強制節電器的製作方法

2023-10-09 13:05:14

專利名稱：強制節電器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及自動控制領域，具體的說是一種強制節電的器件。
背景技術：
目前，大部分用電器都具有待機功能，在待機狀態下，用電器消耗的功率
為正常工作時消耗功率的10%左右，長期待機會造成能源的浪費，同時也會帶來
安全隱患，因為待機並沒有斷電，因此容易導致電線短路，在雷雨天，待機電 器容易遭受雷擊而燒壞，嚴重時甚至引起火災，導致人員傷亡和財產損失，而 待機狀態下的用電器也排放汙染物和廢氣，如碳粉塵、二氧化碳、二氧化硫、 氮氧化物等，汙染環境，危害人體健康。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種強制節電器，能夠使設備在待機狀態下自動 斷電。
為達到上述目的，本實用新型表述一種強制節電器，其關鍵在於由復位開 關、繼電器、直流電源模塊、比較器和驅動電路組成；其中，所述復位開關與
所述繼電器常開開關並聯，該復位開關與繼電器常開開關的第一公共端連接交 流電源，第二公共端連接所述直流電源模塊的輸入端，所述直流電源模塊的輸 出端輸出電壓信號給所述比較器的一個輸入端，該比較器的另一個輸入端接收 負載的取樣電壓信號，所述比較器輸出端輸出比較結果給所述驅動電路的輸入 端，該驅動電路的輸入端還與所述直流電源模塊的輸出端相連，所述驅動電路 的輸出端連接所述繼電器繞組一端，該繼電器繞組的另一端與所述直流電源模 塊輸出端連接。所述負載指電視機、電腦等用電器。所述直流電源模塊將交流電轉換為直
流電，為比較器、驅動電路和繼電器供電；所述比較器比較正相輸入端和反相 輸入端的電壓後，輸出比較結果給驅動電路，驅動電路控制繼電器常開開關的 斷開或閉合，達到在待機時斷電的目的。
所述直流電源模塊由變壓器、第一整流二極體和第二整流二極體和第一電 容組成，其中所述變壓器初級線圈一端與所述復位開關和直流電源模塊的第二 公共端相連，該變壓器初級線圈另一端與交流電源相連，所述變壓器次級線圈 的兩端分別與所述第一整流二極體和第二整流二極體的陽極相連，該第一整流 二極體和第二整流二極體的陰極並接後，公共端作為所述直流電源模塊輸出端 連接所述比較器、驅動電路和繼電器，該公共端還連接所述第一電容的正極， 該第一電容的負極接地。
所述變壓器將高電壓交流電轉換為低電壓交流電，經過第一整流二極體和 第二整流二極體整流後，對第一電容充電，使低電壓交流電轉換為低電壓直流 電，為比較器、驅動電路和繼電器供電。
所述比較器由上拉電阻、第一可調電阻、第二可調電阻、第三整流二極體、 第二電容和集成運放組成；其中所述上拉電阻一端與所述直流電源模塊的輸出 端相連，該上拉電阻另一端經所述第一可調電阻接地，該第一可調電阻的滑動 端與上拉電阻另一端連接，所述上拉電阻與第一可調電阻的公共端與所述集成 運放的反相輸入端相連；該集成運放的正相輸入端與所述第三整流二極體的陰 極相連，該第三整流二極體的陽極與負載連接，所述集成運放的正相輸入端還 經所述第二可調電阻接地，該第二可調電阻的滑動端連接集成運放的正向輸入 端，該集成運放的正向輸入端還與所述第二電容的正極相連，該第二電容的負 極接地。所述直流電源模塊輸出的電壓經上拉電阻和第一可調電阻進行分壓後，輸 出參考電壓至集成運放的反相輸入端，該參考電壓與集成運放正相輸入端接收 的負載的電壓信號相比較，得到比較結果。負載正常工作時，取樣電壓高與參 考電壓，比較器輸出高電平，負載待機時，取樣電壓降低，低於參考電壓，比 較器輸出低電平，負載斷電。
所述第二電容在負載正常工作時充電存儲能量，當負載待機，取樣電壓低 於參考電壓時，第二電容放電，集成運放正相輸入端的電壓逐漸降低，經過一 段時間後，低於參考電壓，比較器輸出低電平，從而實現延時斷電。
所述第一可調電阻可用來調節參考電壓的大小，從而確定取樣電流減小到 何值時，負載斷電。
所述驅動電路包括有第一下拉電阻、第二下拉電阻和三極體；其中，所述 三極體的基極與所述比較器的輸出端連接，該基極還經所述第一下拉電阻接地， 所述三極體的發射極經第二下拉電阻接地，集電極與所述繼電器的繞組一端相 連。
當比較器輸出高電平時，所述三極體導通，繼電器繞組得電，繼電器的常 開開關閉合，負載通電；當比較器輸出低電平時，所述三極體截止，繼電器繞 組失電，繼電器的常開開關斷開，負載斷電，從而達到節能的目的。
所述驅動電路還包括有第四二極體，該第四二極體的陽極連接所述三極體 的集電極，該第四二極體的陰極連接所述直流電源模塊輸出端。
所述第四二極體為電晶體保護器件。
本實用新型的顯著效果是能夠使用電器在待機一段時間後自動斷電，節 約能源，保證用電器安全，避免造成不必要的財產及其它損失，同時減少廢棄 物的排放，保護環境。

圖1為本實用新型的原理方框圖； 圖2為本實用新型的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。 實施例
如圖l所示 一種強制節電器，由復位開關l、繼電器2、直流電源模塊3、 比較器4和驅動電路5組成；其中，所述復位開關1與所述繼電器2常開開關 並聯，該復位開關1與繼電器2常開開關的第一公共端連接交流電源，第二公
共端連接所述直流電源模塊3的輸入端，所述直流電源模塊3的輸出端輸出電 壓信號給所述比較器4的一個輸入端，該比較器4的另一個輸入端接收負載的 取樣電壓信號，所述比較器4輸出端輸出比較結果給所述驅動電路5的輸入端， 該驅動電路5的輸入端還與所述直流電源模塊3的輸出端相連，所述驅動電路5 的輸出端連接所述繼電器2繞組一端，該繼電器2繞組的另一端與所述直流電 源模塊3輸出端連接。
所述負載指電視機、電腦等用電器。
如圖2所示所述直流電源模塊3由變壓器L、第一整流二極體Dl和第二 整流二極體D2和第一電容Cl組成，其中所述變壓器L初級線圈一端與所述復 位開關1和直流電源模塊3的第二公共端相連，該變壓器L初級線圈另一端與 交流電源相連，所述變壓器L次級線圈的兩端分別與所述第一整流二極體Dl和 第二整流二極體D2的陽極相連，該第一整流二極體Dl和第二整流二極體D2的 陰極並接後，公共端作為所述直流電源模塊3輸出端連接所述比較器4、驅動電 路5和繼電器2，該公共端還連接所述第一電容C1的正極，該第一電容C1的負 極接地。所述比較器4由上拉電阻R2、第一可調電阻W1、第二可調電阻W2、第三整 流二極體D3、第二電容C2和741型集成運放A組成；其中所述上拉電阻R2 — 端與所述直流電源模塊3的輸出端相連，該上拉電阻R2另一端經所述第一可調 電阻W1接地，該第一可調電阻W1的滑動端與上拉電阻R2另一端連接，所述上 拉電阻R2與第一可調電阻Wl的公共端與所述集成運放A的反相輸入端相連； 該集成運放A的正相輸入端與所述第三整流二極體D3的陰極相連，該第三整流 二極體D3的陽極與負載連接，所述集成運放A的正相輸入端還經所述第二可調 電阻W2接地，該第二可調電阻W2的滑動端連接集成運放A的正向輸入端，該 集成運放A的正向輸入端還與所述第二電容C2的正極相連，該第二電容C2的 負極接地。
所述驅動電路5包括有第一下拉電阻R3、第二下拉電阻R5、三極體T和第 四二極體D4;其中，所述三極體T的基極與所述比較器4的輸出端連接，該基 極還經所述第一下拉電阻R3接地，所述三極體T的發射極經第二下拉電阻R5 接地，集電極與所述繼電器2的繞組一端相連，該集電極還連接所述第四二極 管D4的陽極，該第四二極體D4的陰極連接所述直流電源模塊3輸出端。
所述第四二極體D4為電晶體保護器件。
其工作原理是
開始時，按下復位開關l，負載處於正常運行狀態。此時，變壓器L通電， 變壓器L將高電壓交流電轉換為低電壓交流電，經過第一整流二極體Dl和第二 整流二極體D2整流後，對第一電容C1充電，使低電壓交流電轉換為低電壓直 流電，為比較器4、驅動電路5和繼電器2供電。所述直流電源模塊3輸出的電壓經上拉電阻R2和第一可調電阻Wl進行分 壓後，輸出參考電壓至集成運放A的反相輸入端，該參考電壓與集成運放A正 相輸入端接收的負載的電壓信號相比較，得到比較結果。負載正常工作時，取 樣電壓高與參考電壓，比較器4輸出高電平，所述三極體T導通，繼電器2繞 組得電，繼電器2的常開開關閉合，負載通電，正常工作。
當負載待機時，第二電容C2放電，集成運放A正相輸入端的電壓逐漸降低， 經過一段時間後，集成運放A正相輸入端的電壓低於參考電壓，比較器4輸出 低電平，所述三極體T截止，電器2繞組失電，繼電器2的常開開關斷開，負 載斷電，從而達到節能的目的。
所述第一可調電阻W1可用來調節參考電壓的大小，從而確定取樣電流減小 到何值時，負載斷電。
當停電時，繼電器2的常開開關處於斷開狀態，再來電時，只要沒有按下 復位開關l，負載所在交流電路不會接通實現了自動保護。
權利要求1、一種強制節電器，其特徵在於由復位開關(1)、繼電器(2)、直流電源模塊(3)、比較器(4)和驅動電路(5)組成；其中，所述復位開關(1)與所述繼電器(2)常開開關並聯，該復位開關(1)與繼電器(2)常開開關的第一公共端連接交流電源，第二公共端連接所述直流電源模塊(3)的輸入端，所述直流電源模塊(3)的輸出端輸出電壓信號給所述比較器(4)的一個輸入端，該比較器(4)的另一個輸入端接收負載的取樣電壓信號，所述比較器(4)輸出端輸出比較結果給所述驅動電路(5)的輸入端，該驅動電路(5)的輸入端還與所述直流電源模塊(3)的輸出端相連，所述驅動電路(5)的輸出端連接所述繼電器(2)繞組一端，該繼電器(2)繞組的另一端與所述直流電源模塊(3)輸出端連接。
2、 根據權利要求1所述的一種強制節電器，其特徵在於所述直流電源模 塊(3)由變壓器(L)、第一整流二極體(Dl)和第二整流二極體(D2)和第一 電容(Cl)組成，其中所述變壓器(L)初級線圈一端與所述復位開關(1)和 直流電源模塊(3)的第二公共端相連，該變壓器(L)初級線圈另一端與交流 電源相連，所述變壓器(L)次級線圈的兩端分別與所述第一整流二極體(Dl) 和第二整流二極體(D2)的陽極相連，該第一整流二極體(Dl)和第二整流二 極管(D2)的陰極並接後，公共端作為所述直流電源模塊(3)輸出端連接所述 比較器(4)、驅動電路(5)和繼電器(2)，該公共端還連接所述第一電容(Cl) 的正極，該第一電容(Cl)的負極接地。
3、 根據權利要求l所述的一種強制節電器，其特徵在於所述比較器(4)由上拉電阻(R2)、第一可調電阻(Wl)、第二可調電阻(W2)、第三整流二極體 (D3)、第二電容(C2)和集成運放(A)組成；其中所述上拉電阻(R2) —端 與所述直流電源模塊(3)的輸出端相連，該上拉電阻(R2)另一端經所述第一 可調電阻(Wl)接地，該第一可調電阻(Wl)的滑動端與上拉電阻(R2)另一 端連接，所述上拉電阻(R2)與第一可調電阻(Wl)的公共端與所述集成運放 (A)的反相輸入端相連；該集成運放(A)的正相輸入端與所述第三整流二極 管(D3)的陰極相連，該第三整流二極體(D3)的陽極與負載連接，所述集成 運放(A)的正相輸入端還經所述第二可調電阻(W2)接地，該第二可調電阻(W2) 的滑動端連接集成運放(A)的正向輸入端，該集成運放(A)的正向輸入端還 與所述第二電容(C2)的正極相連，該第二電容(C2)的負極接地。
4、 根據權利要求1所述的一種強制節電器，其特徵在於所述驅動電路(5) 包括有第一下拉電阻(R3)、第二下拉電阻(R5)和三極體(T);其中，所述三 極管(T)的基極與所述比較器(4)的輸出端連接，該基極還經所述第一下拉 電阻(R3)接地，所述三極體(T)的發射極經第二下拉電阻(R5)接地，集電 極與所述繼電器(2)的繞組一端相連。
5、 根據權利要求4所述的一種強制節電器，其特徵在於所述驅動電路(5) 還包括有第四二極體(D4)，該第四二極體(D4)的陽極連接所述三極體(T) 的集電極，該第四二極體(D4)的陰極連接所述直流電源模塊(3)輸出端。
專利摘要本實用新型公開一種強制節電器，其特徵在於由復位開關、繼電器、直流電源模塊、比較器和驅動電路組成；復位開關與繼電器常開開關並聯，復位開關與繼電器常開開關的第一公共端連接交流電源，第二公共端連接直流電源模塊輸入端，直流電源模塊的輸出端輸出電壓信號給比較器的一個輸入端，比較器的另一個輸入端接收負載的取樣電壓信號，比較器輸出端輸出比較結果給驅動電路的輸入端，驅動電路輸入端還與直流電源模塊輸出端相連，驅動電路輸出端連接繼電器繞組一端，繼電器繞組的另一端與直流電源模塊輸出端連接。本實用新型的顯著效果是能夠使用電器在待機一段時間後自動斷電，節約能源，保證用電器安全，同時減少廢棄物的排放，保護環境。
文檔編號H03K17/28GK201352306SQ20082009905
公開日2009年11月25日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日
發明者劉晴晴, 陳可心, 黃仕友 申請人:西南師範大學附屬中學校