一種基于過流保護電路的智能控制系統的制作方法

本發明涉及一種節能控制系統，具體涉及的是一種基于過流保護電路的智能控制系統。

背景技術：

隨著人們生活水平的不斷提高，對生活環境的要求也越來越高，人們為了使衛生間的空氣質量更好，便采用換氣扇了來改善衛生間的空氣質量，同時在夜里會通過照明燈來提高衛生間內的亮度。目前人們多采用兩個獨立的機械開關來對分別對換氣扇和照明燈的開啟與關閉進行控制，且在使用時需要人們通過兩次手動操作才能完成對照明燈和換氣扇的開啟或關閉。然而，人們在使用時往往會在開啟照明燈后忘記開啟換氣扇，使衛生間的空氣中的異味不能及時的被排出，從而不能很好的改善衛生間的空氣質量，嚴重的影響了人們的身體健康。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的衛生間的照明燈和換氣扇多采用兩個獨立的機械開關來對分別對換氣扇和照明燈的開啟與關閉進行控制，且在使用時需要人們通過兩次手動操作才能完成對照明燈和換氣扇的開啟或關閉的缺陷，提供一種能對照明燈和換氣扇進行自動開啟和關閉的控制系統。

本發明通過以下技術方案來實現：一種基于過流保護電路的智能控制系統，主要由時基集成芯片U3，二極管整流器U1，三極管VT2，正極與二極管整流器U1的B輸入端相連接、負極與二極管整流器U1的A輸入端共同形成控制系統的輸入端的極性電容C6，一端與極性電容C6的正極相連接、另一端與極性電容C6的負極相連接的電阻R9，正極與時基集成芯片U3的THOLD管腳相連接、負極經電阻R4后與三極管VT2的基極相連接的極性電容C2，一端與三極管VT2的發射極相連接、另一端與時基集成芯片U2的CVOLT管腳相連接的可調電阻R5，一端與時基集成芯片U2的CVOLT管腳相連接、另一端與三極管VT2的集電極相連接的電阻R6，正極與場三極管VT2的集電極相連接、負極順次經繼電器K和電阻R7后與時基集成芯片U2的OUT管腳相連接的極性電容C4，N極與繼電器K與電阻R7的連接點相連接、P極與極性電容C4的負極相連接的二極管D3，與二極管整流器U1的A輸入端相連接的過流保護電路，分別與時基集成芯片U3的VCC管腳和二極管整流器U1的正極輸出端以及負極輸出端相連接的三端穩壓電路，分別與時基集成芯片U3和三極管VT2的集電極相連接的磁控電路，以及與二極管整流器U1的A輸入端相連接的雙控電路組成。

所述時基集成芯片U2的THOLD管腳分別與DISCHG管腳和VCC管腳相連接；所述時基集成芯片U2的RESET管腳與VCC管腳相連接、其GND管腳接地；所述磁控電路分別與時基集成芯片U2的THOLD管腳和DIS管腳以及VCC管腳相連接；所述繼電器K的常開觸點K-2的其中一端與極性電容C6的負極相連接、另一端與過流保護電路的輸出端共同形成控制系統的第一輸出端；所述繼電器K的常開觸點K-1的其中一端與極性電容C6的負極相連接、其另一端與雙控電路的輸出端共同形成控制系統的第二輸出端。

所述過流保護電路由三極管VT3，三極管VT4，三極管VT5，三極管VT6，三極管VT7，正極經電阻R12后與三極管VT4的發射極相連接、負極與三極管VT4的基極相連接的極性電容C9，P極與極性電容C9的正極相連接、N極與三極管VT3的集電極相連接的二極管D5，P極經電阻R13后與三極管VT4的發射極相連接、N極與三極管VT6的集電極相連接的二極管D6，一端與三極管VT6的基極相連接、另一端與三極管VT4的集電極相連接的電阻R14，正極與三極管VT5的基極相連接、負極與三極管VT7的基極相連接的極性電容C10，一端與三極管VT3的基極相連接、另一端與三極管VT7的基極相連接的電阻R15，正極與三極管VT5的發射極相連接后接地、負極與三極管VT6的發射極相連接的極性電容C11，一端與三極管VT6的發射極相連接、另一端接地的電阻R17，一端與三極管VT3的基極相連接、另一端接地的電阻R16，以及正極與三極管VT7的基極相連接、負極與三極管VT7的發射極相連接后接地的極性電容C12組成；所述三極管VT4的集電極還與三極管VT5的基極相連接；所述三極管VT5的集電極與三極管VT6的基極相連接；所述三極管VT6的發射極還與三極管VT7的集電極相連接；所述極性電容C12的負極還與極性電容C10的負極相連接；所述三極管VT3的發射極接地；所述極性電容C11的負極作為過流保護電路的輸出端。

所述三端穩壓電路由穩壓芯片U3，負極與穩壓芯片U2的GND管腳相連接、正極經電阻R8后與穩壓芯片U2的VDD管腳相連接的極性電容C5，以及N極與穩壓芯片U2的OUT管腳相連接、P極與極性電容C5的負極相連接的穩壓二極管D2組成；所述穩壓二極管D2的N極與時基集成芯片U3的VCC管腳相連接；所述極性電容C5的負極與二極管整流器U1的負極輸出端相連接后接地；所述穩壓芯片U2的VDD管腳與二極管整流器U1的正極輸出端相連接。

所述磁控電路由磁開關CK，場效應管MOS，三極管VT1，一端與場效應管MOS的柵極相連接、另一端與磁開關CK的其中一端相連接的電阻R1，P極與三極管VT1的發射極相連接、N極經電阻R2后與場效應管MOS的源極相連接的二極管D1，正極與三極管VT1的基極相連接、負極與時基集成芯片U2的DISCHG管腳相連接的極性電容C1，一端與三極管VT1的集電極相連接、另一端與極性電容C1的負極相連接的電感L，以及正極與二極管D1的N極相連接、負極經電阻R3后與場效應管MOS的漏極相連接的極性電容C3組成；所述磁開關CK的另一端與三極管VT1的集電極相連接；所述二極管D1的N極與時基集成芯片U2的TRIG管腳相連接；所述場效應管MOS的漏極與三極管VT2的集電極相連接后接地。

所述雙控電路由雙向晶閘管V，N極與雙向晶閘管V的控制端相連接、P極經光敏電阻RG后與二極管整流器U1的A輸入端相連接的二極管D4，正極與二極管D4的P極相連接、負極與雙向晶閘管V的第一陽極相連接的極性電容C8，以及負極經可調電阻R11后與二極管D4的P極相連接、正極經電阻R10后與雙向晶閘管V的第二陽極相連接的極性電容C7組成；所述極性電容C7的正極與繼電器K的常開觸點K-1共同形成控制系統的第二輸出端；所述極性電容C8的負極還與二極管整流器U1的A輸入端相連接。

為確保本發明的實際使用效果，所述磁開關CK為由常開型干簧管AG和永久性磁鐵ZT組成的磁開關，所述常開型干簧管AG的其中一端與經電阻R1后與場效應管MOS的柵極相連接、另一端與三極管VT1的集電極相連接；所述穩壓芯片U2為W7800集成芯片；所述時基集成芯片U3為NE555集成芯片。

本發明與現有技術相比具有以下優點及有益效果：

(1)本發明能通過磁開關CK與外圍電路相結合對照明燈LM和換氣扇MAC的開啟與關閉進行控制，并且本發明能對輸入電壓進行穩壓處理，使輸入的電壓更穩定，很好的提高了本發明的穩定性，從而確保了本發明能很好的控制照明燈LM和換氣扇MAC進行自動開啟與關閉，能很好的改善衛生間的空氣質量，嚴重的影響了人們的身體健康。

(2)本發明能輸出電壓中產生的瞬間高電壓進行消除或抑制，能有效的防止了本發明的后端電子元件和負載被高電壓損壞，從而確保了本發明的輸出電壓的穩定性和可靠性。

(3)本發明的時基集成芯片U3優先采用了NE555集成芯片來實現，該芯片與外圍電路相結合，能有效的提高本發明對照明燈LM和換氣扇MAC的自動開啟與關閉的控制效果。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明的過流保護電路的電路結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例

如圖1所示，本發明的一種基于過流保護電路的智能控制系統，主要由時基集成芯片U3，二極管整流器U1，三極管VT2，電阻R4，可調電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R9，極性電容C2，極性電容C4，極性電容C6，二極管D3，繼電器K。穩壓芯片U3，電阻R8，極性電容C5，穩壓二極管D2，過流保護電路，磁控電路，三端穩壓電路，以及雙控電路組成。

為了本發明的實際使用效果，所述的所述時基集成芯片U3則優先采用了NE555集成芯片來實現；二極管整流器U1為4只1N4001二極管形成的二極管整流器；三極管VT2為3DG06三極管，電阻R4的阻值為10kΩ，可調電阻R5的阻值調節范圍為1～15kΩ，電阻R6的阻值為20kΩ，電阻R7的阻值為15kΩ，電阻R9的阻值為100kΩ；極性電容C2的容值為100μF，極性電容C4的容值為4.7μF，極性電容C6的容值2.2μF；二極管D3為1N4006二極管；繼電器K為JQX-15F型24V/30A繼電器。

連接時，極性電容C6的正極與二極管整流器U1的B輸入端相連接，負極與二極管整流器U1的A輸入端共同形成控制系統的輸入端與市電相連接。電阻R9一端與極性電容C6的正極相連接，另一端與極性電容C6的負極相連接。極性電容C2的正極與時基集成芯片U3的THOLD管腳相連接，負極經電阻R4后與三極管VT2的基極相連接。可調電阻R5的一端與三極管VT2的發射極相連接，另一端與時基集成芯片U2的CVOLT管腳相連接。

同時，電阻R6的一端與時基集成芯片U2的CVOLT管腳相連接，另一端與三極管VT2的集電極相連接。極性電容C4的正極與場三極管VT2的集電極相連接，負極順次經繼電器K和電阻R7后與時基集成芯片U2的OUT管腳相連接。二極管D3的N極與繼電器K與電阻R7的連接點相連接，P極與極性電容C4的負極相連接。三端穩壓電路分別與時基集成芯片U3的VCC管腳和二極管整流器U1的正極輸出端以及負極輸出端相連接。磁控電路分別與時基集成芯片U3和三極管VT2的集電極相連接。過流保護電路與二極管整流器U1的A輸入端相連接。雙控電路與二極管整流器U1的A輸入端相連接。

所述時基集成芯片U2的THOLD管腳分別與DISCHG管腳和VCC管腳相連接；所述時基集成芯片U2的RESET管腳與VCC管腳相連接、其GND管腳接地；所述磁控電路分別與時基集成芯片U2的THOLD管腳和DIS管腳以及VCC管腳相連接；所述繼電器K的常開觸點K-2的其中一端與極性電容C6的負極相連接、另一端與過流保護電路的輸出端共同形成控制系統的第一輸出端并與換氣扇MAC相連接；所述繼電器K的常開觸點K-1的其中一端與極性電容C6的負極相連接、其另一端與雙控電路的輸出端共同形成控制系統的第二輸出端并與照明燈LM相連接。

其中，所述時基集成芯片U3，三極管VT2，電阻R4，可調電阻R5，電阻R6，電阻R7，極性電容C2，極性電容C4，二極管D3和繼電器K形成了單穩態延時電路。該單穩態延時電路能通過時基集成芯片U3輸出的高低電平的轉換來控制電路中的繼電器K的閉合與斷開，從而對雙控電路的電壓輸出進行控制。同時，二極管整流器U1、電阻R9和極性電容C6形成整流濾波電路，該整流濾波電路二極管整流器U1和電阻R9以及極性電容C6形成了整流濾波電路，輸入的市電時，二極管整流器U1對輸入的市電進行整流使市電轉換為直流電壓，極性電容C6和電阻R9則對該直流電壓進行降壓限流得到12V的直流電壓，該電壓作為控制系統的工作電壓。

進一步地，所述的三端穩壓電路由穩壓芯片U2，穩壓二極管D2，電阻R8，以及極性電容C5組成。

連接時，極性電容C5的負極與穩壓芯片U2的GND管腳相連接，正極經電阻R8后與穩壓芯片U2的VDD管腳相連接。穩壓二極管D2的N極與穩壓芯片U2的OUT管腳相連接，P極與極性電容C5的負極相連接。所述穩壓二極管D2的N極與時基集成芯片U3的VCC管腳相連接；所述極性電容C5的負極與二極管整流器U1的負極輸出端相連接后接地；所述穩壓芯片U2的VDD管腳與二極管整流器U1的正極輸出端相連接。該三端穩壓電路對整流濾波電路輸出的12V直流電壓進行穩壓和穩流后為后部電路提供穩定的直流工作電壓。

為了確保本發明的實際使用效果，所述穩壓芯片U2則優先采用了W7800集成芯片來實現；同時，電阻R8的阻值為400kΩ，極性電容C5的容值為100μF；而穩壓二極管D2則為1N4011二極管。

更進一步地，所述磁控電路由磁開關CK，場效應管MOS，三極管VT1，電阻R1，電阻R2，電阻R3，極性電容C1，極性電容C3，電感L，以及二極管D1組成。

連接時，電阻R1的一端與場效應管MOS的柵極相連接，另一端與磁開關CK的其中一端相連接。二極管D1的P極與三極管VT1的發射極相連接，N極經電阻R2后與場效應管MOS的源極相連接。極性電容C1的正極與三極管VT1的基極相連接，負極與時基集成芯片U2的DISCHG管腳相連接。電感L的一端與三極管VT1的集電極相連接，另一端與極性電容C1的負極相連接。極性電容C3的正極與二極管D1的N極相連接，負極經電阻R3后與場效應管MOS的漏極相連接。

所述磁開關CK的另一端與三極管VT1的集電極相連接；所述二極管D1的N極與時基集成芯片U2的TRIG管腳相連接；所述場效應管MOS的漏極與三極管VT2的集電極相連接后接地。

其中，該電路的磁開關CK為由常開型干簧管AG和永久性磁鐵ZT組成的磁開關來實現，所述常開型干簧管AG的其中一端通經電阻R1后與場效應管MOS的柵極電連接、另一端與三極管VT1的集電極電連接；而永久性磁鐵ZT則設置在衛生間的門板邊緣處，常開型干簧管AG則設置在與永久性磁鐵ZT相對應的門框上。實施時，在衛生間的門為開啟時，磁開關CK的永久磁鐵ZT與常開型干簧管AG的距離變遠，常開型干簧管AG不受永久性磁鐵ZT的磁力作用，常開型干簧管AG內的丙觸片為斷開狀態，磁控電路不輸出電壓；當門關閉后，磁開關CK的永久磁鐵ZT與常開型干簧管AG的距離變近，常開型干簧管AG在永久性磁鐵ZT的磁力作用下，常開型干簧管AG內的丙觸片閉合，使磁控電路輸出電壓。

為了確保本發明的實際使用效果，所述是場效應管MOS為IRFP260場效應管，三極管VT1為3DG130三極管，電阻R1為18.5kΩ，電阻R2的阻值為12kΩ，電阻R3的阻值為2kΩ；極性電容C1的容值為0.47μF，極性電容C3的容值為10μF；電感L為100μP磁芯電感L；二極管D1為1N4008二極管。

再進一步地，所述所述雙控電路由雙向晶閘管V，電阻R10，可調電阻R11，光敏電阻RG，極性電容C7，極性電容C8，以及二極管D4組成。

連接時，二極管D4的N極與雙向晶閘管V的控制端相連接，P極經光敏電阻RG后與二極管整流器U1的A輸入端相連接。極性電容C8的正極與二極管D4的P極相連接，負極與雙向晶閘管V的第一陽極相連接。極性電容C7的負極經可調電阻R11后與二極管D4的P極相連接，正極經電阻R10后與雙向晶閘管V的第二陽極相連接。

所述極性電容C7的正極與繼電器K的常開觸點K-1共同形成控制系統的第二輸出端并與照明燈LM相連接；所述極性電容C8的負極還與二極管整流器U1的A輸入端相連接。該雙控電路用于對照明燈LM的開啟與關閉進行控制。

為了本發明的實際使用效果，所述的雙向晶閘管V則優先采用了BTB06TO-220雙向晶閘管來實現，電阻R10的阻值為51Ω，可調電阻R11的阻值的調節范圍為1～10kΩ，光敏電阻RG為CdS光敏電阻，極性電容C7容值為47μF/16V，極性電容C8的為移相電容其容值為100μF/50V；二極管D4為1N4002的開關二極管。

如圖2所示，所述過流保護電路由三極管VT3，三極管VT4，三極管VT5，三極管VT6，三極管VT7，電阻R12，電阻R13，電阻R14，電阻R15，電阻R16，電阻R17，極性電容C9，極性電容C10，極性電容C11，極性電容C12，二極管D5，以及二極管D6組成。

連接時，極性電容C9的正極經電阻R12后與三極管VT4的發射極相連接，負極與三極管VT4的基極相連接。二極管D5的P極與極性電容C9的正極相連接，N極與三極管VT3的集電極相連接。二極管D6的P極經電阻R13后與三極管VT4的發射極相連接，N極與三極管VT6的集電極相連接。電阻R14的一端與三極管VT6的基極相連接，另一端與三極管VT4的集電極相連接。極性電容C10的正極與三極管VT5的基極相連接，負極與三極管VT7的基極相連接。

同時，電阻R15的一端與三極管VT3的基極相連接，另一端與三極管VT7的基極相連接。極性電容C11的正極與三極管VT5的發射極相連接后接地，負極與三極管VT6的發射極相連接。電阻R17的一端與三極管VT6的發射極相連接，另一端接地。電阻R16的一端與三極管VT3的基極相連接，另一端接地。極性電容C12的正極與三極管VT7的基極相連接，負極與三極管VT7的發射極相連接后接地。

所述三極管VT4的集電極還與三極管VT5的基極相連接；所述三極管VT5的集電極與三極管VT6的基極相連接；所述三極管VT6的發射極還與三極管VT7的集電極相連接；所述極性電容C12的負極還與極性電容C10的負極相連接；所述三極管VT3的發射極接地；所述極性電容C11的負極作為過流保護電路的輸出端。

為了本發明的實際使用效果，所述的三極管VT3～VT7均有效采用了3DG12C三極管；電阻R12的阻值為510KΩ，電阻R13、電阻R14和電阻R16的阻值均為200KΩ，電阻R15的阻值為10KΩ，電阻R17的阻值為2KΩ；極性電容C9的容值為0.47μF/25V，極性電容C10的容值為0.1μF/400V，極性電容C11和極性電容C12的容值為220μF/16V；二極管D5和二極管D6均為1N4014二極管。

工作時，當有人進入衛生間，門關閉后，磁開關CK的永久磁鐵ZT與常開型干簧管AG的距離變近，常開型干簧管AG在永久性磁鐵ZT的磁力作用下，常開型干簧管AG內的丙觸片閉合，此時場效應管MOS得到偏流而導通。場效應管MOS導通后，三極管VT1得電導通，使時基集成芯片U2的TRIG管腳變為低電平，時基集成芯片U2處于觸發置位，此時時基集成芯片U2的OUT管腳由原來的低電平跳變為高電平，繼電器K勵磁吸合。繼電器K吸合后，其常開觸點K-1閉合，換氣扇MAC通電工作，開始排氣。與此同時，繼電器K的另一組常開觸點K-2也閉合，照明燈LM通電點亮，即通過調節可調電阻R11的阻值可對照明燈LM的亮度進行調節。當人離開衛生間門被開啟時，磁開關CK的永久磁鐵ZT與常閉型干簧管AG的距離過遠，由于AG內丙觸片不受ZT的磁力作用，導致AG內丙觸片斷開，三極管VT1無偏流而截止，此時，單穩態延時電路的時基集成芯片U2的TRIG管腳呈高電平，故時基集成芯片U2處于復位狀態，時基集成芯片U2的OUT管腳輸出低電平，極性電容C4開始放電，使繼電器K上的電壓能保持一段時間，換氣扇MAC和照明燈LM仍然保持工作狀態；極性電容C4的放電結束后，繼電器K無電流通過，其常開觸點K-1和常開觸點K-2均斷開，雙控電路不得電，雙控電路不工作，換氣扇MAC和照明燈LM均失電，即換氣扇MAC和照明燈LM均被關閉。本發明的換氣扇MAC和照明燈LM延時工作的時間是由極性電容C4的容值來決定的，本發明采用的極性電容C4的容值能使換氣扇MAC和照明燈LM延時工作10分鐘；本發明的延時工作結束后則自動恢復到初始狀態。

其中，本發明為了能對輸出電壓中產生的瞬間高電壓進行消除或抑制，能有效的防止本發明的后端電子元件和負載被高電壓損壞，在作為本發明的輸出端的二極管整流器U1的A輸入端上設置了過流保護電路，該電路在輸出電壓產生高電壓時，三極管VT6的電流增高，電阻R17上的電壓迅速上升，即三極管VT7的發射極上的電壓也迅速上升，當三極管VT7的發射極的電壓上升到0.7V時，三極管VT7飽和導通，將電阻R17上的電壓加到三極管VT5的基極，使三極管VT5導通，三極管VT4截止，使電路停止輸出電流，從而實現過流保護的作用，能有效的防止本發明的后端電子元件和負載被高電壓損壞，并確保了本發明輸出電壓的穩定性和可靠性。

如果在有人進入衛生間而其內的亮度足夠亮時，由于有較強的光線照射在光敏電阻RG上，使光敏電阻RG的內阻變小，極性電容C8兩端的電壓不足以使開關二極管D4導通，此時雙向晶閘管V無觸發電流而阻斷，照明燈LM不會點亮。夜晚由于沒有陽光照射在光敏電阻RG上，因而光敏電阻RG的內阻變得很大，相當于開路，此時二極管D4導通，雙向晶閘管V導通，照明燈H點亮。

本發明通過磁開關CK與外圍電路相結合對照明燈LM和換氣扇MAC的開啟與關閉進行控制，并且本發明對輸入電壓進行穩壓處理，使輸入的電壓更穩定，很好的提高了本發明的穩定性，從而確保了本發明能很好的控制照明燈LM和換氣扇MAC進行自動開啟與關閉，能很好的改善衛生間的空氣質量，嚴重的影響了人們的身體健康。本發明的時基集成芯片U3優先采用了NE555集成芯片來實現，該芯片與外圍電路相結合，能有效的提高本發明對照明燈LM和換氣扇MAC的自動開啟與關閉的控制效果。

如上所述，便可以很好的實現本發明。