專利名稱：一種免維護(hù)感應(yīng)潔具電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源，尤其是一種免維護(hù)感應(yīng)潔具電源。
技術(shù)背景世界上的水資源是有限的，隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資 源需求越來越大，水資源的浪費(fèi)也越來越嚴(yán)重。為了有效的節(jié)約用水， 各式各樣的節(jié)水型用具應(yīng)運(yùn)而生，感應(yīng)潔具就是其中之一，比如感應(yīng) 水龍頭，感應(yīng)噴頭等，被廣泛的應(yīng)用于衛(wèi)浴產(chǎn)品中。此類感應(yīng)潔具都 需要電源提供電能來控制潔具的工作狀態(tài)。目前的感應(yīng)潔具具有兩種供電方式， 一種是交流供電，將220V 的交流電經(jīng)變壓整流后輸出直流工作電壓，供給控制電路及電磁閥工 作；另一種是直流供電， 一般采用堿性電池組或鋰電池直接供電。交 流供電需要考慮交流電源布線，停電時無法工作，而且存在觸電的安 全隱患。直流供電因電池使用的期限比較短，需要頻繁的更換電池。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能自給自足的，安全便利又節(jié)能 的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源。本實用新型是通過如下方案實現(xiàn)的 一種免維護(hù)感應(yīng)潔具電源， 其特點(diǎn)在于所述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源包括微型水輪發(fā)電機(jī)，整流電 路，線性穩(wěn)壓模塊，帶有法拉電容的充電電路，微型水輪發(fā)電機(jī)的輸 出端與整流電路的輸入端連接，整流電路的輸出端與線性穩(wěn)壓模塊輸 入端連接，線性穩(wěn)壓模塊的輸出端與帶有法拉電容的充電電路連接， 微型水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電量經(jīng)過整流電路整流和線性穩(wěn)壓模塊處理之 后通過充電電路將電量存儲在法拉電容中。由于單電路要提供負(fù)載要 求的電壓，對法拉電容的耐壓等級和自放電率等性能要求比較高，因 此本實用新型的進(jìn)一步設(shè)置為免維護(hù)感應(yīng)潔具電源由兩組完全獨(dú)立 的微型水輪發(fā)電機(jī)，整流電路，線性穩(wěn)壓模塊，帶有法拉電容的充電 電路組成，兩組電路的法拉電容串聯(lián)，法拉電容組作為電源與負(fù)載電 路連接。
為了能讓感應(yīng)潔具在長久不使用的情況下，免維護(hù)感應(yīng)潔具電源 仍能正常工作，本實用新型再進(jìn)一步設(shè)置為免維護(hù)感應(yīng)潔具電源還 包括一個后備電源，兩法拉電容串聯(lián)后正極與一隔離電容連接后接入 負(fù)載電路，后備電源正極與一隔離二極管連接后接入負(fù)載電路。當(dāng)感 應(yīng)潔具有一段時間擱置不用后，因為法拉電容的自放電將使電容電量 減少，當(dāng)輸出電壓低于設(shè)計值時，后備電池能立即提供負(fù)載電能，維 持感應(yīng)潔具正常工作。當(dāng)電容重新充電后電壓升到設(shè)計值時，后備電 池將立即切斷電力供應(yīng)。為了使電源工作和供電更加的穩(wěn)定，本實用新型更進(jìn)一步設(shè)置 為整流電路中設(shè)有效率匹配電阻，穩(wěn)壓電路中設(shè)有穩(wěn)壓二極管，充 電電路中設(shè)有限流電阻。根據(jù)微型水輪發(fā)電機(jī)內(nèi)部阻抗，在整流電路 中設(shè)置一個效率匹配電阻，使輸出功率達(dá)到最大。上述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源中加入的發(fā)電機(jī)為微型水輪發(fā)電機(jī)， 能將水流的動能通過內(nèi)置的微型水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，感應(yīng)潔具在 被使用的過程中對法拉電容進(jìn)行充電蓄能，達(dá)到電能自給自足的；這 種新型的電源，無須布線和更換電池又節(jié)能，既具備了直流供電的安 全和便利性能，又具備了交流供電的持續(xù)供電能力。
圖1為本實用新型免維護(hù)感應(yīng)潔具電源的電路框圖； 圖2為本實用新型免維護(hù)感應(yīng)潔具電源的具體電路圖；具體實施方式
參考圖l，本實施例免維護(hù)感應(yīng)潔具電源，微型水輪發(fā)電機(jī)輸出 端與連接整流電路輸入端連接，整流電路輸出端與線性穩(wěn)壓模塊輸入 端連接，線性穩(wěn)壓模塊輸出端和帶有法拉電容的充電電路輸入端連 接，兩組完全相同又獨(dú)立的電路法拉電容串聯(lián)，后備電池和法拉電容 組并聯(lián)，微型水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電量經(jīng)過整流電路整流和線性穩(wěn)壓模塊 處理之后通過充電電路將電量存儲在法拉電容中。以一組電路為例，參考圖2，微型水輪發(fā)電機(jī)G1發(fā)出的電經(jīng)過 整流器D1整流，效率匹配電阻R1限流，輸出到線性穩(wěn)壓器U1，線 性穩(wěn)壓器U1的電壓輸出為為2 5V，再經(jīng)過隔離二極管D5和限流電 阻R3給法拉電容C5充電。效率匹配電阻Rl分別與穩(wěn)壓二極管D3 和濾波電容C1連接，線性穩(wěn)壓器U1的輸出端還接有電容C3。本電 路中，整流器D1、效率匹配電阻R1、穩(wěn)壓二極管D3、濾波電容C1
組成橋式整流電路，線性穩(wěn)壓器Ul和電容C3組成線性穩(wěn)壓電路， 隔離二極管D5、限流電阻R3、法拉電容C5組成充電電路。另一組 電路與上述電路完全相同。本實施例免維護(hù)感應(yīng)潔具電源是將兩組完全相同又獨(dú)立的上述 電路中的法拉電容C5和法拉電容C6串聯(lián)成法拉電容組，法拉電容 組依次與電解電容C7、后備電池與隔離二極管D8串聯(lián)組成的電路、 去耦電容C8并聯(lián)，在電解電容C7和隔離二極管D8之間還連接一隔 離二極管D7，防止后備電池和電容組構(gòu)成回路。電阻R1(R2)和發(fā)電機(jī)G1(G2)的內(nèi)部阻抗相匹配，使的發(fā)電機(jī) G1(G2)的有效輸出功率達(dá)到最大，穩(wěn)壓二極管D3(D4)給線性穩(wěn)壓器 U1(U2)提供限壓保護(hù)；隔離二極管D5(D6)是保證法拉電容C5 (C6) 和充電電路不能形成反向回路，減少放電量，同時是起到對法拉電容 C5 (C6)的限壓的作用；隔離二極管D7和隔離二極管D8是保證后 備電源不會和電容組形成回路，以減少后備電池的耗能；整流電路將 交流變成脈動的直流，整流電路中的濾波電容Cl (C2)，利用其充放 電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩(wěn)定的直流電壓；濾 波電容C1 (C2)又作為線性穩(wěn)壓器U1 (U2)的輸入電容；電容C3 (C4)是線性穩(wěn)壓器U1 (U2)的輸出電容；電解電容C7的設(shè)置是 為了改善電源輸出特性，C8是去耦電容。與本實施例匹配的感應(yīng)控制板額定工作電壓為6V，工作電壓范 圍為4.5-13.5V (內(nèi)置HT7136穩(wěn)壓模塊)，所配套的電磁閥為雙穩(wěn)態(tài) 脈沖電磁閥，工作電壓為4.5-10V。微型水輪發(fā)電機(jī)有兩組獨(dú)立的發(fā) 電線圈，規(guī)格相同。根據(jù)水量的不同，其電壓波動范圍為2-24V?；谝陨系脑?，本實施例中相關(guān)元器件的參數(shù)為Cl: 100uF/35V C2: 100uF/35V C3: 1 u F/50V (鉭電容)C4: 1 uF/50V (鉭電容)C5: 1F/5.5V C6: 1F/5.5V C7: 2200 U F /16VC8:2200PF/16VD3:1W/20V D4: 1W/20VD5、 D6、 D7、 D8為肖特基二極管1N5819，正向壓降為0.3V U1、U2為微功耗的CMOS LDO線性穩(wěn)壓器，型號為BL8551-50， 也可以是穩(wěn)壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。后備電池為6V，不可充的鋰電池。 線性穩(wěn)壓器的電壓輸出為2~5V，法拉電容串聯(lián)后最高電壓為 9.4V。本實用新型在實際使用過程中根據(jù)不同的感應(yīng)潔具及配件，采用 不同規(guī)格參數(shù)的元器件。也可以根據(jù)不同的電壓需求，在電路中再接 入一組或幾組完全相同又獨(dú)立的發(fā)電電路，只要把這幾組電路的法拉 電容串聯(lián)，組成法拉電容組，然后法拉電容組依次與電解電容C7、 后備電池與隔離二極管D8串聯(lián)組成的電路、去耦電容C8并聯(lián)，在 電解電容C7和隔離二極管D8之間連接一隔離二極管D7即可構(gòu)成一 個符合要求的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源。因為本實用新型的實施例是一種感應(yīng)水龍頭的電源電路，因此采 用的發(fā)電機(jī)是微型水輪發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)可以根據(jù)不同的感應(yīng)潔具而更 換，如太陽能電池板等。
權(quán)利要求1. 一種免維護(hù)感應(yīng)潔具電源，其特征在于所述的免維護(hù)感 應(yīng)潔具電源包括微型水輪發(fā)電機(jī)，整流電路，線性穩(wěn)壓模塊，帶 有法拉電容的充電電路，微型水輪發(fā)電機(jī)的輸出端與整流電路的 輸入端連接，整流電路的輸出端與線性穩(wěn)壓模塊輸入端連接，線 性穩(wěn)壓模塊的輸出端與帶有法拉電容的充電電路連接，微型水輪 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電量經(jīng)過整流電路整流和線性穩(wěn)壓模塊處理之后通 過充電電路將電量存儲在法拉電容中。
2. 按照權(quán)利要求l所述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源，其特征在 于所述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源由兩組完全獨(dú)立的微型水輪發(fā)電 機(jī)，整流電路，線性穩(wěn)壓模塊，帶有法拉電容的充電電路組成， 兩組電路的法拉電容串聯(lián)，法拉電容組作為電源與負(fù)載電路連 接。
3. 按照權(quán)利要求2所述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源，其特征在 于所述整流電路為橋式整流電路，線性穩(wěn)壓模塊為微功耗CMOS LDO穩(wěn)壓器或微功耗的穩(wěn)壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。
4. 按照權(quán)利要求1或2或3所述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源， 其特征在于所述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源還包括一個后備電源，兩 法拉電容串聯(lián)后正極與一隔離二極管連接后接入負(fù)載電路，后備 電源正極與一隔離二極管連接后接入負(fù)載電路。
5. 按照權(quán)利要求4所述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源，其特征在 于所述的整流電路中設(shè)有效率匹配電阻，穩(wěn)壓電路中設(shè)有穩(wěn)壓二 極管，充電電路中設(shè)有限流電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種電源，尤其是一種免維護(hù)感應(yīng)潔具電源。一種免維護(hù)感應(yīng)潔具電源，其特征在于所述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源包括微型水輪發(fā)電機(jī)，整流電路，線性穩(wěn)壓模塊，帶有法拉電容的充電電路，微型水輪發(fā)電機(jī)的輸出端與整流電路的輸入端連接，整流電路的輸出端與線性穩(wěn)壓模塊輸入端連接，線性穩(wěn)壓模塊的輸出端與帶有法拉電容的充電電路連接，微型水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電量經(jīng)過整流電路整流和線性穩(wěn)壓模塊處理之后通過充電電路將電量存儲在法拉電容中。上述的免維護(hù)感應(yīng)潔具電源將水流的動能通過內(nèi)置的微型水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，感應(yīng)潔具在被使用的過程中對法拉電容進(jìn)行充電蓄能，達(dá)到電能自給自足的目的；這種新型的電源，無須布線和更換電池又節(jié)能，既具備了直流供電的安全和便利性能，又具備了交流供電的持續(xù)供電能力。
文檔編號H02J15/00GK201038832SQ20072003990
公開日2008年3月19日 申請日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者何曉東, 吳劍武, 張志東, 阮志平 申請人:溫州市工業(yè)科學(xué)研究院