一種智能節電控制器的製造方法

2023-06-03 06:06:01

一種智能節電控制器的製造方法
【專利摘要】本發明的目的在於提供一種智能節電控制器，其解決了現有技術存在的控制電路電源變換環節耗能和負荷電源切換控制器件電磁線圈需電能維持狀態產生功耗的問題。該智能節電控制器包括自保持式電磁閥、電源供電電路、復位驅動電路、監測負荷狀態電路、手動開關控制電路、延時選擇控制電路、紅外遙控控制電路、遠程通訊控制電路對應連接所構成。實現了自身節能、電氣/電器空荷/待機自動切斷電源節電功能，並能減少電氣事故發生與使用壽命得以延長的目的。
【專利說明】—種智能節電控制器
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種節電控制器。
【背景技術】
[0003]電氣/電器自動化控制為人類工作創造了很高效率帶來很大效益、給生活也帶來了很大方便與享受，與此同時它也在侵吞本屬於人類資源財富，這不足之處就是疊加了無謂的能源消耗與維護投入增加，電氣故障率增加！為解決電氣/電器空載/待機功耗所至的電能浪費，節能技術產品在不斷出新，目前的節能應用技術產品，本是為解決之缺陷而生，然而、在投入工作時本身就會產生了較大功耗，同樣也捲入了無謂的疊加能耗中。主要原因是如下:
I)控制電路電源變換環節耗能，從輸入電源較高的電壓中變換為較低工作電壓通常採用方式:a、變壓器降壓變換:自身耗能、線圈易損、體積大、成本高；b、電容與電阻並聯降壓變換:較大電流通過時產生高熱、自身損耗大、可靠性差；c、開關電路變換:自身有損耗且電路結構複雜成本高對電網有汙染；所採用的方式獲得的電源，經處理向控制電路提供匹配工作電源功率必須大於控制電路與電磁吸合線圈的功率總和。
[0004]2)負荷電源切換控制器件電磁線圈需電能維持狀態產生功耗:控制負載電源切換器件:a、可控矽(固態繼電器)屬於非分離式截流件且導電特性有較大內阻對電壓有削減，大電流通過時會產生高熱引起電能損耗，安全性低；b、交流接觸器、繼電器進入控制狀態需電能同步維持產生功耗，電磁線圈長期通電易發熱、易損壞引發電氣事故。
[0005]控制電路所需工作電源變換、控制負載電源切換器件狀態切換需電能維持產生功耗、在此條件約制下，疊加功耗在所難勉。

【發明內容】

[0006]為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種智能節電控制器，其解決了現有技術存在的控制電路電源變換環節耗能和負荷電源切換控制器件電磁線圈需電能維持狀態產生功耗的問題。
[0007]為解決上述問題，本發明所採用的技術方案如下:
一種智能節電控制器，其包括電源供電電路、復位驅動電路、監測負荷狀態電路、手動開關控制電路、延時選擇控制電路和自保持式電磁閥；所述電源供電電路的輸出端分別與復位驅動電路、手動開關控制電路以及延時選擇控制電路的輸入端連接；所述手動開關控制電路和延時選擇控制電路輸出端的一路均與復位驅動電路的輸入端連接，其另一路均接地；所述復位驅動電路的輸出端與自保持式電磁閥連接；所述監測負荷狀態電路的輸入端與電源連接，其輸出端與復位驅動電路連接。
[0008] 優選地，所述電源供電電路包括二極體D1、二極體D2、二極體D4、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R11、電容Cl、電容C2、電容C6和三極體Tl ;由二極體Dl整流後，電流經過電阻Rl限流提取電源，供調整穩壓電路轉換為控制電路匹配工作電壓；經二極體D4正嚮導通，電阻Rll限流提供驅動電路電磁線圈驅電流。
[0009]優選地，所述復位驅動電路包括單片機IC-Ol、三極體T2、三極體T3、三極體T4、二極體D5、二極體D6和電阻R12、電阻R13 ;所述復位驅動電路初始啟動時，單片機IC-Ol的2號腳輸出的脈衝電平經電阻R12加到驅動電路中的三極體T3基極，T3從截止變為導通，T3集電極與自保持式電磁閥電磁線圈連接，T3導通自保持式電磁閥動作，完成初始供電驅動復位；所述三極體T2的發射極與單片機IC-Ol的3號腳連接，關閉電源時三極體T2基極失去截止電壓轉入導通，三極體T2導通，IC-Ol的3號腳從高電平變為低電平，單片機等於收到鍵入指令，2號腳輸出的脈衝電平驅動電路工作，自保持式電磁閥動作完成關閉電源驅動復位。
[0010]優選地，所述監測負荷狀態電路包括單片機IC-01、N-01、二極體D3、電容C5和電阻R8，所述N-Ol為負載電流檢測器，負載/空載狀態Nl-Ol副邊繞組N2檢出變化電壓加到單片機IC-Ol的6號腳。
[0011 ] 優選地，所述手動開關控制電路包括單片機IC-Ol、電阻R4和按鈕Kl，加在單片機IC-Ol的3號腳高電平,從高電平變低電平循環一次,2號腳和7號腳也隨之輪換循環輸出矩陣脈衝電平驅動電路工作。
[0012]優選地，所述延時選擇控制電路包括單片機IC-01、電阻R5和按鈕K2 ;電壓經電阻R5加到單片機IC-Ol的4號腳，K2為接地開關按鈕。
[0013]優選地，所述電磁閥包括電磁線圈、永磁鐵、靜軸、動軸、復位彈簧以及二組以上單向或雙向行程開關。
[0014]優選地，所述智能節電控制器還包括紅外遙控控制電路，所述紅外遙控控制電路的輸入端與電源供電電路連接，其輸出端的一路與復位驅動電路連接，另一路接地；所述紅外遙控控制電路包括單片機IC-01、紅外接收器IC-02、電阻R6和電容C4 ;紅外接收器IC-02接收到紅外遙控發來的遙控信號，紅外接收器IC-02的2號腳輸出脈衝電平信號，其與單片機IC-Ol的5號腳相連，由單片機IC-Ol的7號腳輸出脈衝電平驅動(開啟)電路工作。
[0015]優選地，所述智能節電控制器還包括遠程通訊控制電路，所述遠程通訊控制電路的輸出端與復位驅動電路的輸入端連接；所述遠程通訊控制電路包括單片機IC-01、光電藕合器IC-03、電阻R7和電容C3 ;通訊網絡輸入電平經電阻R7連接到光電藕合器IC-03的I號腳、內部正嚮導通從光電藕合器IC-03的2號腳輸出至電容C3電極。
[0016]相比現有技術，本發明的有益效果在於:
本發明的智能節電控制器採用直接並聯接入輸入電源電路中提電源，經整流後由大阻值電阻限流再分壓、調整、慮波、穩壓，最大程度降低了電源變換環節自身產生的功耗，實現了微功耗、簡單、高效的輸出，向控制負載電源切換器件、控制電路工作電壓提供匹配電源；負荷電源切換控制器件，採用自保持式電磁閥配合驅動電路實施對開關控制切換，狀態切換隻需向正反向線圈繞組提供瞬間電流即可將切換開關送到位並會保持狀態；打破常規電源獲取方式與控制負載電源切換器件持續供電的模式，解決了目前控制技中所採用的獲取控制電路工作電源環節自身損耗問題和控制負載電源切換器件功耗問題；本控制器能接受遠程通訊控制/遙控二次啟動，實現空載/待機自動切斷電源，堵截電能浪費、讓機器停止工作、減少維護投入、減少電氣事故發生與使用壽命得以延長。
[0017]控制電路由單片機寫入控制程序.通過與外圍電路連接，根據手動按扭、編碼/無編碼紅外遙控、遠程通訊輸入的控制指令，相應入口獲到電平/信號自動識別輸出驅動指令，指令通過自保持式電磁閥驅動開關對控制負荷電源切換並自保持狀態，實現了自身節能、電氣/電器空荷/待機自動切斷電源節電功能。
[0018]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的結構框圖；
圖2為本發明的電氣原理圖；
1、電源供電電路；2、復位驅動電路；3、監測負荷狀態電路；4、手動開關控制電路；5、延時選擇控制電路；6、紅外遙控控制電路；7、遠程通訊控制電路；8、自保持式電磁閥。
[0020]
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0022]如圖1所示，一種智能節電控制器，其包括電源供電電路1、復位驅動電路2、監測負荷狀態電路3、手動開關控制電路4、延時選擇控制電路5和自保持式電磁閥8。電源供電電路I的輸出端分別與復位驅動電路2、手動開關控制電路4、以及延時選擇控制電路5的輸入端連接，手動開關控制電路4和延時選擇控制電路5輸出端的一路均與復位驅動電路2的輸入端連接，其另一路均接地。復位驅動電路2的輸出端與自保持式電磁閥8連接，監測負荷狀態電路3的輸入端與電源連接，其輸出端與復位驅動電路2連接。此外，本實施例還包括紅外遙控控制電路6和遠程通訊控制電路7。
[0023]如圖2所示，電源供電電路I由二極體D1、二極體D2、二極體D4、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R11、電容Cl、電容C2、電容C6和三極體Tl組成。由二極體Dl整流後，經電阻Rl大阻值限流提取(2mA)電流，供調整穩壓電路轉換為控制電路匹配工作電壓；經二極體D4正嚮導通，電阻Rll限流輸送至電容C6濾波及儲能，提供驅動電路(待瞬時)電磁線圈驅電流。
[0024]復位驅動電路2由單片機IC-Ol、三極體T2、三極體T3、三極體T4、二極體D5、二極體D6、電阻R12、電阻R13組成。a.單片機IC-Ol內部編程設定，自動識別和記憶，輸入工作電源初始狀態單片機IC-Ol②腳輸出脈衝電平(20mS)，脈衝電平通過電阻R12加到三極體T3基極，三極體T3導通，電磁閥中的線圈LI有電流通過，產生了與電磁閥內置永磁鐵形成的磁通路方向相反磁場，電磁閥產生動作使控制負載電源開關總處於復位(常開)狀態；b.關閉電源時，由二極體D4截止輸入驅動電路中電容C6電源倒向電流，使C6儲電能保持驅動電路工作電壓值一段時間，同時電容C2也能保持控制電路工作電壓直一段時間，此時三極體T2基極很快失去扁置電壓從截止變為導通，與三極體T2發射極相連的單片機IC-Ol的3號腳從高電平轉低電平，內部自動識別指令，單片機IC-Ol的2號腳輸出脈衝電平，轉入a初始工作所述動作過程，實現斷電自動復位；電路每次輸入工作電源與關閉電源時都重複此動作過程。
[0025]監測負荷狀態電路3由單片機IC-0UN-01、二極體D3、C5和電阻R8組成；N_01為負載電流檢測器，負載/空載狀態Nl-Ol副邊繞組N2繞組檢出變化電壓加到單片機IC-Ol的6號腳，單片機IC-Ol內部根據其6號腳高低電平的變化，高電平時一直保持狀態，低電平時經延時2號腳輸出矩陣脈衝電平，驅動電路工作，完成控制負載開關空載/待機自動斷電控制。
[0026]手動開關控制電路4由單片機IC-01、電阻R4和Kl組成；單片機IC-Ol內部編程設定，自動識別和記憶，加在單片機IC-Ol的3號腳高電平，從高電平變低電平循環一次，C-Ol的2號腳和7號腳也隨之輪換循環輸出矩陣脈衝電平驅動電路工作，通過操作按鈕Kl接通地，可使單片機IC-Ol的3號腳從高電平變低電平，首次變化時先是單片機IC-Ol的7號腳輸出矩陣脈衝電平，驅動(開啟)電路工作，再一次變化時是單片機IC-Ol的2號腳輸出矩陣脈衝電平驅動(關閉)電路工作；重複操作按鈕Kl接通地，引起單片機IC-Ol的3號腳高低電平的反覆變化，單片機及驅動電路工作也將依此循環此動作指令，實現手動開/關控制。
[0027]延時選擇控制電路5由單片機IC-01、電阻R5和K2組成；單片機IC-Ol內部編程設定，自動識別和記憶延時/無限時以及紅外遙編碼模式激活控制，電壓經電阻R5加到單片機IC-Ol的4號腳，4號腳高電平時，寫入單片機IC-Ol內部程序被激活，然後按鈕按下K2接通地對單片機IC-Ol的4號腳為低電平，低電平時為無限時以及紅外遙控控制進入編碼模式；單片機延時控制生效，必須是在單片機IC-Ol的4號腳有高電平及7號腳輸出脈衝動作後(開啟狀態):a、單片機IC-Ol的6號腳高電平輸入時不延時計時，無高電平輸入的在設定時間內單片機IC-Ol的2號腳輸出脈衝電平驅動關閉電電路工作；b、6號腳有高電平加到，之後轉為低電平時，延時計時開始，在此延時計時時間內6號腳又恢復高電平的計時自動矢效，如若如此反覆變化此過程的，以高電平變低電平時，延時計時開始，維持低電平在設定時內不變的，單片機IC-Ol的2號腳輸出脈衝電平驅動(關閉)電路工；C、單片機IC-Ol的6號腳有高電平加到並一直維持的不作計時。
[0028]紅外遙控控制電路6由單片機IC-Ol、IC-02、電阻R6和C4組成；單片機IC-01內部寫入程序設定紅外遙控無編碼/編碼模式控制；無編碼模式時接受紅外遙控控制指令必須是:單片機IC-Ol的6號腳低電平狀態、2號腳輸出脈衝電平驅動(關閉)電路動作後生效，通過紅外接收器IC-02接收到紅外遙控發來的遙控信號，經內部處理，紅外接收器IC-02的2號腳輸出脈衝電平信號，紅外接收器IC-02的2號腳與單片機IC-Ol的5號腳相連，單片機內部自動識別脈衝控制信號電平，由單片機IC-Ol的7號腳輸出脈衝電平驅動(開啟)電路工作；按下選擇按扭K2接通地，單片機IC-Ol的4號腳為低電平，紅外遙控控制進入編碼模式，通過紅外接收器IC-02接收到紅外遙控發來的遙控信號，經內部處理，輸出編碼控制信號電平的2號腳與單片機IC-Ol的5號腳相連，單片機內部根據輸入的編碼脈衝控制信號電平自動識別，由2號腳或7號腳輸出脈衝電平驅動(開啟/關閉)電路工作，完成紅外遙控控制負載開/關電源的控制。
[0029]遠程通訊控制電路7由單片機IC-01、IC-03、電阻R7、C3組成；單片機IC-01內部編程設定，接受遠程通訊控制指令必須是:單片機IC-Ol的6號腳低電平狀態、2號腳輸出脈衝電平(驅動關閉電路動作)後生效；插口連接通訊網絡輸入電平，電平經電阻R7連接到光電藕合器IC-03的I號腳、內部正嚮導通從2號腳輸出至用容C3電極,通訊網絡傳輸的載波電平在無呼入狀態時逞直流電平狀態，C3起隔斷直流迴路不至網絡傳輸的載波電平受影響，當有通訊號碼呼入時，通訊傳輸的載波電平產生信號脈衝電壓經C3形成迴路，光電藕合器IC-03內部光敏二極體有電流過，引起隔離控制極的3號腳與4號腳阻值隨呼入信號脈衝電壓變化而變化，IC-03的3號腳與單片機IC-Ol的5號腳連接建立的平穩電壓，隨之也在變化形成了呼入的信號脈衝電平，單片機內部自動識別單片機IC-Ol的7號腳輸出矩陣脈衝電平，驅動(開啟)電路動作，完成遠程通訊控制負載開關接通電源的控制。
[0030]自保持式電磁閥8由電磁線圈、永磁鐵、靜軸、動軸、復位彈簧和二組以上單向或雙向行程開關組成。
[0031]上述實施方式僅為本發明的優選實施方式，不能以此來限定本發明保護的範圍，本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬於本發明所要求保護的範圍。
【權利要求】
1.一種智能節電控制器，其特徵在於:其包括電源供電電路、復位驅動電路、監測負荷狀態電路、手動開關控制電路、延時選擇控制電路和自保持式電磁閥；所述電源供電電路的輸出端分別與復位驅動電路、手動開關控制電路以及延時選擇控制電路的輸入端連接；所述手動開關控制電路和延時選擇控制電路輸出端的一路均與復位驅動電路的輸入端連接，其另一路均接地；所述復位驅動電路的輸出端與自保持式電磁閥連接；所述監測負荷狀態電路的輸入端與電源連接，其輸出端與復位驅動電路連接。
2.如權利要求1所述的一種智能節電控制器，其特徵在於:所述電源供電電路包括二極體Dl、二極體D2、二極體D4、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R11、電容Cl、電容C2、電容C6和三極體Tl ；由二極體Dl整流後，電流經過電阻Rl限流提取電源，供調整穩壓電路轉換為控制電路匹配工作電壓；經二極體D4正嚮導通，電阻Rll限流提供驅動電路電磁線圈驅電流。
3.如權利要求2所述的一種智能節電控制器，其特徵在於:所述復位驅動電路包括單片機IC-01、三極體T2、三極體T3、三極體T4、二極體D5、二極體D6和電阻R12、電阻R13;所述復位驅動電路初始啟動時，單片機IC-Ol的2號腳輸出的脈衝電平經電阻R12加到驅動電路中的三極體T3基極，T3從截止變為導通，T3集電極與自保持式電磁閥電磁線圈連接，T3導通自保持式電磁閥動作，完成初始供電驅動復位；所述三極體T2的發射極與單片機IC-Ol的3號腳連接，關閉電源時三極體T2基極失去截止電壓轉入導通，三極體T2導通，IC-Ol的3號腳從高電平變為低電平，單片機等於收到鍵入指令，2號腳輸出的脈衝電平驅動電路工作，自保持式電磁閥動作完成關閉電源驅動復位。
4.如權利要求3所述的一種智能節電控制器，其特徵在於:所述監測負荷狀態電路包括單片機IC-0UN-01、二極體D3、電容C5和電阻R8，所述N-Ol為負載電流檢測器，負載/空載狀態Nl-Ol副邊繞組N2檢出變化電壓加到單片機IC-Ol的6號腳。
5.如權利要求4所述的一種智能節電控制器，其特徵在於:所述手動開關控制電路包括單片機IC-Ol、電阻R4和按鈕Kl，加在單片機IC-Ol的3號腳高電平，從高電平變低電平循環一次，2號腳和7號腳也隨之輪換循環輸出矩陣脈衝電平驅動電路工作。
6.如權利要求5所述的一種智能節電控制器，其特徵在於:所述延時選擇控制電路包括單片機IC-01、電阻R5和按鈕K2 ;電壓經電阻R5加到單片機IC-Ol的4號腳，K2為接地開關按鈕。
7.如權利要求1所述的一種智能節電控制器，其特徵在於:所述電磁閥包括電磁線圈、永磁鐵、靜軸、動軸、復位彈簧以及二組以上單向或雙向行程開關。
8.如權利要求1所述的一種智能節電控制器，其特徵在於:所述智能節電控制器還包括紅外遙控控制電路，所述紅外遙控控制電路的輸入端與電源供電電路連接，其輸出端的一路與復位驅動電路連接，另一路接地；所述紅外遙控控制電路包括單片機IC-01、紅外接收器IC-02、電阻R6和電容C4 ;紅外接收器IC-02接收到紅外遙控發來的遙控信號，紅外接收器IC-02的2號腳輸出脈衝電平信號，其與單片機IC-Ol的5號腳相連，由單片機IC-Ol的7號腳輸出脈衝電平驅動(開啟)電路工作。
9.如權利要求1所述的一種智能節電控制器，其特徵在於:所述智能節電控制器還包括遠 程通訊控制電路，所述遠程通訊控制電路的輸出端與復位驅動電路的輸入端連接；所述遠程通訊控制電路包括單片機IC-01、光電藕合器IC-03、電阻R7和電容C3 ;通訊網絡輸入 電平經電阻R7連接到光電藕合器IC-03的I號腳、內部正嚮導通從光電藕合器IC-03的2號腳輸出至電容C3電極。
【文檔編號】G05B19/042GK103914009SQ201410026456
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月21日 優先權日:2014年1月21日
【發明者】李樹聰 申請人:中山市英利萊電氣科技有限公司