMOS管及特殊的箱位電路，使本電路具有極高的觸發(fā)靈敏度及十分簡(jiǎn)單的電源電路。
文檔編號(hào)H03K17/96GK2112910SQ9220006
公開(kāi)日1992年8月12日 申請(qǐng)日期1992年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月7日
發(fā)明者沈衛(wèi)東 申請(qǐng)人:沈衛(wèi)東