一種單線制單刀雙擲觸摸電子開關的製作方法

2023-05-01 13:42:21

專利名稱：一種單線制單刀雙擲觸摸電子開關的製作方法
技術領域：
本實用新型公開一種電子開關，特別是一種單線制單刀雙擲觸摸電子開關。
背景技術：
開關是目前電子技術中常用的電子器件，現有技術中的常用開關為機械式開關， 需要手動撥動開關，以實現控制電路的通斷，其在操作上存在很多不便之處，且開關的質量和使用壽命難以得到保證。於是電子開關便應運而生，如觸摸開關、聲控開關、振動開關等，現有技術中的觸摸開關都只具有單點控制通斷功能，在使用上存在很多不便之處。
發明內容針對上述提到的現有技術中的觸摸開關使用不便的缺點，本實用新型提供一種新的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其利用觸摸及主控處理模塊控制功率開關模塊通斷，由功率開關模塊驅動負載工作，解決上述問題。本實用新型解決其技術問題採用的技術方案是一種單線制單刀雙擲觸摸電子開關，開關包括電容觸摸開關、觸摸及主控處理模塊、驅動電源模塊、功率開關模塊和主電源模塊，電容觸摸開關連接在觸摸及主控處理模塊上，通過電容觸摸開關輸入開關信號給觸摸及主控處理模塊，觸摸及主控處理模塊控制功率開關模塊工作，功率開關模塊給負載供電，主電源模塊給觸摸及主控處理模塊提供電能，驅動電源模塊給其他模塊供電。本實用新型解決其技術問題採用的技術方案進一步還包括所述的觸摸及主控處理模塊包括具有電容式觸摸開關識別的觸摸及主控處理晶片和開關單元，電容觸摸開關連接在觸摸及主控處理晶片的輸入端上，觸摸及主控處理晶片控制開關單元工作，開關單元控制功率開關模塊工作。所述的開關單元設有兩組，兩組開關單元為互鎖設置。所述的開關單元包括光耦、可控矽和整流橋，光耦連接在觸摸及主控處理模塊上的輸出端上，光耦輸出控制可控矽的通斷，可控矽連接在整流橋的輸出端上，整流橋連接在主電源模塊上。所述的驅動電源模塊包括穩壓二極體和穩壓晶片，交流電經過串接的穩壓二極體輸入給穩壓晶片，經穩壓晶片後輸出低壓直流電。所述的主電源模塊包括一個以上的整流橋、開關管、變壓器和一個以上的穩壓晶片，一個以上的整流橋輸出並聯連接，整流橋輸出至變壓器一個輸入端，變壓器的另一個輸入端通過開關管與地連接，同時，整流橋輸出經過限流電阻連接至開關管的控制端，一個以上的穩壓晶片分別連接在變壓器的輸出端上，穩壓晶片給觸摸及主控處理模塊提供電能。所述的主電源模塊還包括反饋模塊，反饋模塊包括穩壓二極體和光耦，穩壓二極體採樣穩壓晶片輸入電壓，並與光耦連接，通過光耦控制開關管的通斷。所述的整流橋通過電阻R5輸出至變壓器一個輸入端，電阻R5與變壓器的公共端上連接有電容Cl，電容Cl另一端接地，電容Cl和電阻R5組成RC濾波電路。[0013]所述的功率開關模塊設有一組以上，每組包括兩個雙向可控矽，兩個雙向可控矽分別受觸摸及主控處理模塊控制，兩個雙向可控矽一端連接，另一端分別輸出給負載供電。本實用新型的有益效果是通過本實用新型可以實現兩地控制同一個負載，本實用新型採用電容式觸摸電子開關，可以達到與機械開關同等功能，本實用新型更加安全、壽命更長，同時可以杜絕機械開關的使用壽命問題。本實用新型的電子開關具有超低功耗，待機狀態下，兩組開關組合功耗約為20mW，遠低於能源標準規定的待機功耗，而且本實用新型為單線制，可直接替換機械開關，無需重新布線，節省電線及人工成本。適用於兩地控制同一負載(如燈，電機、風扇)等，如在樓道安裝本實用新型時，可以在第1樓觸摸打開樓梯燈， 到2樓後，再觸摸另一端的此開關，可以關掉此燈。在家用方面，在進門處，安裝多路式此開關，打開對應的燈後，可以在各個分控制點，使用此同類開關關閉此燈，杜絕再次到門口處關燈，摸黑重回到燈亮處。下面將結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。
圖1為本實用新型電路方框圖。圖2為本實用新型主板部分電路原理圖。圖3為本實用新型開關控制部分電路原理圖。圖4為本實用新型電源部分電路原理圖。圖5為本實用新型應用電路原理圖。
具體實施方式
本實施例為本實用新型優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本實用新型保護範圍之內。請參看附圖1，本實用新型主要包括電容觸摸開關、觸摸及主控處理模塊、驅動電源模塊、功率開關模塊和主電源模塊，電容觸摸開關連接在觸摸及主控處理模塊上，通過電容觸摸開關輸入開關信號給觸摸及主控處理模塊，觸摸及主控處理模塊控制功率開關模塊工作，功率開關模塊給負載供電，主電源模塊給功率開關模塊提供電能，驅動電源模塊給其他模塊供電。本實施例中，以同一開關內同時設置4路通道，即同一開關可同時控制四盞燈的亮滅為例，對本實用新型的結構進行具體說明，具體實施時，也可以根據實際需要設置一路通道或兩路通道或多路通道，其結構與本實施例基本結構相同。請參看附圖2，本實施例中，功率開關模塊設有四個，每個功率開關模塊控制一路通道，即每個功率開關模塊控制一盞燈。本實施例中，以第一個功率開關模塊為例對功率開關模塊的結構進行具體說明，其中第一功率開關模塊內包括有兩個雙向可控矽、一個三點接口和一個七點接口 JP1，兩個雙向可控矽分別為可控矽Tl和可控矽T2，可控矽Tl和可控矽T2中分別有一個接口連接在一起，同時連接在三點接口的一個接口點(本實施例中，為第一接口點)上，可控矽Tl的另一接口連接在三點接口的另一個接口點(本實施例中，為第二接口點)上，可控矽T2的另一接口連接在三點接口的第三個接口點(本實施例中，為第三接口點)上，三點接口用於與燈具連接。七點接口 JPl用於與觸摸及主控處理模塊連接，本實施例中，每個功率開關模塊與觸摸及主控處理模塊連接，其中，用於交流電源輸入一個七點接口 JPl中的第一個接口點與三點接口的第二接口點連接，用於交流電源輸入，七點接口 JPI中的第二個接口點與可控矽Tl的控制端連接，七點接口 JPl中的第三個接口點與三點接口的第一接口點連接，七點接口 JPl中的第四個可控矽T2的控制端連接，七點接口 JPl中的第五個接口點與三點接口的第三接口點連接，七點接口 JPi中的第六個接口點連接低壓直流電源，七點接口 JPI中的第七個接口點上連接有電容式觸摸開關，上述三點接口和七點接口的具體連接關係並不僅限於上述實例，其可根據具體需要改變，只需滿足相應的電路連接關係即可。請結合參看附圖3，本實施例中的觸摸及主控處理模塊核心部件為具有電容式觸摸開關識別的觸摸及主控處理晶片U2，本實施例中，觸摸及主控處理晶片U2採用型號為ADPT005的晶片，其具有電容式觸摸開關識別及數據處理功能，本實施例中，觸摸及主控處理晶片U2的靈敏度控制端上連接有電容C4，電容C4為觸摸靈敏度調節電容，改變此電容的大小，可以改變靈敏度。 本實施例中，觸摸及主控處理模塊中還設有受觸摸及主控處理晶片U2控制的開關單元，本實施例中，開關單元設有兩組，兩組開關單元的電路結構相同，本實施例中，兩組開關單元的控制端分別連接在觸摸及主控處理晶片U2的一個I/O 口，連接成互鎖結構，具體實施時， 也可以將兩組開關單元的控制端連接在觸摸及主控處理晶片U2的同一個I/O 口上，在兩組開關單元的控制端之間連接一個反相器，形成硬互鎖，即第一組開關單元導通時，第二組開關單元不導通，第二組開關單元導通時，第一組開關單元不導通。本實施例中，以第一組開關單元的電路為例對其電路結構進行具體說明，第一組開關單元主要包括光耦0P1、可控矽SCRl和整流橋BD1，光耦OPl內的發光二極體一端連接在驅動電源模塊的輸出端上，另一端連接在觸摸及主控處理晶片U2的一個I/O 口上，光耦OPl內的光敏三極體控制在可控矽SCRl的通斷，可控矽SCRl連接在整流橋BDl的輸出端上，本實施例中，可控矽SCRl與電阻R4串聯連接，並且連接在整流橋BDl的輸出端上，電阻R5與穩壓二極體ZD3串聯連接， 並且連接在整流橋BDl的輸出端上，電阻R5與穩壓二極體ZD3的公共端連接在光耦OPl內的光敏三極體的輸入端上，光耦OPl內的光敏三極體的輸出端連接在可控矽SCRl的控制端上，與穩壓二極體ZD3並聯連接有電容C5，光耦OPl內的光敏三極體的輸出端與整流橋BDl 的輸出端的負極之間跨接有電阻R7，與電阻R7並聯連接有電容C6，如此，則形成三個迴路， 串聯的可控矽SCRl和電阻R4形成第一條主迴路，串聯的電阻R5和穩壓二極體ZD3形成第二條迴路，光耦OPl內的光敏三極體與電阻R7形成第三條迴路，當開關單元不導通時，由於電阻R5的阻值較大，不足以使整流橋BDl的初級導通，所以，與整流橋BDl連接的雙向可控矽Tl不導通，當開關單元導通時，整流橋BDl的次級通過可控矽SCRl和電阻R4形成一個閉合迴路，使整流橋BDl的初級電流較大，與整流橋BDl連接的雙向可控矽Tl導通，受雙向可控矽Tl控制的燈具發光，同時，由於穩壓二極體ZD3的存在，將光耦OPl內的光敏三極體的電位箝位在5. IV，使其不至於燒毀，同時，並聯連接的電阻R7和電容C6可以起到抗幹擾作用，防止可控矽SCRl誤觸發。驅動電源模塊給觸摸及主控處理模塊供電，本實施例中，驅動電源模塊包括穩壓二極體ZDl和穩壓晶片U1，穩壓二極體ZDl串聯在七點接口 JPl的供電迴路上，通過穩壓二極體ZDl將交流市電箝位在5. IV，並通過二極體D4輸出給穩壓晶片 U1，經過穩壓晶片Ul穩壓後輸出給觸摸及主控處理模塊供電。本實施例中，在七點接口 JPl 中的第三個接口點與穩壓二極體ZDl之間連接有電容C7，電容C7為自舉電容。
請結合參看附圖2和附圖4，本實施例中，主電源模塊主要包括整流橋組和一個變壓器T，本實施例中，變壓器T採用型號為EFC-13的變壓器，其包括一路輸入、四路輸出，本實施例中，變壓器T採用多繞組變壓器，其可以將多路輸出之間進行電隔離，使其不會相互影響。請參看附圖2，本實施例中的整流橋組包括六個整流橋，即BDl至BD6，六個整流橋並聯輸出，本實施例中為了負載的連接需求設有六個，具體實施時，也可以根據實際需要選擇。本實施例中，整流橋組與變壓器T之間通過10點接頭進行連接，整流橋組的正極輸出通過電阻R5連接至變壓器T的初級的一個輸入端上，同時，整流橋組的正極輸出通過串聯連接的限流電阻R1、電阻R2和電阻R5後與光耦OPl內的光敏三極體連接，串聯連接的限流電阻R1、電阻R2和電阻R5與光耦OPl內的光敏三極體的公共點與開關管Ql的控制端連接，開關管Ql串聯在變壓器T的初級的另一個輸入端與地之間，同時，電阻R5與變壓器 T的公共端上連接有電容Cl，電阻R5和電容Cl形成一個RC振蕩器，從而形成高頻開關電源，利用開關電源將市電高效率的轉換為5V低壓直流電。變壓器T的四路輸出上分別連接有一個穩壓晶片，利用變壓器T隔開共地點，使其形成互不相關的各自通道，四個穩壓晶片分別通過10點接頭輸出，並且通過一個二極體給相應的觸摸及主控處理晶片供電，在上電時，通過主電源模塊給觸摸及主控處理晶片供電，當電路導通時，通過穩壓二極體ZDl給觸摸及主控處理晶片供電。其中一路輸出上連接有串聯連接的穩壓二極體ZDl和光耦OPl的發光二極體，利用穩壓二極體ZDl採樣輸出電壓，當輸出電壓超過穩壓二極體ZDl的穩壓值時，穩壓二極體ZDl導通，並通過光耦OPl反饋給開關管Q1，從而實現穩定輸出的目的。本實用新型在使用時，與機械式單刀雙擲開關接線方法相同，本實用新型可以採用兩個電子開關在兩地同時控制四個負載，具體實施時，也可以根據實際需要，至控制一個負載或兩個負載或三個，請參看附圖5，本實施例中，以燈泡為負載作為具體實例進行說明， 具體實施時，也可以採用其他形式的負載。其中，第一開關中的四個三點接口中的第一點分別與一個燈泡的一端連接，每個燈泡的另一端分別與零線連接，第一開關中的第一個三點接口中的第二點與第二開關中的第一個三點接口中的第二點連接，第一開關中的第一個三點接口中的第三點與第二開關中的第一個三點接口中的第三點連接，第一開關中的其餘三個三點接口中的第二點分別與第二開關中的其餘三個三點接口中的一個的第三點連接，第一開關中的其餘三個三點接口中的第三點分別與第二開關中的的其餘三個三點接口中的一個的第二點連接，第二開關中的四個三點接口中的第一點分別與火線連接，兩個開關分別設置在兩地，如一個設置在一樓，另一個設置在二樓，或者一個設置在門口處，另一個設置在房間等，通過觸摸其中一個開關上的電容式觸摸開關，將對應的燈點亮，然後再觸摸另一個開關上對應的電容式觸摸式開關，可以將燈熄滅。通過本實用新型可以實現兩地控制同一個負載(燈具)等，本實用新型採用電容式觸摸電子開關，可以達到與機械開關同等功能，本實用新型更加安全、壽命更長，同時可以杜絕機械開關的使用壽命問題。本實用新型的電子開關具有超低功耗，待機狀態下，兩組開關組合功耗約為20mW，遠低於能源標準規定的待機功耗，而且本實用新型為單線制，可直接替換機械開關，無需重新布線，節省電線及人工成本。適用於兩地控制同一負載(如燈，電機、風扇)等，如在樓道安裝本實用新型時，可以在第1樓觸摸打開樓梯燈，到2樓後，再觸摸另一端的此開關，可以關掉此燈。在家用方面，在進門處，安裝多路式此開關，打開對應的燈後，可以在各個分控制點，使用此同類開關關閉此燈，杜絕再次到門口處關燈，摸黑重回到燈亮處。
權利要求1.一種單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是所述的開關包括電容觸摸開關、觸摸及主控處理模塊、驅動電源模塊、功率開關模塊和主電源模塊，電容觸摸開關連接在觸摸及主控處理模塊上，通過電容觸摸開關輸入開關信號給觸摸及主控處理模塊，觸摸及主控處理模塊控制功率開關模塊工作，功率開關模塊給負載供電，主電源模塊給觸摸及主控處理模塊提供電能，驅動電源模塊給其他模塊供電。
2.根據權利要求1所述的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是所述的觸摸及主控處理模塊包括具有電容式觸摸開關識別的觸摸及主控處理晶片和開關單元，電容觸摸開關連接在觸摸及主控處理晶片的輸入端上，觸摸及主控處理晶片控制開關單元工作，開關單元控制功率開關模塊工作。
3.根據權利要求2所述的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是所述的開關單元設有兩組，兩組開關單元為互鎖設置。
4.根據權利要求3所述的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是所述的開關單元包括光耦、可控矽和整流橋，光耦連接在觸摸及主控處理模塊上的輸出端上，光耦輸出控制可控矽的通斷，可控矽連接在整流橋的輸出端上，整流橋連接在主電源模塊上。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是 所述的驅動電源模塊包括穩壓二極體和穩壓晶片，交流電經過串接的穩壓二極體輸入給穩壓晶片，經穩壓晶片後輸出低壓直流電。
6.根據權利要求1至4中任意一項所述的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是 所述的主電源模塊包括一個以上的整流橋、開關管、變壓器和一個以上的穩壓晶片，一個以上的整流橋輸出並聯連接，整流橋輸出至變壓器一個輸入端，變壓器的另一個輸入端通過開關管與地連接，同時，整流橋輸出經過限流電阻連接至開關管的控制端，一個以上的穩壓晶片分別連接在變壓器的輸出端上，穩壓晶片給觸摸及主控處理模塊提供電能。
7.根據權利要求6所述的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是所述的主電源模塊還包括反饋模塊，反饋模塊包括穩壓二極體和光耦，穩壓二極體採樣穩壓晶片輸入電壓， 並與光耦連接，通過光耦控制開關管的通斷。
8.根據權利要求6所述的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是所述的整流橋通過電阻R5輸出至變壓器一個輸入端，電阻R5與變壓器的公共端上連接有電容Cl，電容Cl 另一端接地，電容Cl和電阻R5組成RC濾波電路。
9.根據權利要求1至4中任意一項所述的單線制單刀雙擲觸摸電子開關，其特徵是 所述的功率開關模塊設有一組以上，每組包括兩個雙向可控矽，兩個雙向可控矽分別受觸摸及主控處理模塊控制，兩個雙向可控矽一端連接，另一端分別輸出給負載供電。
專利摘要本實用新型公開一種單線制單刀雙擲觸摸電子開關，開關包括電容觸摸開關、觸摸及主控處理模塊、驅動電源模塊、功率開關模塊和主電源模塊，電容觸摸開關連接在觸摸及主控處理模塊上，通過電容觸摸開關輸入開關信號給觸摸及主控處理模塊，觸摸及主控處理模塊控制功率開關模塊工作，功率開關模塊給負載供電，主電源模塊給觸摸及主控處理模塊提供電能，驅動電源模塊給其他模塊供電。通過本實用新型可以實現兩地控制同一個負載，本實用新型採用電容式觸摸電子開關，可以達到與機械開關同等功能，本實用新型更加安全、壽命更長，同時可以杜絕機械開關的使用壽命問題。
文檔編號H03K17/945GK201956995SQ201120088989
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月30日 優先權日2011年3月30日
發明者林慶光, 燕彩虹, 肖興朝 申請人:深圳市阿達電子有限公司