微功耗觸摸開關的製作方法

2023-06-10 19:47:36 1

專利名稱：微功耗觸摸開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種觸摸式牆壁開關，特別是一種微功耗感應開關，用於家庭及公共場所的燈具、電器的開關控制。
現有技術中的觸摸式牆壁開關是採用可控矽作為驅動元件來帶動負載工作的，可控矽在驅動諸如電感鎮流器式日光燈、節能燈、排風扇等感性負載時容易損壞，並且不能使用日光燈和節能燈。由於可控矽所要求的散熱問題使其帶負載功率受到限制。此外，可控矽的導通壓降較大，尤其是二線制電子式開關的導通壓降更大，有的開關導通壓降高達20V，使其應用受到限制。而採用普通電磁繼電器的電子式開關在觸點吸合時需在線圈加維持電流，功耗較大。
本實用新型的目的在於提供一種微功耗觸摸開關，採用磁保持繼電器作為驅動元件，只需驅動電路給繼電器線圈通一脈衝電流即可使開關開啟或關閉，繼電器線圈只在開關開啟或關閉的瞬時消耗電能，平時不消耗電能，可實現感應開關的微功耗，更加省電。由於採用繼電器觸點的開、關方式使開關導通壓降為零，可帶大功率負載，並且負載適應性強，可帶日光燈、節能燈、白熾燈及排風扇等各種負載。
本實用新型的技術方案是一種微功耗觸摸開關，其特徵在於在開關殼體內安裝有電路板組件和一可充電電池組，可充電電池組與電路板組件連接；電路板組件包括磁保持繼電器、驅動電路、電源電路及帶有微控制器晶片的觸摸控制電路，磁保持繼電器的線圈與驅動電路連接，觸摸控制電路輸出埠與驅動電路連接並控制驅動電路驅動磁保持繼電器開啟或關閉開關；電源電路與可充電電池組、觸摸控制電路及驅動電路連接並給其提供電力。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點只需驅動電路給磁保持繼電器的線圈通一脈衝電流即可使開關開啟或關閉，繼電器線圈只在開關開啟或關閉的瞬時消耗電能，平時不消耗電能，可實現無零線的二線制開關的單路和多路控制以及有零線的三線制開關的單路和多路觸摸開關的微功耗工作，更加省電。由於採用磁保持繼電器觸點的開、關方式使開關導通壓降為零，功耗既低，又可帶大功率負載，並且負載適應性強，可帶日光燈、節能燈、白熾燈及排風扇等各種負載。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的阻容降壓型電路原理示意圖；圖2是本實用新型的變壓器降壓型電路原理示意圖；圖3是本實用新型的電池電壓檢測、停電檢測部分電路原理示意圖。
參見圖1，A觸摸控制電路，B為驅動電路，C為電源電路，BT為可充電電池組，RL為磁保持繼電器。觸摸控制電路A內部有一微控制器晶片，開關表面裝有觸摸電極並連接到微控制器晶片的輸入埠，人手的觸摸信號輸入到微控制器時由微控制器處理後發出相應的控制命令，這部分為現有技術，在此不多描述。
磁保持繼電器RL的觸點與開關的接線端子L和LOAD並聯，然後與電源電路C的輸入端連接，電源電路C的輸入端經過起降壓作用的電容C1和電阻R7與二極體D3～D6組成的整流橋的輸入端連接。整流橋的直流輸出端經過電阻R8與穩壓二極體D7以及二極體D8連接，穩壓二極體D7可將電壓穩定在額定範圍內，以防止電池過充。二極體D8的負極與可充電電池組BT的正極連接。二極體D8可防止當市電停電後電池通過穩壓二極體放電。
電源電路C的直流輸出端VDD分別與觸摸控制電路A的電源輸入端及驅動電路B中的電源輸入端VDD連接，觸摸控制電路A的驅動埠分別與驅動電路B中的電阻R1和R2連接。在驅動電路B中，當電阻R1輸入一個脈衝信號，三極體T1、T3、T6導通，T2、T4、T5截止，磁保持繼電器RL的線圈通正向脈衝電壓，RL的觸點閉合，使負載開啟。當電阻R2輸入一個脈衝信號，三極體T2、T4、T5導通，T1、T3、T6截止，磁保持繼電器RL線圈通反向脈衝電壓，RL的觸點斷開，使負載關閉。由於只需在開關開啟和關閉的瞬時給磁保持繼電器線圈通電，平時不耗電，功耗非常低，可使開關做成微功耗型。
參見圖2，與圖1所示電路的不同之處為電源電路中的阻容降壓元件由變壓器TR所取代。
當開關在關閉狀態下電源電路可直接從開關接線端子LOAD和L上輸入市電，經電容和電阻降壓，二極體整流後提供給感應控制電路、驅動電路及磁保持繼電器。當開關在開啟後磁保持繼電器RL的觸點閉合，使開關輸入端的電壓降為零，此時可由電池提供電力給控制電路、驅動電路及磁保持繼電器。
參見圖3，為了使微控制器在電池電壓下降到一定程度自動將開關關閉後進入充電狀態，可在電源電路C中安裝一片電源電壓檢測晶片IC1。IC1的輸入端與電池正極連接，輸出端V.D與微控制器晶片的一個輸入埠連接。當市電停電後為了使微控制器進入休眠狀態，在二極體D8、電阻R8和R9以及穩壓二極體D7的連接點輸出一停電檢測埠P.C.D給微控制器晶片。
以上給出了本實用新型的一個實施例。
本實用新型可根據不同的產品型號及功能採用相應的附加電路，如加定時、背光和遙控功能，這些為現有技術，可參考已申請相關專利、現有的產品以及相關刊物及資料。
權利要求1.一種微功耗觸摸開關，其特徵在於在開關殼體內安裝有電路板組件和一可充電電池組，可充電電池組與電路板組件連接；電路板組件包括磁保持繼電器、驅動電路、電源電路及帶有微控制器晶片的觸摸控制電路，磁保持繼電器的線圈與驅動電路連接，觸摸控制電路輸出埠與驅動電路連接並控制驅動電路驅動磁保持繼電器開啟或關閉開關；電源電路與可充電電池組、感應控制電路及驅動電路連接並給其提供電力。
2.如權利要求1所述開關，其特徵在於電源電路還包括電池電壓檢測晶片，電壓檢測晶片的電源輸入端與電源電路的電源輸出端及電池正極連接，電壓檢測晶片的輸出端與感應控制電路中的微控制器晶片連接。
3.如權利要求1所述開關，其特徵在於在電源電路隔離二極體的正極引出一停電檢測埠給觸摸控制電路中的微控制器晶片。
專利摘要本實用新型涉及一種微功觸摸應開關，包括安裝在開關殼體內的電路板組件和一可充電電池組，電路板組件包括磁保持繼電器、驅動電路、電源電路及帶有微控制器晶片的觸摸控制電路，觸摸控制電路控制驅動電路給磁保持繼電器線圈通一脈衝電流即可使開關開啟或關閉，繼電器線圈只在開關開啟或關閉的瞬時消耗電能，平時不消耗電能，開關導通壓降為零，可實現觸摸開關的微功耗，更加省電，可帶大功率負載，並且負載適應性強，可帶日光燈、節能燈、白熾燈及排風扇等各種負載。
文檔編號H03K17/94GK2582275SQ0228033
公開日2003年10月22日 申請日期2002年11月18日 優先權日2002年11月18日
發明者任福君, 金德奎, 宋衍松, 李廣智, 丁滿琴, 陳立新, 秦旭東, 張志剛 申請人:哈爾濱瑪德利智能電器有限公司