專利名稱：主動式紅外照明開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種照明控制開關，特別是一種采用紅外發射與反射原理的照明控制開關。
目前，市場上廣泛采用的各種機械控制開關，必需采用人手接觸方式操作，存在著開關不可靠，操作不衛生，污染墻壁，操作不方便等諸多缺點。雖然，近年來出現了一些根據超聲波，無線電遙控原理制成的無觸點和有觸點照明開關。但仍存在著操作不方便，選擇性差，控制易受干擾，在公共場合操作困難無法使用等缺點。市場上還有采用國家專利91330458.7x和91111328.2等生產的聲光雙重控制的照明開關，這種開關利用了強光閉鎖，聲音起動，延時關閉的原理制成。操作時必須人為發出一定強度的聲音，有噪音，不宜于居室內部照明，易受聲音干擾而誤動，多燈控制時選擇性差。同時對負載類型和功率大小有嚴格的限制。市場上還有一種被動式紅外照明控制開關，它是通過對人體的紅外輻射進行探測而觸發開關動作的一類開關裝置，但紅外探測器價格昂貴，不適于用作普通居室內照明控制。而且上述各類開關都在起、停時對電路及視力有嚴重沖擊，對燈具壽命及人眼視力帶來不利影響，同時極易被偶然的短路及過電流所損壞，可靠性差。
本實用新型的目的正是針對現有技術存在的不足而提出的一種新型主動式紅外照明開關。
本實用新型的目的是采取以下措施實現的紅外接收電路輸出端通過IC3A的觸發端接到可重置位單穩態電路上，其輸出通過電阻R8接到起停延時電路上，起停延時電路通過場效應管的棚極與場效應驅動電路相連，過電流保護電路的輸出通過電容C10與起停延時電路相接，強光閉鎖電路的輸出通過IC3B的R端接到紅外發射電路上，將該主動式紅外照明裝置密封在開關盒中。另外，可重置位單穩電路也可由雙穩態觸發器取代，以實現兩個狀態控制，而非延時控制。
附圖及圖面說明
圖1為本實用新型的安裝示意圖；圖2為本實用新型的電路結構示意圖(每個虛線框為一個序號)。
其中[1]---紅外接收電路、[2]---可重置位單穩態電路、[3]---起停延時電路、[4]---場效應驅動電路、[5]---過電流保護電路、[6]---強光閉鎖電路、[7]---紅外發射電路、[8]---開關盒。
以下結合附圖對本實用新型的實施作進一步詳述當開關裝入電路后，220V交流電源向開關控制電路供電，同時由此與外部燈泡聯接。這時只要線路提供220V交流電源，電路即處于準備狀態，當光線較暗或在夜間，則紅外發射電路[7]工作，發射出紅外脈沖串，若此時開關附近有人活動，人體反射回來的紅外脈沖波，被紅外接收電路[1]所接收，這一信號通過可重置位單穩電路[2]、起停延時電路[3]等電路處理，再由場效應驅動電路[4]接通燈泡電源，使燈泡緩慢點亮(根據照明用途時間可調)，同時延時電路起動，在延時期間，只要有人再次經過開關，則延時電路自動復位，直到人離開開關為止，定時器將再次起動，直至延時時間到，燈泡延時關閉。從而實現了只要有人在開關附近活動，則燈始終點亮，而人離開后延時關閉的目的。同時過電流保護使開關不致損壞。強光閉鎖電路[6]則在一定條件下關閉紅外發射電路[7]，從而延長了紅外發射電路的使用壽命。這種開關可用于走廊、居室門廳、廁所，廚房等活動場所或居室內部作照明控制開關。
下面是本實用新型的結構原理220VAC交流電源經電容C3、二極管D1、D5、半波整流降壓后，再經穩壓管WY1，電容C1濾波后向主控制電路提供直流電源，同時由電阻R2，穩壓營WY2向起、停及過電流保護電路供電。集成電路IC3B、電阻R12，R13、電容C4組成振蕩器，經由電阻R10、R11、晶體管T1、及紅外發射管P1向外發射出適當頻率的紅外脈沖。由人體反射回來的紅外脈沖信號，被由紅外接收管P2、電阻R21，R19，R18、電容C9，C8、集成電路IC2B構成的前端放大電路作前置放大后，再經由集成電路IC2C、電阻R16，R17、電容C6、二極管D4作同步檢波、積分，該信號一方面送往集成電路IC3A，使當積分有效時，集成電路IC3A輸出高電平，再經由電阻R3，R4，R5，R8、電容C2、C10、晶體管T3，集成電路IC1A構成的慢起、停電路使由場效應管M1和整流橋81組成的驅動電路導通，燈泡點亮。同時積分信號還送往集成電路IC2D，使輸出為低電平，電容C5經二極管D3充電，從而初始化延時電路。否則由電阻R15、電容C5組成的延時電路充電，延時時間到，集成電路IC3A復位，場效應管M1延時關斷，燈泡熄滅。
為了保證強光或白天開關閉鎖，電路中還設計了由電阻R20、電容C7，電位器DWQ和集成電路IC2A構成的強光閉鎖電路。當外部環境光超過一定強度時，集成電路IC2A輸出低電平，使由IC3B等器件構成的振蕩器停止振蕩，紅外發射電路停止工作，從而達到強光閉鎖的目的，利用該功能同時還能實現遙控關燈。
從開關使用的安全可靠性考慮，本實用新型設計了由電阻R6、R7、晶體管T2組成的過電流保護電路[5]，再加上采用了場效應驅動電路[4]，可以非常有效地在過流及短路時保證開關不致被大電流損壞。
另外，在面板上還可加裝一個普通發光二極管，用作夜間居室照明開關位置指示。
具體實施時集成電路IC2可采用普通運算放大器，集成電路IC3可選用兩片555或一片556時基電路，工作原理詳述如下紅外接收電路[1]該電路由前置高通放大器，同步檢波器，積分器構成，利用電容阻抗的頻敏特性，只有在紅外脈沖電路[7]發射脈沖時刻被檢測到的信號才能被放大通過。
可重置位單穩態電路[2]IC3A的觸發端接[1]積分電路的輸出，其閥值和放電端接電阻R15，電容C5和二極管D3，從而構成了一個可重置位的單穩態電路，每當觸發電平低于1/3Vcc時，IC3A就被觸發，Q端輸出為高電平，同時電容C5經電阻R15充電延時，當C5上的電壓大于2/3Vcc時，IC3A復位，其輸出變為低電平，但是，在延時期間若再次出現觸發信號，電容C5上的電荷將通過二極管D3，集成電路IC2D放電，使IC3A輸出高電平的時間得以延長，做到人在燈不滅，人走延時燈滅。
起停延時電路[3]
1.起動過程當IC3A被置位，Q端輸出為高電平，電容C10經電阻R8充電，三極營T3的集電極電位不斷下降，集成電路IC1A在每個正眩波半波中的導通時間不斷提前，這樣經場效應管M1和整流橋B1輸出的平均電流不斷加大，燈泡的亮度逐步提高，其速度取決于R8，C10的時間常數。
2.關斷過程與起動過程相反，當IC3A被復位后，Q端輸出低電平，電容C10經電阻R8放電，三極管T3的集電極電位不斷提高，集成電路IC2A在每個正眩波中的導通時間不斷推后，經場效應管M1和整流橋B1輸出的平均電流不斷減小，燈泡的亮度逐步減小，直至關斷。
3.導通狀態場效應管M1和整流橋B1在每個半波導通后，起停電路由場效應管M1及電阻R7兩端的電壓供電，由于電容C2的放電過程慢于三極管T3的集電極電位的變化，因此，場效應管M1和整流橋B1仍能維持導通。
場效應驅動及過電流保護電路[4]、[5]本實用新型的這一設計，可以保證在任意時刻都能使主電路得到快速有效的控制，配合限流型過電流保護電路[5]，當電流過大時，三極管T2導通，電容C10放電，使場效應管M1迅速關斷，適當選擇電阻R7可以確保短路時開關的安全。
強光閉鎖電路及紅外發射電路[6][7]強光閉鎖電路[6]白天應輸出低電平，使集成電路IC3B復位紅外脈沖發射電路[7]關閉。
本實用新型的優點是1.電路設計緊湊，場效應管無觸點驅動，抗環境光干擾能力強，帶負載能力、抗電源沖擊能力強，過載保護好，閉鎖功能齊備，使用壽命長，可靠性高。
2.對燈具無沖擊，燈具壽命長，對人眼無沖擊，有利于視力保護。
3.使用方便，清潔衛生，無交叉感染，無噪聲干擾，選擇性好。
4.適于作走廊、樓房、廁所，廚房、洗漱室等公共場所作全自動，無噪音，無接觸照明控制。可做到人在燈不滅，具有很好的推廣價值。
權利要求1.一種主動式紅外照明開關，其特征在于紅外接收電路[1]輸出端通過IC3A的觸發端接到可重置位單穩態電路[2]上，其輸出通過電阻R8接到起停延時電路[3]上，起停延時電路[3]通過場效應管的柵極與場效應驅動電路[4]相連，過電流保護電路[5]的輸出通過電容C10與起停延時電路[3]相接，強光閉鎖電路[6]的輸出通過IC3B的R端接到紅外發射電路[7]上，將該主動式紅外照明裝置密封在開關盒[8]中。
2.根據權利要求1所述的照明開關，其特征在于可重置位單穩態電路[2]也可由雙穩態觸發器取代。
專利摘要本實用新型涉及一種紅外發射探測技術在照明控制領域的應用。主要特征是開關采用主動發射紅外脈沖，再對被人體反射回來的紅外信號進行檢測、放大識別的原理來構成一種紅外照明控制開關。主要由紅外接收電路、可重置位單穩態電路、起停延時電路、場效應驅動電路、過電流保護電路、強光閉鎖電路、紅外發射電路組成。具有功能強、衛生，對人眼無沖擊，對燈具無沖擊、無噪聲，使用壽命長，不易受環境影響，自動化程度高，選擇性好，使用方便，可遙控關燈等功能。
文檔編號H05B37/02GK2232642SQ9520771
公開日1996年8月7日 申請日期1995年3月29日 優先權日1995年3月29日
發明者周先譜 申請人:周先譜