彩電自動電子開關電路的制作方法

專利名稱：彩電自動電子開關電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動電子開關電路，特別是用于彩電的自動電子開關電路。
本實用新型的技術解決方案是彩電自動電子開關電路，其特點在于具有降壓整流穩壓電路、主控電路、開關執行電路、負載檢測電路、遙控接收電路及過壓檢測電路，交流輸入信號進入后分為兩路，一路經開關執行電路進入負載檢測電路，由負載檢測電路輸出檢測到的關機和停電自鎖信號到主控電路，由主控電路控制開關執行電路輸出上述信號；另一路經降壓整流穩壓電路后給遙控接收電路及主控電路供電，同時給開關執行電路儲能電容充電，并且經過壓檢測電路，給主控電路提供過壓檢測信號，由主控電路控制開關執行電路輸出過壓信號；開機信號由遙控接收電路接收后經主控電路控制輸出到開關執行電路，輸出開機信號。
此外，本實用新型還具有接于遙控接收電路輸出端和開關執行電路輸入端的可直接接于彩電內部的遙控信號放大隔離整形電路；接于輸入電源與降壓整流穩壓電路之間的雷擊防護電路；接于開關執行電路與輸出電源之間的防止彩電開機瞬間大電流對本電路及彩電元件的沖擊作用的負溫度系數熱敏電阻。
所述的主控電路由開機檢測、開機控制和復位控制電路組成，其中遙控接收輸出的信號經開機檢測電路檢測到后，傳送給開機控制電路，使其輸出信號到開關執行電路，同時開機控制電路輸出鎖定信號給開機檢測電路，復位控制電路輸出復位信號到開機控制電路。
本實用新型的工作原理如下實現交流開關機功能當本實用新型處于關機狀態時，主控電路中的開機控制端輸出關機信號到開關執行電路，使開關執行關機動作，電源輸出端無電源輸出，彩電處于交流關機狀態。當需要彩電工作時，用遙控器發出開機信號，遙控接收電路接收到遙控信號后，輸出脈沖到主控電路，主控電路中的開機檢測電路檢測到開機信號，使其內的開機控制電路輸出開機信號，開機控制信號同時將開機檢測端鎖定于開機狀態，防止開機檢測端被重復觸發而使開機控制電路多次翻轉，同時開機控制電路給復位控制電路供電。主控電路輸出開機信號后，使開關執行電路執行開機動作，接通電源，使得彩電工作，同時開關執行電路自我供電，維持導通狀態。此外，負載檢測電路檢測到彩電工作電流后，反饋給主控電路中的復位控制電路，使復位控制電路無復位信號輸出，主控電路保持輸出開機信號，彩電正常工作。當需要對彩電關機時，用遙控器使彩電進入待機狀態，該狀態被負載檢測電路檢測后，傳遞給主控電路中的復位控制電路，延時一段時間后，復位控制電路輸出復位信號，開關控制電路被復位，輸出關機信號，使開關執行電路執行關機動作，切斷彩電電源。
實現重復過壓保護功能當電源電壓超過本實用新型設定的保護電壓時，過壓檢測電路檢測后輸出過壓信號給主控電路中的復位控制電路，使復位控制電路輸出復位信號，將開機控制電路復位于關機狀態，輸出關機信號，使開關執行電路執行關機動作。此時，如果彩電正處于工作狀態，則電源迅速被切斷，如果彩電正處于關機狀態，而用戶又想開機，則因為復位控制電路將開機控制電路鎖定于關機狀態，不能輸出開機信號，則開關執行電路不能執行開機動作，使彩電無法開機，直到電壓恢復正常后，才能進行遙控開機。
實現停電自鎖功能為停電時不管彩電工作與否，停電后，開機執行電路中的儲能電容能量被泄放，再次來電時，主控電路如果輸出關機信號，則電路一直鎖定于關機狀態，如果來電時，主控電路輸出開機信號，則因為開關執行行電路的儲能電容未被充電，無法執行開機動作，電源不能接通，彩電不能工作，負載檢測電路不能檢測到彩電的工作電流，則復位控制電路在開機控制電路輸出電流的作用下，經過延時后，輸出復位信號，之后使開機控制電路復位輸出關機信號，執行電路中儲能電容開始充電，等待遙控開機信號。
本實用新型的有益效果是不僅能使無遙控交流關機功能的彩電實現遙控交流關機，而且能使任何遙控彩電實現在交流關機狀態下遙控開機，同時具有重復過壓保護功能和停電自鎖功能，此外，因為負溫度系數熱敏電阻的作用，還具有彩電開機瞬間防止大電流對本電路有關元件及彩電整流元件的沖擊的作用。本實用新型功耗低，抗干擾能力強，可靠性高，且結構簡單，易于實現。


圖1為本實用新型原理結構框圖；圖2為圖1的電原理圖。
如圖1所示，本實用新型包括降壓整流穩定壓電路1、主控電路2、開關執行電路3、負載檢測電路4、遙控接收電路5及過壓檢測電路6，交流電源由輸入端進入雷擊防護電路后分兩路，一路經降壓整流穩壓電路1后，給遙控接收電路5及主控電路2供電，并給過壓檢測電路6提供檢測信號，同時經限流后給開關執行電路3儲能電容充電，另一路經過開關執行電路3及負載檢測電路4接主控電路2，主控電路2輸出的執行信號進入開關執行電路3，由開關執行電路3輸出電源信號，此外，遙控接收電路5的輸出接至主控電路2。為了防雷擊還加了雷擊防護電路7。當將本實用新型設計于彩電內部使用時，如果與彩電原電路板共用遙控接收電路時，則需加遙控信號放大隔離整形電路8，該電路采用通用的放大、隔離及整形電路結構即可，其供電可由開關執行電路3及遙控接收電路5提供。
如圖2所示，主控電路2主要由IC2構成，其內部包括開機檢測、開機控制和復位控制功能，本實施例中IC2采用雙D觸發器CD4013的其中一個觸發器，其Q端作為控制端，輸出開關機、重復檢測信號及停電自鎖信號到開關執行電路3，R端為復位控制端，CP端為遙控脈沖信號輸入端，IC2除了用CD4013外也可用其它型號同類電路，如可用74系列及國產C系列等相同邏輯功能的IC代用。遙控接收電路5主要由IC1構成，IC1由IC2的Q端供電，并通過耦合電容C1與IC2的輸入脈沖端CP相接，IC1型號較多，宜選用38KHZ及低功耗的，R1是為提高IC1的輸出驅動電流設的，也可以省去不用。當IC1的工作電流大于IC2的輸出電流時，可加一只NPN或PNP三極管為IC2擴流。如果為了使電路工作于關機狀態時功耗更低，可以用IC2閑置的另一觸發器構成低頻間歇振蕩器為IC1間歇供電。另外，IC2也可以用與CD4013功能不同的時基電路555及與555同功能的電路代用，此時，無CP端，并改由555電路的7腳為IC1供電，同樣，為了降低電路功耗，555電路宜選用低功耗的CMOS型。
降壓整流穩定壓電路1由D9、D5、C6、C7、射極輸出三級管V1、R8、R9、R10、R12及DW1等組成，交流電源經熔絲FU及由D9整流，R12限流后為整機電路供電，在D9正向導能期間，給C6、C7充電，同時通過R8、V1為IC1、IC2供電，D9截止時，IC1、IC2由C5供電，C7通過R8、V1為C5充電，V1有兩個作用，一是穩流，二是穩壓，穩流過程為C6充電后，被D5單向隔離，只能通過R10、R9及V1的基極放電，V1為一個射極輸出電路，其輸入阻抗很高，R10、R9取值又很大，C6的放電系數較大，放電緩慢，其電壓波動幅度很小，R10、R9分壓點即V1基極電壓也較穩定，V1集電極的電流較穩定，因此電源的波動信號(包括干擾信號)被有效地抑制，有利于提高電路的抗干擾性能。V1的穩壓過程為，C5被充電至DW1的穩定電壓后，V1的射極電壓被穩定，如果C7的電壓升高，C6電壓也升高，R10、R9分壓點即V1基極電壓升高，V1導通加劇，集電極電流增大，C7的電流被加快泄放，因此，C7的電壓被穩定，通過R11給C8的充電電壓基本被穩定于C7的電壓值，C7的穩定電壓應略高于或等于繼電器J1的正常吸合電壓。此外，除可用R12電阻降壓，也可用電容降壓或電阻電容組合降壓。
開關執行電路3主要由V4、J1、JK1、D6、D7、D8、R13、R14、R16、C9等組成，繼電器J1吸合后的供電電流，可以用C9降壓取得，繼電器J1吸合電流較小時，也可以用電阻降壓為其供電，當然也可以用變壓器供電，發光二極管LED即D13在J1工作電流較小時，可直接中接在J1與V4之間，J1工作電流較大時，應將D13串聯電阻后與J1并聯，若不需要工作指示則D13可不用。此外圖2中JK1為單線斷電方式，也可用一只雙組觸點繼電器或兩只相同的單組觸點繼電器，實現雙線斷電方式。另一個斷電可設在圖2中虛線所示的AB處，并切斷原來AB處的連接。用兩只電器時，第二只繼電器可接入D8的下端。
負載檢測電路4由V3、R15、R17、D4、D10、D11、D12等組成，D4是為C2的充電電壓鉗位用，以限制IC2的R端最高電平，防止IC2損壞。R2起到在V3導通時，隔離C2與V3的作用，R2的值應大于數倍的R6的值。
過壓檢測電路6由V2與DW2、R6、R7等組成，通過R8與DW2的合理搭配，可以十分靈活地設定電源的過保護值。R8可以是固定電阻，也可以用可變電阻或將可變電阻與固定電阻串并聯組合，這樣可以更加靈活地設定保護電壓，并校正由于元件的離散性帶來的誤差。
雷擊防護電路7由R18構成，可以選用壓敏電阻，也可用瞬變電壓抑制二極管(TVP)或其它壓敏元件及成熟電路。
R19為NTC負溫度系數熱敏電阻，未通電前，其溫度低時，阻值較大，通電后，溫度上升，阻值減小，因而它能抑制通電瞬間的大電流對電路及彩電的沖擊，并在通電后不影響電路的正常工作，R19也可以不用。
交流遙控開關機原理及過程是在電路關機時，IC2的輸出端Q＝0(IC2的輸入或輸出端的高低電平時分別以“1”“0”表示)，反相輸出端Q＝1，IC1由IC2的Q端供電，當需要開機時，用遙控器按下鍵，IC1接收到遙控信號后輸出一串脈沖，經C1耦合觸發IC2的CP端，同時經D1、D2整流后給C4充電，當IC1I輸出的脈沖量足夠多時，即按下的遙控器時間夠長時，C4被充電至符合IC2的D＝1的電壓，在脈沖對IC2的CP端作用下，IC2的輸出端由Q＝0，翻轉為Q＝1，Q＝0，IC1失電，同時Q端通過R4、C4使D端鉗位于D＝1，C4的電流通過D3泄放至電源，C4為IC1輸出脈沖的積分電容，能充分提高IC2的抗干擾能力，R4為Q端對D端的鉗位電阻，并起到泄放C4殘余電壓的作用，C4、R4并聯后，負端不是接地，而是接Q端，不僅能使IC2翻轉后由Q端給D端鉗位防止D端處于臨界電平時，CP端受多次觸發，使IC2重復翻轉，而且在Q＝1時抬高C4的負極電位快速泄放C4的儲存電流，同時也保證在IC2在由Q＝1翻為Q＝0時，使D端也立即被Q端鉗位為D＝0，防止電路關機時IC2的Q＝1，IC1得電瞬間的脈沖重新觸發IC2翻轉，使IC2進入振蕩狀態。而IC1由IC2Q端的供電則不僅能在IC2翻轉為Q＝1，Q＝0時不再使IC1輸出脈沖，而且還可以在IC2翻為Q＝1，Q＝0時，省下IC1所耗電流，以供IC2的Q端驅動V4，以利于降低電路功耗。IC2的Q＝1時，通過R5驅動V4導通，C8儲存的能量流過繼電器J1、發光指示二極管D13及V4，使J1吸合，JK1接通，彩電得電工作。彩電工作時，R17上正半周電壓被D10、D11鉗位于1.4V左右，負半周電壓被D12鉗位于0.7V左右，其正半周電壓通過R16加至V3基極，使V3間歇導通，IC2的Q端通過R3給C3充電電流被V3釋放，使C3電壓接近為0V，IC2的R端＝0，IC2保持Q＝1，使V4一直導通，開關保持接通狀態。當需要對彩電關機時，對彩電按下遙控的待機鍵，彩電立即處于待機狀態，功耗下降，流過R17上電流大幅度減小，R17上的壓降減小，通過R16加至V3基極的電壓不足以維持V3導通，V3立即截止。IC2的Q端通過R3、R2給C3、C2充電，C3、C2上的電壓逐漸上升，過一段時間后，加到IC2的R端電壓達到R＝1的電平時，IC2位，其輸出端Q＝0，V4截止，J1斷電釋放，JK1斷開，彩電電源被切斷，指示燈LED(D13)熄滅，同時IC2的Q＝1，IC1又得電，等待下一次開機命令。
重復過壓自動保護功能的原理及過程是當電源電壓正常時，流過R12、R8的電流為正常值，R8上的壓降低于DW2的擊穿電壓，R7的壓降低于V2的導通電壓，V2截止，其集電極無電流輸出。當電源電壓升高時，流過R12、R8的電流增大，R8上的壓降升高，達到DW2的反向擊穿電壓時，DW2導通，其導通電流加至R7上，使R7的壓降達到V2的導通電壓時，V2導通，V2集電極有電流輸出，并通過R6給C2充電，使IC2的復位端R的電平升高至R＝1時，而R＝1時，IC2不管原來輸出什么狀態，均會立即處于復位狀態即Q＝0(即電路工作于將彩電電源切斷狀態)，并一直維持該狀態，且不受開機遙控指令的影響，直至電壓恢復，且C2放電至R＝0時，才有可能再次遙控開機，而無遙控開機信號則電路會一直處于關機狀態。
停電自鎖功能的原理及實現過程停電時，如果電路工作于開機狀態，則因斷電后，IC2要維持一段時間Q＝1，則C8儲存的能量經J1、D13、V4泄放。如果停電時，電路處于關機狀態，則C8通過R11、R8、V1放電，再次來電時，由于較大阻值電阻R11的隔離作用，C8的充電速度大大低于IC1、IC2電路中C5的充電速度，IC2很快建立起工作電壓，如果此時IC2的輸出端Q＝1，則V4導通，但因C8上的電壓尚未達到J1的吸合電壓，J1不能吸合，JK1不能接通，只有C7上的電壓經R11限流后，極小的電流流過J1。此時R17上無電流通過，壓降為0，V3截止，一段時間后Q端通過R3、R2給C3、C2充電，使IC2的R＝1，IC2自動復位，電路鎖定于關機狀態。如果上電后IC2輸出端Q＝0即處于復位狀態，則只要無遙控開機信號，電路將一直鎖定于關機狀態。因此不管停電時電路是開機或關機，上電時也不管IC2是否處于復位狀態，電路都將自鎖于關機狀態，所以在本電路的IC2未設上電復位電路。
當本電路單獨作為開關或雖設計于彩電內部但不與彩電共用遙控接收電路時，可以不加遙控信號放大隔離整形電路。
當本電路設計于彩電內部作為彩電電路一部分時，并與彩電CPU共用一個遙控接收電路時，應加上遙控信號放大隔離整形電路8，見圖1和圖2。其R20上端接IC1輸出端，D13正極端接D7正極，D14的負端接C5的正極，并且IC1的供電改為直接由C5供電，工作原理為遙控信號放大隔離整形電路執行開機動作后，C9通過R13由D13整流后，由C13、V6、R25、D14、C12、C11穩壓濾波后給V5供電，遙控信號被V5放大后，經光電耦合器IC3隔離耦合后，再由運放(或比較器)IC4整形輸出給彩電CPU，為CPU提供遙控信號對彩電進行各項遙控操作。IC3的輸出端及IC4的供電由彩電原遙控接收電路的供電端供電，從而實現彩電原電路板與本電路電源隔離。
本電路使用極其方便簡單，使用時只須將電路的電源輸入端接入交流電源，將彩電電源輸入端接入本電路輸出端，并使彩電電源開關一直處于接通狀態即可。此后在非雷雨季節可一直置于此狀態，在強雷雨季節或長時間外出不讓彩電工作時，可根據情況，撥下本電路的電源插頭即可。
需對彩電開機時，用彩電的遙控器朝本電路按下任一鍵并保持一段時間直聽到開關內繼電器吸合聲或開關工作指示燈LED點亮，電源即接通，彩電若此時處于待機狀態，則須馬上朝彩電按一下遙控器的待機鍵使彩電轉入工作狀態，此后對彩電任何遙控操作(遙控關機除外)，均不會影響本電路的狀態。
權利要求1.彩電自動電子開關電路，其特征在于具有降壓整流穩壓電路、主控電路、開關執行電路、負載檢測電路、遙控接收電路及過壓檢測電路，交流輸入信號進入后分為兩路，一路經開關執行電路進入負載檢測電路，由負載檢測電路輸出檢測到的關機和停電自鎖信號到主控電路，由主控電路控制開關執行電路輸出上述信號；另一路經降壓整流穩壓電路后給遙控接收電路及主控電路供電，同時給開關執行電路儲能電容充電，并且經過壓檢測電路，給主控電路提供過壓檢測信號，由主控電路控制開關執行電路輸出過壓信號；開機信號由遙控接收電路接收后經主控電路控制輸出到開關執行電路，輸出開機信號。
2.根據權利要求1所述的彩電自動電子開關電路，其特征在于還具有接于遙控接收電路輸出端和開關執行電路輸出端的可直接接于彩電內部的遙控信號放大隔離整形電路。
3.根據權利要求1所述的彩電自動電子開關電路，其特征在于還具有接于輸入電源與降壓整流穩壓電路之間的雷擊防護電路。
4.根據權利要求1所述的彩電自動電子開關電路，其特征在于還具有接于開關執行電路與輸出電源之間的防止彩電開機瞬間大電流對本電路及彩電元件的沖擊作用的負溫度系數熱敏電阻。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的彩電自動電子開關電路，其特征在于所述的主控電路由開機檢測、開機控制和復位控制電路組成，遙控接收輸出的信號經開機檢測電路檢測到后，傳送給開機控制電路，使其輸出信號到開關執行電路，同時開機控制電路輸出鎖定信號給開機檢測電路，復位控制電路輸出復位信號到開機控制電路。
專利摘要彩電自動電子開關電路由降壓整流穩壓電路、主控電路、開關執行電路、負載檢測電路、遙控接收電路、過壓檢測電路及遙控信號放大整形隔離電路組成，輸入交流電源信號分兩路，一路經開關執行電路及負載檢測電路后，受主控電路控制輸出為彩電供電；另一路經降壓整流穩壓電路給遙控接收電路及主控電路供電，并為開關執行電路儲能電容充電，還給過壓檢測電路提供檢測信號后供給主控電路，同時遙控接收電路給主控電路提供開機信號，由主控電路控制開關執行電路執行開機動作，此外，重復過壓保護、停電自鎖及交流開機等功能同樣由主控電路執行。本實用新型可以實現對彩電進行遙控交流開關機、重復過壓保護、停電自鎖功能、雷擊防護等功能，且具有結構簡單、功耗小，使用方便等優點。
文檔編號H04N5/63GK2532646SQ02205439
公開日2003年1月22日 申請日期2002年2月22日 優先權日2002年2月22日
發明者張永東 申請人:張永東