节能控制器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种节能控制器，包括：照明灯LA1；整流桥B1；连接整流桥B1直流输出端的可控硅Q3；连接整流桥直流输出端，用于对整流桥输出的直流电压进行变换输出预设直流电压的电源模块；照明灯开关S1；限流电阻R1；所述限流电阻R1与照明灯开关S1相互串联接在所述电源模块的输出端；与电源模块和照明灯开关S1相连接，用于当所述照明灯开关S1进行状态切换时利用电源模块输出的预设直流电压产生上升沿的触发模块；与电源模块、触发模块和可控硅Q3触发极相连接，用于根据所述电源模块输出的预设直流电压和所述触发模块产生的上升沿输出可控硅触发信号的控制模块；本发明本结构简单、控制方便、节约能源。
【专利说明】节能控制器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子设备领域，具体为一种节能控制器。
【背景技术】
[0002]现有技术中学校大型宿舍等处的供电方式通常为定点供电，每晚熄灯时刻通过断开电源总开关的操作实现全部断电，如果在断电时一些照明灯的控制开关并未关闭，那么早上合上电源总开关时，相应地，照明灯也会亮起，若不能及时将照明灯的控制开关关闭，将导致能源的无端浪费。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题的提出，而研制一种节能实用、结构简单的节能控制器。
[0004]本发明的技术手段如下:
[0005]一种节能控制器，包括:
[0006]一端通过电源总开关ST与火线相连接的照明灯LAl ；
[0007]整流桥BI ;所述整流桥BI的交流输入端分别与零线和所述照明灯LAl另一端相连接；
[0008]连接整流桥BI直流输出端的可控硅Q3 ;所述可控硅Q3阳极与所述整流桥BI直流输出正端相连接，所述可控硅Q3阴极与所述整流桥BI直流输出负端相连接；
[0009]连接整流桥直流输出端，用于对整流桥输出的直流电压进行变换输出预设直流电压的电源模块；
[0010]照明灯开关SI;
[0011]限流电阻Rl ;所述限流电阻Rl与照明灯开关SI相互串联接在所述电源模块的输出端；
[0012]与电源模块和照明灯开关SI相连接，用于当所述照明灯开关SI进行状态切换时利用电源模块输出的预设直流电压产生上升沿的触发模块；
[0013]与电源模块、触发模块和可控硅Q3触发极相连接，用于根据所述电源模块输出的预设直流电压和所述触发模块产生的上升沿输出可控硅触发信号的控制模块；
[0014]进一步地，所述电源模块包括相互串联的电阻R9和稳压二极管D3 ；
[0015]进一步地，所述触发模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、NPN晶体管Ql、PNP晶体管Q2、二极管Dl和二极管D2 ;所述NPN晶体管Ql的基极通过电阻R2连接照明灯开关SI与电阻Rl的串接点；所述PNP晶体管Q2的基极通过电阻R3连接照明灯开关SI与电阻Rl的串接点；所述NPN晶体管Ql的集电极通过电阻R4连接至所述电源模块的输出正极；所述PNP晶体管Q2的发射极通过电阻R5连接至所述电源模块的输出正极；所述NPN晶体管Ql的发射极、以及所述PNP晶体管Q2的集电极均连接至所述电源模块的输出负极；所述二极管Dl阳极连接所述NPN晶体管Ql的集电极；所述二极管D2阳极连接所述PNP晶体管Q2的发射极；所述二极管Dl与所述二极管D2共阴极连接；[0016]进一步地，所述控制模块包括D触发器Ul、D触发器U2、电阻R8、由电阻R6和电容Cl构成的RC串联支路1、以及由电阻R7和电容C2构成的RC串联支路II ;所述D触发器Ul的D端连接所述电源模块的输出正极；所述D触发器Ul的S端连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器Ul的CK端连接所述触发模块的输出端；所述D触发器Ul的R端通过电容Cl连接所述电源模块的输出负极；所述电阻R6两端分别连接所述D触发器Ul的R端和Q端；所述D触发器U2的CK端连接所述D触发器Ul的Q端；所述D触发器U2的D
端和G ,相连接；所述D触发器U2的S端连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器U2
的R端通过电容C2连接所述电源模块的输出正极，以及通过电阻R7连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器U2的Q端通过电阻R8连接所述可控硅Q3的触发极；
[0017]进一步地，所述稳压二极管D3两端并联接有电容C3 ;所述电阻R9与稳压二极管D3构成的串联支路上还串接有二极管D4 ；
[0018]进一步地，所述D触发器Ul和所述D触发器U2采用⑶4013芯片；
[0019]进一步地，所述RC串联支路II的充电时间大于所述触发模块产生的上升沿时间；
[0020]进一步地，所述稳压二极管D3采用6.8V稳压二极管；
[0021]进一步地，所述电源模块还包括串接在电阻R9和稳压二极管D3构成的串联支路中，用于指示电源通断的发光二极管D5。
[0022]由于采用了上述技术方案，本发明提供的节能控制器，能够实现当电源总开关ST断开后再闭合时，无论照明灯开关SI处于断开还是闭合状态时，照明灯LAl均不亮，而当人为切换照明灯开关SI的状态时，如由断开状态切换至闭合状态，或由闭合状态切换至断开状态时，所述触发模块产生上升沿，进而控制模块产生可控硅触发信号，可控硅Q3导通，照明灯LAl亮，本发明结构简单、控制方便、节约能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明所述节能控制器的电路原理图；
[0024]图2是本发明所述节能控制器的安装示意图。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示的一种节能控制器，包括:一端通过电源总开关ST与火线相连接的照明灯LAl ;整流桥BI ;所述整流桥BI的交流输入端分别与零线和所述照明灯LAl另一端相连接；连接整流桥BI直流输出端的可控硅Q3 ;所述可控硅Q3阳极与所述整流桥BI直流输出正端相连接，所述可控硅Q3阴极与所述整流桥BI直流输出负端相连接；连接整流桥直流输出端，用于对整流桥输出的直流电压进行变换输出预设直流电压的电源模块；照明灯开关SI ;限流电阻Rl ;所述限流电阻Rl与照明灯开关SI相互串联接在所述电源模块的输出端；与电源模块和照明灯开关SI相连接，用于当所述照明灯开关SI进行状态切换时利用电源模块输出的预设直流电压产生上升沿的触发模块；与电源模块、触发模块和可控硅Q3触发极相连接，用于根据所述电源模块输出的预设直流电压和所述触发模块产生的上升沿输出可控硅触发信号的控制模块；进一步地，所述电源模块包括相互串联的电阻R9和稳压二极管D3 ;进一步地，所述触发模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、NPN晶体管Q1、PNP晶体管Q2、二极管Dl和二极管D2 ;所述NPN晶体管Ql的基极通过电阻R2连接照明灯开关SI与电阻Rl的串接点；所述PNP晶体管Q2的基极通过电阻R3连接照明灯开关SI与电阻Rl的串接点；所述NPN晶体管Ql的集电极通过电阻R4连接至所述电源模块的输出正极；所述PNP晶体管Q2的发射极通过电阻R5连接至所述电源模块的输出正极；所述NPN晶体管Ql的发射极、以及所述PNP晶体管Q2的集电极均连接至所述电源模块的输出负极；所述二极管Dl阳极连接所述NPN晶体管Ql的集电极；所述二极管D2阳极连接所述PNP晶体管Q2的发射极；所述二极管Dl与所述二极管D2共阴极连接；进一步地，所述控制模块包括D触发器U1、D触发器U2、电阻R8、由电阻R6和电容Cl构成的RC串联支路1、以及由电阻R7和电容C2构成的RC串联支路II ;所述D触发器Ul的D端连接所述电源模块的输出正极；所述D触发器Ul的S端连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器Ul的CK端连接所述触发模块的输出端；所述D触发器Ul的R端通过电容Cl连接所述电源模块的输出负极；所述电阻R6两端分别连接所述D触发器Ul的R端和Q端；所述D触发器U2的CK
端连接所述D触发器Ul的Q端；所述D触发器U2的D端和G端相连接；所述D触发器U2
的S端连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器U2的R端通过电容C2连接所述电源模块的输出正极，以及通过电阻R7连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器U2的Q端通过电阻R8连接所述可控硅Q3的触发极；进一步地，所述稳压二极管D3两端并联接有电容C3 ;所述电阻R9与稳压二极管D3构成的串联支路上还串接有二极管D4 ;进一步地，所述D触发器Ul和所述D触发器U2采用⑶4013芯片；进一步地，所述RC串联支路II的充电时间大于所述触发模块产生的上升沿时间；进一步地，所述稳压二极管D3采用6.8V稳压二极管；进一步地，所述电源模块还包括串接在电阻R9和稳压二极管D3构成的串联支路中，用于指示电源通断的发光二极管D5。
[0026]本发明所述可控硅Q3阳极与所述整流桥BI直流输出正端相连接，所述可控硅Q3阴极与所述整流桥BI直流输出负端相连接，所述可控硅Q3触发极连接控制模块；当控制模块输出触发信号，同时整流桥BI输出正向电压施加在可控娃Q3的阳极与阴极之间,可控娃Q3导通，则火线零线、照明灯LA1、整流桥BI和可控硅Q3形成回路，照明灯LAl亮。
[0027]本发明所述电源模块与整流桥直流输出端相连接，用于对整流桥输出的直流电压进行变换输出预设直流电压，所述电源模块具体可以包括相互串联的电阻R9和稳压二极管D3 ;所述稳压二极管D3阳极连接整流桥直流输出负端，所述稳压二极管D3阴极连接所述电阻R9 —端；所述稳压二极管D3两端分别作为电源模块的输出正极和输出负极；即所述稳压二极管D3两端电压为所述预设直流电压，当所述稳压二极管D3优选采用6.8V稳压二极管时，所述预设直流电压为6.8V ;优选地，所述稳压二极管D3两端并联接有电容C3 ；所述电阻R9与稳压二极管D3构成的串联支路上还串接有二极管D4，所述二极管D4阳极连接整流桥直流输出正端，所述二极管D4阴极连接所述电阻R9另一端；所述二极管D4为当需要断开可控硅时，防止电容C3放电使得可控硅Q3无法断开。
[0028]本发明所述触发模块与电源模块和照明灯开关SI相连接，用于当所述照明灯开关Si进行状态切换时利用电源模块输出的预设直流电压产生上升沿，本发明所述电源总开关ST当晚上熄灯时断开，早上时闭合，当电源总开关ST闭合时，电源模块输出预设直流电压施加在电阻R7和电容C2构成的RC串联支路II上，根据电容两端电压不能突变的特性，通过电容C2连接电源模块输出正极的D触发器U2的R端为高电平，D触发器U2复位，故在电容C2充电期间(2.3RC) Q端输出低电平，优选地，所述RC串联支路II的充电时间大于所述触发模块产生的上升沿时间，故在此期间可控硅Q3由于不会收到触发信号，进而不会导通，从而实现了当电源总开关ST闭合时，无论照明灯开关SI处于断开还是闭合状态，照明灯LAl均不会亮，当RC串联支路II充电完毕，D触发器U2的R端变为低电平使其复位作用，而此时NPN晶体管Ql或PNP晶体管Q2也已完全导通，触发模块不会产生上升沿，在照明灯开关SI的状态不改变时，照明灯LAl保持持续不亮的状态。
[0029]当所述电源总开关ST处于闭合状态，则电源模块输出的预设直流电压施加到触发模块和控制模块上，当照明开关SI闭合时或者断开时的常态情况下，由于二极管Dl，D2组成的或门关系，有一路输出高电平，则共阴极端输出高电平，即无论照明开关SI闭合还是断开的情况下，都输出高电平，但在照明开关SI由断开到闭合或由闭合到断开的瞬间，由于三极管(NPN晶体管Ql和PNP晶体管Q2)的断开时间比导通时间长，所以会产生短暂的低电平，在三极管完全导通后恢复高电平，假设照明开关SI现在处于断开状态，这时，NPN晶体管Ql处于截止状态输出高电平，PNP晶体管Q2处于导通状态输出低电平。这时二极管D1、D2的共阴极端输出为高电平，将照明开关SI由断开状态切换到闭合状态的瞬间时，NPN晶体管Ql先导通产生低电平，这时PNP晶体管Q2还未截止输出低电平，故这时二极管Dl、D2的共阴极端输出低电平，当PNP晶体管Q2完全截止后，二极管Dl、D2的共阴极端输出高电平，这样就产生了一个上升沿，进而来触发控制模块，将照明开关SI由闭合状态切换到断开状态的瞬间时则是同样原理。
[0030]对于可控硅Q3的控制，由于本身输入的是交流电，通过整流桥BI后输出的是脉动直流电，由于照明开关SI的通断可以控制可控硅Q3的触发极上的电平高低，这时当可控硅Q3触发极为高电平时，可控硅Q3导通，而当可控硅Q3触发极为低电平时，同时当脉动直流电过零时，则可控硅Q3断开。进而实现控制照明开关SI的工作状态就可以控制可控硅Q3的通断，从而达到控制照明灯LAl亮灭的目的。
[0031]本发明可应用在定点供电的各个场所，如学校宿舍等，图2示出了本发明所述节能控制器的安装示意图，图2中的I为照明灯开关SI，2为集成有所述节能控制器的整流桥B1、可控硅Q3、触发模块、控制模块和电源模块部分的电路板，该电路板可放置在容纳盒3中，所述容纳盒3上设置有与220V交流电相连接的接口。
[0032]表I示出了 D触发器的真值表，如表I所示，对于D触发器U1，所述D触发器Ul的D端连接所述电源模块的输出正极；所述D触发器Ul的S端连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器Ul的CK端连接所述触发模块的输出端；所述D触发器Ul的R端通过电容Cl连接所述电源模块的输出负极；所述电阻R6两端分别连接所述D触发器Ul的R端和Q端；当5脚D端为高电平，4脚R端和6脚S端为低电平的情况下，3脚CK端给上升沿时I脚Q端输出高电平，I脚Q端输出的高电平同时会给电容Cl充电，当电容Cl充满电时会给4脚R端一个高电平，使得D触发器Ul复位，I脚Q端进而输出低电平，这里，由电阻R6和电容Cl构成的RC串联支路I还具有防抖动的作用，因为在充电时间(2.3RC)内，若又给
D触发器Ul的上升沿则会被忽略。对于D触发器U2，由于其9脚D端和12脚G端相连接，
在初始状态下12脚G端输出高电平，此时给11脚CK端输入上升沿时，13脚Q端输出高电
平，12脚G喘输出低电平，下一次再输入上升沿时，13脚Q端输出低电平，12脚G端则又会输出高电平，即在11脚CK端输入上升沿时13脚Q端会翻转，由电阻R7和电容C2构成的RC串联支路II使得10脚R端在2.3RC时间内处于高电平状态，经过2.3RC时间后10脚R端恢复为低电平状态。
[0033]表1.D触发器的真值表。
[0034]
【权利要求】
1.一种节能控制器，其特征在于包括: 一端通过电源总开关ST与火线相连接的照明灯LAl ； 整流桥BI ;所述整流桥BI的交流输入端分别与零线和所述照明灯LAl另一端相连接；连接整流桥BI直流输出端的可控硅Q3 ;所述可控硅Q3阳极与所述整流桥BI直流输出正端相连接，所述可控硅Q3阴极与所述整流桥BI直流输出负端相连接； 连接整流桥直流输出端，用于对整流桥输出的直流电压进行变换输出预设直流电压的电源模块； 照明灯开关S1 ； 限流电阻Rl ;所述限流电阻Rl与照明灯开关SI相互串联接在所述电源模块的输出端; 与电源模块和照明灯开关Si相连接，用于当所述照明灯开关SI进行状态切换时利用电源模块输出的预设直流电压产生上升沿的触发模块； 与电源模块、触发模块和可控硅Q3触发极相连接，用于根据所述电源模块输出的预设直流电压和所述触发模块产生的上升沿输出可控硅触发信号的控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种节能控制器，其特征在于所述电源模块包括相互串联的电阻R9和稳压二极管D3。
3.根据权利要求1所述的一种节能控制器，其特征在于所述触发模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、NPN晶体管Q1、PNP晶体管Q2、二极管Dl和二极管D2 ;所述NPN晶体管Ql的基极通过电阻R2连接照明灯开关SI与电阻Rl的串接点；所述PNP晶体管Q2的基极通过电阻R3连接照明灯开关SI与电阻Rl的串接点；所述NPN晶体管Ql的集电极通过电阻R4连接至所述电源模块的输出正极；所述PNP晶体管Q2的发射极通过电阻R5连接至所述电源模块的输出正极；所述NPN晶体管Ql的发射极、以及所述PNP晶体管Q2的集电极均连接至所述电源模块的输出负极；所述二极管Dl阳极连接所述NPN晶体管Ql的集电极；所述二极管D2阳极连接所述PNP晶体管Q2的发射极；所述二极管Dl与所述二极管D2共阴极连接。
4.根据权利要求1所述的一种节能控制器，其特征在于所述控制模块包括D触发器Ul、D触发器U2、电阻R8、由电阻R6和电容Cl构成的RC串联支路1、以及由电阻R7和电容C2构成的RC串联支路II ;所述D触发器Ul的D端连接所述电源模块的输出正极；所述D触发器Ul的S端连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器Ul的CK端连接所述触发模块的输出端；所述D触发器Ul的R端通过电容Cl连接所述电源模块的输出负极；所述电阻R6两端分别连接所述D触发器Ul的R端和Q端；所述D触发器U2的CK端连接所述D触发器Ul的Q端；所述D触发器U2的D端和$端相连接；所述D触发器U2的S端连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器U2的R端通过电容C2连接所述电源模块的输出正极，以及通过电阻R7连接所述电源模块的输出负极；所述D触发器U2的Q端通过电阻R8连接所述可控硅Q3的触发极。
5.根据权利要求2所述的一种节能控制器，其特征在于所述稳压二极管D3两端并联接有电容C3 ;所述电阻R9与稳压二极管D3构成的串联支路上还串接有二极管D4。
6.根据权利要求4所述的一种节能控制器，其特征在于所述D触发器Ul和所述D触发器U2采用CD4013芯片。
7.根据权利要求4所述的一种节能控制器，其特征在于所述RC串联支路II的充电时间大于所述触发模块产生的上升沿时间。
8.根据权利要求2所述的一种节能控制器，其特征在于所述稳压二极管D3采用6.8V稳压二极管。
9.根据权利要求2所述的一种节能控制器，其特征在于所述电源模块还包括串接在电阻R9和稳压二极管D3 构成的串联支路中，用于指示电源通断的发光二极管D5。
【文档编号】H05B37/02GK103906326SQ201410160863
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】徐志刚, 徐恺, 常明 申请人:大连鑫奇辉科技有限公司