專利名稱：吸頂式遠紅外及燈頭式聲光控雙模式控制延時開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電學領域，是一種用于普通民用照明的電源自動控制開關。
發明背景現有的普通的遠紅外控制或聲光控照明開關都是一種單穩態的自動延時開關，屬單一控制模式，只能自動工作無法進行手動隨意控制。它在使用上受限于其功能，如果在某些地方使用將帶來一些不便，比如說有的使用場所在某些情況之下，不宜于讓燈忽亮忽滅，需要做人工的隨意控制，而在另一時間，可能需要它自動控制才覺方便。當需要維持持續照明或者想讓它完全關閉，一般的自動控制開關無法做到。所以，在手動隨意控制和自動控制之間有個取舍的兩難，照顧了這一個就無法照顧另一個。有的墻體式自動控制開關采用在面板上安裝切換開關的辦法給予它手動/自動的切換功能，但是對于吸頂式或者燈頭式的自動開關就沒有辦法了，它的安裝被置于屋頂，因為距離太大，難于接觸得到，所以在吸頂式自動開關上加切換開關的辦法不可行。市場所見的產品，均未見有在吸頂式自動開關上加有手控和自控轉換功能，將之結合于一起的的產品，檢索此前的中國專利，也未見有類似的設計。
發明內容
為了克服現有的吸頂式或者燈頭式自動控制開關不足，本實用新型的目的是提供一種新型的吸頂式或者燈頭式自動控制開關，它能方便地使開關即有自動控制的功能又可以人工操作。
如前所述，在用戶實際使用當中可能產生一種要求——應有一種自主控制和自動控制兼備的吸頂式或者燈頭式的自動開關產品滿足使用者的需要。而對于需要吸頂安裝的控制開關如何能方便的進行人為的隨意控制？看似一個沒法解決的問題，但是本實用新型采用了一種非常巧妙的辦法來達到這一要求。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是它給出一種全新類型的照明控制開關，做成的實際產品是吸頂式或燈頭式的，將本開關安裝在受控燈具旁邊的屋頂。僅將此開關串連接入原來的燈和開關的回路，不需改動原來墻上的開關和墻內的導線，就可以用原墻上開關對本自動開關進行工作模式的自動轉換和隨意控制開/關燈。它兼普通電源控制開關和自動感應延時開關為一體，有雙重控制功能，兩種控制模式可以隨意方便的相互轉換。
這個功能是這樣實現的用原有的墻上機械開關來控制燈的開——關——自動三種工作狀態的轉換。開關的控制方法是，打開原來開關電源開啟，燈長亮，關閉它電源關斷，如此循環。當快速來回重復按鍵打開開關后開關就轉為遠紅外(或聲光控)感應啟動的自動延時工作狀態。它在探測范圍內探測到有人體活動(或有聲響)時自動打開電源，在延時時間完了，照明燈自動熄滅。在此基本上再次關閉開關，過數秒后開關回到手動控制模式，如此循環。本實用新型通過內部電路設計，使之能夠對手工開閉原墻體機械開關所產生的電脈沖進行識別，讓整個開關電路在手動/自動兩種工作模式之間互相轉換。它還有一個或者幾個發光二極管指示燈提示開關當前工作模式，幫助用戶對開關三種工作狀態——常開、常關和自動控制時的狀態做出辨別。
本實用新型的有益效果是它給出一種全新設計的吸頂式(或燈頭式)安裝的雙模式控制遠紅外或者聲光控開關的應用設計方法，相對于以往一般類型產品的吸頂式或者燈頭式自動控制開關它完全不同，可以做到手控自控功能兼備，想開想關隨意。這種開關是采用原有照明線路中的普通機械觸點開關遙控改變工作模式的，也用它直接開閉電源。即能滿足用戶使用中多樣化的要求，又方便環保，節省能源。不必對原有照明線路做出多大改變，完全不變動原有的墻內導線，所以安裝和使用均極為方便。它非常簡便易行，對使用場所的適應性非常強，能滿足使用者更多樣性的需要。它的使用范圍比起其他各種單模式控制的自動開關適用于更加寬廣的場合，對以往延時節能開關未涉足的場合，都可以采用這種新型開關。
附圖1是本實用新型的實施例1的電路圖；附圖2是本實用新型的實施例2的電路圖；附圖3是本實用新型的實施例3的電路圖；附圖4是本實用新型的實施例4的電路圖；附圖5是本實用新型的實施例5的電路圖；實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
本實用新型同傳統的吸頂式或者燈頭式自動開關的不同點在于它具有一個對電源開閉做出反應的特殊電路能對原來照明電路已有的墻上機械開關所產生的電脈沖進行識別，并且有一個轉換電路切換開關的手控/自動控制兩種工作狀態。
在附圖1所示的實施例中，IC1A~IC1C是一塊運放IC，它們和周圍元件一起組成一個低通放大電路，將紅外傳感頭拾得的人體紅外信號加以放大，這是個典型的遠紅外信號放大處理電路，并無特殊。IC2A是一個與非門電路，它實際起到或非邏輯關系的作用。只要其兩個輸入端的任何一個有低電位輸入，它均產生正輸出，從而可以推動后級的可控硅開關開閉電源。IC3是一個雙穩態觸發器，受三極管N2輸出的觸發改變兩個穩態。當雙穩態觸發器IC3的Q-端為正時，它可以抬高運放IC1C負輸入端的電位，為IC1C的翻轉創造條件。當前級放大器IC1B有傳感信號時，IC1C有負電位輸出產生拉電流，將C10上儲存的電荷放掉，IC2A一個輸入端變負，輸出高電位觸發可控硅，燈亮。然后由于R13給C10緩慢充電，經一個固定時間段結束延時狀態，燈滅。當IC3的Q+端有正輸出時，Q-端是低電位，IC2A的另一個輸入端是低電位，IC2A即產生正輸出，可控硅導通。所以改變IC3的兩個穩態就可以實現開關的“常開”和“感應自動開，延時自動關”的轉換。
IC3的狀態轉換是受控于N2的，當反復開關原照明電路墻上的開關鈕時，N2的基極被反復加脈沖，N2的集電極不斷給IC3的時鐘控制端輸入脈沖，IC3的輸出狀態就反復轉換。但是當隔一段才打開開關時，由于這時IC3已經完全失電，C14、R19將使IC3首先呈復位狀態。按附圖1的連法，本開關的第一狀態是自控狀態。按此原理也可以改變一下連接方法，令本雙模式開關的第一狀態是手控狀態，第一次打開開關時燈常明。只有快速關閉后再打開時，開關才跳變到紅外感應的自控狀態。IC2B是一個可控的無穩態振蕩電路，當IC2A有正輸出時，它產生振蕩，使兩個發光二極管之一發生閃爍。所以本電路可以用兩只(或兒只)普通發光二極管或一只或更多雙色發光管表達出三種開關工作狀態常開、自控關和自控開，非常便于使用者識別，這給正確使用判斷開關所處的工作狀態帶來了方便。
在附圖1所示的實施例中，整個電路的構成如下1、信號傳感、放大電路(由紅外傳感器、運放IC1A、IC1B、IC1C及周邊元件組成)；2、邏輯處理、延時和可控硅(或繼電器)驅動電路(R13、C10、IC2A、R15等)；3、工作模式轉換電路(N2、IC3及周邊元件組成)；4、開關狀態和工作模式顯示電路(IC2B、C11、R14、R21、N1、LED1、LED2等)；5、可控硅或繼電器功率開關電路(SCR、D5)；6、自身工作電源供給電路(C15、R22、D4、D3、DW2、DW1、C3等。
附圖2是本實用新型的實施例2電路圖的一個部分，為聲光控制形式。(只畫出聲控電路一個部分。其他電路部分同附圖1實施例相同。)附圖2是一個普通的聲控電路，可以用它來替換附圖1中的遠紅外信號放大電路，去掉附圖1中A點左側的紅外信號處理電路，代之以附圖2的聲控電路，就組成一個吸頂式(或燈頭式)安裝的聲控雙模式延時開關。這是本實用新型的實施例2。
附圖3是本實用新型的實施例3，它也是一個吸頂式遠紅外雙模式控制延時開關的電路。
與附圖1比較所不同的是它以繼電器為功率開關觸點，在邏輯處理、延時和可控硅(或繼電器)驅動電路，開關狀態和工作模式顯示電路上略有不同。信號傳感、放大電路，工作模式轉換電路基本相同。
附圖4和附圖5也是一種同類開關，但是它們和燈口的連接只需要兩條線，而不是像附圖1和附圖3那樣的需要三條線，所以對用戶來說產品的安裝更簡單方便。
附圖4是本實用新型的實施例4，大部與附圖1比較相似，所不同的僅是它選用雙向可控硅作為功率開關元件。
附圖5是本實用新型的實施例5，它與附圖1比較相差比較大。下面介紹附圖5所示的電路附圖5虛線的下半部(圖5b)是一個普通的遠紅外感應放大器，其工作模式轉換電路(5b)由N2、IC3A及周圍元件組成，由它識別電源通斷所產生的脈沖，每通斷一次IC3A的狀態就翻轉一次。IC3B及周圍元件是邏輯處理、延時和可控硅驅動電路，當IC3A的Q+端有正輸出時IC3B被強制置位，有輸出推動后級可控硅開關打開，此時開關處于長開狀態。IC3A的Q-端有正輸出時，將IC3B臨時復位，由于IC3B被連接成單穩態形式，所以前級的信號傳感、放大電路(在圖5中它是遠紅外感應放大電路，它可以被聲光控電路所取代)的輸出可觸發其進入暫穩態，有一段時間輸出之后，自動復位。其延時時間決定于R23、C21。RG是光敏電組，當環境光強到一定時可限制其進入暫穩態。S1、Z2、R27、R26、D9、C22等組成自身工作電源供給電路。本開關是單線制開關，所以需要一個特殊的自身工作電源供給電路為其在開關導通的狀態下提供滿足自身工作條件的電源供給。
本實用新型的具有如下特點一、它在照明電路中不改變原來的墻體內走線，原電源控制開關仍然發揮主控作用。本自動開關產品以吸頂式或者燈頭式安裝形式和照明燈相連接，裝在受控燈的附近的屋頂或者本身作為燈座(聲控型)。
二、快速開閉原機械式電源控制開關，可以改變本開關的工作模式，在手動控制模式和自動控制模式間發生轉換。手動模式打開時燈亮，自動模式打開時隨控制形式可自動感應啟動，人來燈亮，人走燈熄。關閉原電源控制開關即可徹底關掉電源。
三、有可清晰看到的的開關工作模式指示燈提示當前工作狀態，處于自動工作模式時相應的指示燈點亮。
各實施例中均有如下組成由1、信號傳感、放大電路(附圖1中的遠紅外傳感器、IC1A~IC1C運放IC和周圍元件一起組成的電路)；2、邏輯處理、延時和可控硅(或繼電器)驅動電路(附圖1中的IC2A、R13、C10等；3、工作模式轉換電路(附圖1中的IC3、N2和周圍元件)；4、開關狀態顯示電路(附圖1中的IC2B、R14、C11、N1、LED1、LED2等)；5、可控硅功率開關電路；6、自身工作電源供給電路幾個部分組成。
1、其信號傳感、放大電路可以是一個普通的遠紅外傳感、信號放大電路，也可以是一個聲控、聲光雙控信號放大電路；2、其邏輯處理、延時和可控硅(或繼電器)驅動電路可以由D觸發器或與非門電路組成，也可以由J-K觸發器和或非門電路組成；3、其工作模式轉換電路是一個雙穩態觸發器，時鐘輸入端連接一個三極管，此三極管通過一只限流電阻直接連接在整流管之前，和電源濾波電容之間有整流管相隔，其輸出端和邏輯處理、延時電路以及開關工作狀態顯示電路相連接，該雙穩態觸發器可以由D觸發器組成，也可以由J-K觸發器組成；4、其開關狀態顯示電路由發光二極管和驅動它們的可控振蕩器組成，可控振蕩器可以是一個門電路構成的振蕩電路，也可以是D觸發器、J-K觸發器或三極管分立元件構成的振蕩電路，可以采用兩個獨立的發光二極管提供狀態顯示，也可以采用一個雙色發光二極管提供狀態顯示，或者以單色發光二極管只做自動工作模式的顯示；5、可控硅或繼電器功率開關電路可以是一個單向可控硅、雙向可控硅或者是一個繼電器。(如附圖3中的J、N2、IC1B及周圍元件，附圖4中SCR、N3及周圍元件，附圖5中T1、S1及周圍元件)；6、自身工作電源供給電路可以采用電阻降壓、穩壓二極管穩壓的電路，也可以采用電容降壓、穩壓二極管穩壓的電路。(附圖1中C15、R22、DW2；附圖3中C13、D4、Z1；附圖5中S1、Z2、D9、R25、R26~R28等)。
在附圖1所示的實施例中N2的基級連接C13、R17、R16，C13、R17的另外一級接地，R16直接連接到經過降壓電阻、降壓電容降壓未經濾波的電源+端，R16連接R22和DW2、D4、D2的正極；N2的集電極連接IC3時鐘輸入端，IC3被連接成雙穩觸發器，Q+和Q-端與開關狀態顯示電路的發光管LED1、LED2直接或者間接相連；Q-端與信號傳感、放大電路的B點相連；其工作模式轉換電路的電源+端通過D3與總電源電路連接。開關狀態顯示電路IC2B連接IC2A的輸出端，IC2B的輸出端通過R21、N1、R20連接到發光管LED1、LED的負端。IC2B是一個可控振蕩器。
在附圖5所示的實施例中具有如下特點其工作模式轉換電路由N2、IC3A及周圍元件組成，N2的基級連接C15、R17、R18，C15、R17的另外一級接地，R18直接連接到經過降壓電阻R25降壓未經濾波的電源+端，R18連接R25和LED1的正極；N2的集電極連接IC3A的時鐘輸入端，IC3A被連接成雙穩觸發器，輸出端Q+連接到其邏輯處理、延時和可控硅驅動電路的IC3B的置位端；輸出端Q-通過由C17、R21組成的微分電路經由D4連接到1C3B的復位端；IC3B被連接成單穩態觸發器，輸出端Q+通過D8連接到可控硅SCR的控制極；輸出端Q+連接R23、D7的負端，R23、D7的正端連接C21和D5正端，D5負端連接IC3B的復位端。
其可控硅功率開關電路和自身工作電源供給電路SCR的正極連接整流橋B1的正輸出端，SCR的負極連接可控硅S1、Z2、D9的正極和R26，穩壓管Z2的負極經過R27連接S1的控制極。D9的負極連接C22和D3的正極和R24，分別為各部分電路提供工作電源。其工作模式轉換電路的電源+端通過D6與總電源電路相連接。
權利要求1.一種吸頂式遠紅外及燈頭式聲光控雙模式控制延時開關，其特征在于其構成具有以下部分信號傳感、放大電路；邏輯處理、延時和可控硅或繼電器驅動電路，工作模式轉換電路，開關狀態和工作模式顯示電路，可控硅或繼電器功率開關電路，自身工作電源供給電路；其工作模式轉換電路分別與信號傳感、放大電路，邏輯處理、延時和可控硅或繼電器驅動電路，開關狀態和工作模式顯示電路，可控硅或繼電器功率開關電路和自身工作電源供給電路幾個部分存在連接控制關系；與信號傳感、放大電路的連接點為B點；與邏輯處理、延時和可控硅或繼電器驅動電路的連接點為A點。
2.如權利要求1所述的開關其特征在于本開關的外觀形式是吸頂或燈頭式的，其接線端串連接入原來的燈和開關的回路，它有開關狀態和工作模式顯示燈可以指示當前開關所處工作狀態，在照明電路中的連接方式是火線先連接到原來的墻上開關，墻上開關的另一端連接本開關的一端，本開關的另一端連接照明燈具，照明燈具的另一端接零線和本開關的第三個接線端，或者無連接零線的接線端。
3.如權利要求1所述的開關其特征在于信號傳感、放大電路可以是一個遠紅外信號傳感放大電路，也可以是一個聲控或聲光雙控電路，其輸出連接到邏輯處理、延時和可控硅或繼電器驅動電路，并受到工作模式轉換電路的控制；在實施例1中，信號傳感、放大電路的輸出端也就是IC1c的輸出端通過D2連接到IC2a的輸入端即A點；D01的負極和R11相連的B點連接到IC3的Q-端。
4.如權利要求1所述的開關其特征在于其邏輯處理、延時和可控硅或繼電器驅動電路的輸入端分別與信號傳感、放大電路和工作模式轉換電路的輸出端相連接；在實施例1中IC2A的一個輸入端連接A點，另一個輸入端連接IC3的Q-端，IC2A的輸出端經過串連起來的R15、D5連接可控硅功率開關電路的可控硅SCR的控制級。
5.如權利要求1所述的開關其特征在于其工作模式轉換電路的輸入端連接到開關自身工作電源電路，其輸出端分別連接到邏輯處理、延時和可控硅或繼電器驅動電路的輸入端即A點和信號傳感、放大電路的B點；在實施例1中N2的基級連接C13、R17、R16，C13、R17的另外一級接地，R16直接連接到經過降壓電阻、降壓電容降壓未經濾波的電源+端，R16連接R22和DW2、D4、D2的正極；N2的集電極連接IC3時鐘輸入端，IC3A被連接成雙穩觸發器，Q+和Q-端與開關狀態顯示電路的發光管LED1、LED 2直接或者間接相連；Q-端與信號傳感、放大電路的B點相連；其工作模式轉換電路的電源+端通過D3與總電源電路連接；該部分電路使用的集成電路塊可以由D觸發器或與非門電路組成，也可以由J-K觸發器和或非門電路構成的雙穩態電路組成。
6.如權利要求1所述的開關其特征在于其開關狀態顯示電路的輸入端連接到邏輯處理、延時和可控硅或繼電器驅動電路的輸出端，它的輸出端連接開關工作狀態顯示的發光管，開關工作狀態顯示發光管的另外一端連接到工作模式轉換電路的輸出端；在實施例1中，開關狀態顯示電路的IC2B的輸入端連接IC2A的輸出端，IC2B的輸出端通過R21、N1、R20連接到發光管LED1、LED的負端。
7.如權利要求1所述的開關其特征在于其功率開關電路的可控硅輸入端連接到邏輯處理、延時和可控硅或繼電器驅動電路的輸出端，其輸出端直接或者間接通過橋式整流電路連接市電電源和負載；在實施例5中SCR的正極連接整流橋B1的正輸出端，SCR的負極連接自身工作電源供給電路的可控硅S1、Z2、D9的正極和R26。
8.如權利要求1所述的開關其特征在于其自身工作電源供給電路分別與功率開關電路和各部分電路的正負工作電源相連接；在實施例5中，可控硅S1的正極分別與功率開關電路的SCR的負極、Z2、D9的正極和R26相連，D9的負極連接C22和D3的正極和R24，分別為各部分電路提供工作電源。
專利摘要本實用新型是一種吸頂式遠紅外及燈頭式聲光控雙模式控制延時開關，可用于對民用照明燈或其他用電器進行隨意控制和自動控制雙重工作模式的轉換和手動開/閉。實際產品的外觀形式和安裝類型是吸頂式或者燈頭式的。它的功能可兼普通開關和遠紅外或聲光控延時自動開關為一體。安裝時不用改動原來的墻內電路，運用原照明線路的墻上機械開關遙控操作。在實際應用當中對應用環境、使用條件有很強的適應性和特殊的方便性、靈活性。其特征在于它內部電路構成具有以下部分遠紅外(或聲光控)信號傳感、放大電路；邏輯處理、延時和可控硅(或繼電器)驅動電路；工作模式轉換電路；開關狀態顯示電路；可控硅或繼電器功率開關電路；自身工作電源供給電路。
文檔編號H03K17/28GK2831614SQ03200748
公開日2006年10月25日 申請日期2003年1月9日 優先權日2003年1月9日
發明者陳有毅 申請人:陳有毅