专利名称：多功能开关的制作方法
技术领域：
本实用新型属电器开关装置，特别是光控、声控开关。
目前市场上有很多种光锁声控之类的延时开关，基本上是用作路灯开关，但很难见到实用性强的家用遥控灯具开关。专利权人张光阳设计的专利ZL94236733.2已属实用性较强的家用遥控开关，现对其作进一步改进，以实现多功能开关，且性能更好。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单，使用方便，兼有光控或声控和手控功能，且抗干扰力强的开关，可用于各种灯具和风煽等电器。
本实用新型的目的是这样实现的将光敏元件或拾音器经隔直元件后与单稳态电路相连，再与双德态电路相连，然后与可控硅元件相接，并控制可控硅元件的导通与截止，可控硅控制极与双稳态电路相连，阴极分别与电源地和正电源相连，整流电路一输入端与负载电器相连，另一端与市电火线相连，整流电路的输出端一端与可控硅阳极相连，另一端经电阻与正电源相连，正电源用稳压二极管稳压，用电容滤波，向光敏元件、单稳态电路、双稳态电路和可控硅元件提供低压直流供电。
在上述基础上还可增加钳位电路或/和放大级，其中钳位电路可与双稳态电路相连，放大级则可在隔直元件和单稳态电路之间。
在前述基础上还可加手动脉冲开关，手动脉冲开关与单稳态电路相连。
手动脉冲开关可以是触摸式、拉线式和按钮式中的一种或多种。
光敏元件可以是光敏三极管、光敏二极管或红外接收管，如2CU79，2CU80、3DU11、21或2BU82等型号中的一种。拾音器可以是驻极体话筒或压电陶瓷片。隔直元件采用电容。单稳态和双稳态电路可用双D触发器为主元件，如CD4013或74HC74型。可控硅元件可选用小功率单向或双向可控硅，如MCR100-6、MCR100-8、2N6665、CR3AM或3CTS1等型号中的一种。钳位元件可用电容及电阻。放大级可用晶体三极管为主元件。
附
图1是本实用新型光控开关原理图。
附图2至附图13是本实用新型的各种实施例。
附图14是本实用新型的声控实施例之一。
本实用新型不限于附图所举的实施例。
以下结合附图详述本实用新型的结构与工作原理。
附图1为本实用新型最基本的电子线路原理图，即光控开关原理图。图中光敏元件G1把光信号转换为电流并在电阻R1上建立起电压信号，经隔直元件电容C1耦和到触发器I1A的CLK端，而由电阻R2、R3、R4、电容C2和I1A组成单稳态电路，此时它产生一正脉冲输入到用作双稳态电路的触发器I1B的CLK端使之从一个稳态变到另一稳态；I1B的Q端在此双稳态为置一态时输出高电平，在清零态时输出低电平经电阻R5至可控硅SCR的控制极以控制其导通与截止。可控硅SCR的阴极经电阻R6与电源地GND相连，还经二极管D2和电阻R7与正电源相连。二极管D3、D4、D5和D6组成桥式整流电路，它的一个输入端接负载电器RL如电灯，继而接交流220V市电地线，另一个输入端接市电火线。整流电路的输出一路经电阻R8降压到低压正电源V+以作为本开关关闭时的电流来源，另一路接可控硅SCR阳极；可控硅SCR导通时，整流电路输出的电流经SCR后主要流经电阻R6到电源地，只有几毫安电流经二极管D2及电阻R7流到正电源V+，以作为本开关开启时的电流来源。由于本开关无论处于关闭态或者开启态时正电源V+都有足够的电流来源，因而在正电源V+和电源地GND之间的稳压二极管D1稳压、电容C3滤波作用下，保证了正电源V+总是稳定的，因而保证了本开关的正常稳定工作，抗干扰能力很强。
本开关采用单线出入方式与220V市电火线相连接，当需要接通电器RL时，可用手电筒或电视遥控器晃动照射本开关，光敏元件G1接收光脉冲后产生电流并在电阻R1上建立起电压脉冲，完成上一段中所说的使双稳态电路置一，从而使可控硅触发导通，实现本开关的开启功能；当需要断开电器RL时，再用手电筒或电视遥控器晃动照射本开关，产生的光脉冲经上述转换后，使双稳态电路改变状态为清零态，输出低电平使可控硅SCR处于关断状态，实现本开关的关闭功能。
附图2是在附图1基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型。当用手触摸触模片CM时在其上所感应的电信号使I1A的置位端S变为高电平一下，从而使单稳态电路输出一正脉冲，这和光脉冲引起单稳态电路输出正脉冲的效果是一样的，因而同样可以控制本开关的开启与关闭动作。
附图3是在附图1基础上在正电源V+和触发器I1A的S端之间增加拉线或按钮开关K并经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，它既有光控开关，也有拉线或按钮开关。该附图中的开关K与附图2中的触摸片CM作用很类似，因而工作原理相同。
附图4是在附图1基础上在正电源和触发器I1B的R端之间和增加电容CB并经电阻RE与电源地GND相连组成钳位电路而构成的一种实用新型，它是一种光控开关，但由于增加这两个元件，在停电后再来电时，在I1B的R端将短暂地钳位于高电平而使双稳态电路处于清零态，从而使本开关处于关闭状态，避免了停电后再来电时往往容易发生的常明灯现象。
附图5是在附图4基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，其中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，也有触摸开关，且无常明灯现象。
附图6是在附图4基础上在正电源和触发器I1A的S端之间增加拉线或按钮开关K并经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，其中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，也有拉线或按钮开关，且无常明灯现象。
附图7是在附图1基础上在光敏元件后的隔直电容与单稳态电路之间增加电阻RA、RB、电容CA及三极管TR而构成的一种实用新型，所增加的四个元件组成一放大级，其余工作原理已在前面叙述过了。它是光控开关，但光控灵敏度要高得多。
附图8是在附图7基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，也有触摸开关，且光控灵敏度很高。
附图9是在附图7基础上在正电源和触发器I1A的S端之间增加拉线或按钮开关K并经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，也有拉线或按钮开关，且光控灵敏度大提高。
附图10是在附图7基础上在正电源和触发器I1B的R端之间增加电容CB并经电阻RE与电源地GND相连组成钳位电路而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它是光控开关，有很高的灵敏度，且无常明灯现象。
附图11是在附图10基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，又有触摸开关，有很高的灵敏度，且无常明灯现象。
附图12是在附图10基础上在正电源和触发器I1A的S端之间增加拉线或按钮开关K并经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，又有拉线或按钮开关，有很高的灵敏度，且无常明灯现象。
附图13是在附图12基础上增加触摸片CM并经电阻RC与触发器I1A的S端相连，再经电阻RD与电源地GND相连而构成的一种实用新型，图中各元件的作用已在前面叙述过了。它既有光控开关，又有触摸开关和拉线或按钮开关，有很高的灵敏度，且无常明灯现象。
附图14是在附图7基础上把G1换成驻极体话筒而构成的一种声控开关。也可将附图7中的G1、R1及C1都去掉，而在TR的基极和正电源V+之间接上一压电陶瓷片而构成一种声控开关。话筒或压电陶瓷片的作用是把声信号转换为电信号，而其余各元件的作用已在前面叙述过了。
在附图7至13各图中，适当加大光控灵敏度，或采用红外接收管为光敏元件，则这七种实施例开关便成为红外遥控开关，可用电视遥控器或配套红外发射器来控制这些开关的开启与关闭。增大光控灵敏度有两个方法一是加大电阻R1的阻值，二是加大放大级的放大倍数。当背景红外光很少时，则可省掉元件R1及C1，红外接收管N端直接接在三极管TR基极上，P端接电源地。
以上图中光敏元件G1通常选用φ3光敏二极管。光敏元件G1的光敏性越灵敏，电阻R1的取值应越小，反之亦然。负载RL(如电灯、风扇等)功率越大时，电阻R6阻值应越小，反之亦然，以保证正电源电压在本开关打开或关闭状态均保持一样。双D触发器与电阻R2，R3，R4和电容C2所组成的单稳态及双稳态电路为极常规电路。
本开关为单线出入式，很适合作室内壁式开关。本开关不会因外来干扰而自动打开或关闭，工作极为可靠，即使用作有强大干扰的日光灯开关，也能可靠地工作。本开关的工作电压即正电源电压很低，各种开关动作时产生的脉冲电压也很小，因而本开关既安全，且寿命长。
当使用者就寝上床后，或起床前可用手电筒或电视遥控器关闭或打开电灯、风扇，而当使用者出入房间时却可用手动开关打开或关闭这些电器。
本开关元件少，结构筒单，成本低廉，工作安全可靠，兼有光控、声控和手动功能，使用方便，抗干扰能力强，停电后来电时无常明灯现象，因而具有很强的实用性，完全可以替代现有白炽灯、日光灯及风扇等电器的开关。
综上所述，本实用新型提供了一种功能很多的多功能开关。
权利要求1.一种多功能开关，其特征在于光敏元件或拾音器经隔直元件后与单稳态电路相连，再与双稳态电路相连，然后与可控硅元件相接，并控制可控硅元件的开闭，可控硅控制极与双稳态电路相连，阴极分别与电源地和正电源相连，整流电路一输入端与负载电器相连，另一端与市电火线相连，整流电路的输出端一端与可控硅阳极相连，另一端经电阻与正电源相连，正电源用稳压二极管稳压，用电容滤波，向光敏元件、单稳态电路、双稳态电路和可控硅元件提供低压直流供电。
2.根据权利要求1所述的多功能开关，其特征在于还可增加钳位电路或/和放大级，其中钳位电路可与双稳态电路相连，放大级则可在隔直元件和单稳态电路之间。
3.根据权利要求1或2所述的多功能开关，其特征在于还可加上手动脉冲开关，手动脉冲开关与单稳态电路相连。
4.根据权利要求3所述的多功能开关，其特征在于手动脉开关可以是触摸式、拉线式和按钮式中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的多功能开关，其特征在于光敏元件可以是光敏三极管、光敏二极管或红外接收管，拾音器可以是驻极体话筒、压电陶瓷片，隔直元件采用电容，单稳态和双稳态电路可用双D触发器为主元件，可控硅元件可选用小功率单向或双向可控硅，钳位元件可用电容及电阻，放大级可用晶体三极管为主元件。
6.根据权利要求5所述的多功能开关，其特征在于光敏元件可选用2CU79，2CU80、3DU11、3DU21或2BU82等型号中的一种，双D触发器可选用CD4013或74HC74型，小功率单向或双向可控硅可选用MCR100-6、MCR100-8、2N6565、CR3AM或3CTS1型号中的一种。
专利摘要本实用新型提供了一种用光敏元件转换光脉冲为电脉冲，用拾音器转换声音为电信号，经隔直处理后触发单稳态和双稳态电路，然后驱动可控硅而打开或关闭市电的遥控开关，还具有简单而有效的电源电路。本开关元件少，结构简单，成本低廉，工作安全可靠，抗干扰能力强，停电后来电无常明灯现象，是兼有光控、声控和手动开关功能，使用方便，适合多种场合的单线出入式多功能开关，因而具有很强的实用性，完全可以替代现有家用电灯、风扇等电器的开关。
文档编号H03K17/94GK2261689SQ9623292
公开日1997年9月3日 申请日期1996年4月5日 优先权日1996年4月5日
发明者张光阳 申请人:张光阳