專(zhuān)利名稱(chēng)：過(guò)壓保護(hù)式多功能光控電器開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種使用普通光(手電光)控制帶過(guò)壓保護(hù)且可用作電子門(mén)鈴、多功能報(bào)警器的電器開(kāi)關(guān)。
目前，已經(jīng)公開(kāi)的使用普通光(手電光)控制的電器開(kāi)關(guān)主要有圖2至圖5所示的四種電路，但其效果都不理想，各有缺點(diǎn)。圖2所示電路雖然簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是只能關(guān)而不能開(kāi)或相反。圖3電路使用了一只555集成電路，但靈敏度太高，抗干擾性差，白天會(huì)自動(dòng)開(kāi)機(jī)，有時(shí)遇到電波干擾又會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。圖4電路制作容易，但其缺點(diǎn)一是控制距離太近，最多4－5米；二是對(duì)3DG12的β值要求太高，即使β值達(dá)到100以上仍達(dá)不到6米遠(yuǎn)；三是開(kāi)機(jī)光敏二極管最容易損壞。圖5電路性能很不理想，控制距離太近，開(kāi)機(jī)只能達(dá)到3－4米，而關(guān)機(jī)有時(shí)還達(dá)不到2米遠(yuǎn)，并需光照數(shù)秒鐘，并且在調(diào)試過(guò)程中最容易擊穿光敏件和三極管。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種遙控距離遠(yuǎn)(15米以上)、抗干擾性能強(qiáng)、控制動(dòng)作快(小于1秒)且能進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)兼有門(mén)鈴、多功能報(bào)警器功能的光控電器開(kāi)關(guān)。
本實(shí)用新型的任務(wù)是以如下方式完成的在整流橋后加一穩(wěn)壓塊對(duì)電路提供恒穩(wěn)電壓，采用三極管BG3、BG4兩級(jí)復(fù)合放大控制信號(hào)；電阻R1、W1分壓取樣電路并聯(lián)于整流橋后，波動(dòng)電壓取樣信號(hào)經(jīng)電阻R2、三極管BG1、二極管D5、三極管BG2控制三極管BG3基極電壓，超壓時(shí)三極管BG3由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，繼電器J觸點(diǎn)釋放，電流輸出切斷，從而保護(hù)用電器；在過(guò)壓保護(hù)式光控電器開(kāi)關(guān)電路之后再加上由穩(wěn)壓塊、三只開(kāi)關(guān)、一個(gè)喇叭、兩只三極管等元件組成的音頻振蕩報(bào)警電路，該電路具有門(mén)鈴、報(bào)警功能。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的電路圖。
圖2至圖5是已公開(kāi)使用的光控電器開(kāi)關(guān)電路圖，圖3中的雙向可控硅的陽(yáng)極接負(fù)載。
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的電路基本上由電源、整流、穩(wěn)壓、光控開(kāi)機(jī)電路、光控關(guān)機(jī)電路、過(guò)壓保護(hù)電路和音頻振蕩報(bào)警電路組成，變壓器B將220伏市電變壓為15V后由整流橋D1－D4整流、電容C1濾波、穩(wěn)壓二極管DZ2與穩(wěn)壓塊7809串聯(lián)穩(wěn)壓后對(duì)開(kāi)關(guān)電路提供恒穩(wěn)的14伏直流電壓(穩(wěn)壓塊9伏加穩(wěn)壓二極管5伏)。
以下結(jié)合附圖1對(duì)主要電路和結(jié)構(gòu)及原理分析如下光控開(kāi)機(jī)電路由光敏二極管D8、穩(wěn)壓二極管DZ1、三極管BG3、BG4、發(fā)光二極管LED1、常開(kāi)觸點(diǎn)J－3、電阻R6、R7、R8、二極管D6、電解電容C3構(gòu)成。三極管BG3、BG4接成串聯(lián)復(fù)合放大電路，發(fā)光二極管LED1的正極接于三極管BG4的發(fā)射極，負(fù)極接于整流橋D1－D4的負(fù)極(接地)；電阻R8與繼電器線圈J串聯(lián)，繼電器線圈J的另一端接于三極管BG3、BG4的集電極，電阻R8的另一端接于穩(wěn)壓塊7809的輸出端(以下稱(chēng)正電源)；二極管D6并聯(lián)于繼電器線圈J，其正極接于三極管BG3、BG4的集電極，負(fù)極接電阻R8下端；電解電容C3的正極接電阻R8與繼電器J的公共端，其負(fù)極接地；光敏二極管D8負(fù)極接正電源，正極接穩(wěn)壓二極管DZ1負(fù)極，穩(wěn)壓二極管DZ1的正極與三極管BG3的基極相接，電阻R6上端接正電源，下端接繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)J－3的定觸點(diǎn)，電阻R7上端接繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)J－3的動(dòng)觸點(diǎn)，下端接穩(wěn)壓二極管DZ1負(fù)極。
光控開(kāi)機(jī)電路由電阻R5、R4、光敏二極管D9、三極管BG2與開(kāi)機(jī)部分電路構(gòu)成。電阻R5上端接正電源，下端接光敏二極管D9的負(fù)極，D9的正極接三極管BG2的基極，電阻R4的上端接三極管BG2的基極，下端接地；三極管BG2的發(fā)射極接地，集電極接穩(wěn)壓二極管DZ1的負(fù)極。
過(guò)壓保護(hù)電路由三極管BG1、電阻R1、R2、R3、可變電阻W1、二極管D5及開(kāi)、關(guān)機(jī)部分電路構(gòu)成。電阻R1、可變電阻W1串聯(lián)成過(guò)壓取樣電路接于整流橋D1－D4的輸出端，三極管BG1的基極串聯(lián)電阻R2后接于可變電阻W1的滑動(dòng)端，三極管BG1的集電極接于穩(wěn)壓塊7809的輸出端，其發(fā)射極串聯(lián)電阻R3后接地；二極管D5的正極接于三極管BG1的發(fā)射極，負(fù)極接于三極管BG2的基極。
參照?qǐng)D1虛線框內(nèi)電路，音頻振蕩報(bào)警電路由三極管BG5、BG6、可變電阻R9、電容C4、喇叭Y、發(fā)光二極管LED3組成。三極管BG6的集電極與喇叭Y的正極相接，喇叭Y的負(fù)極接地，開(kāi)關(guān)K3與開(kāi)關(guān)K2并聯(lián)后一端接于三極管BG6的發(fā)射極，另一端接于穩(wěn)壓塊7805的輸出端，穩(wěn)壓塊7805的輸入端與穩(wěn)壓塊7809的輸出端相接；三極管BG5的集電極與三極管BG6的基極相接，其發(fā)射極接發(fā)光管LED3的正極，其基極串聯(lián)可變電阻R9后接于三極管BG6的發(fā)射極，三極管BG6的集電極與三極管BG5的基極之間串聯(lián)電容C4、開(kāi)關(guān)K4，發(fā)光二極管LED3的負(fù)極接地。
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的工作原理如下閉合開(kāi)關(guān)K1接通總電源，發(fā)光二極管LED2亮，220伏市電經(jīng)變壓器B降為15伏，經(jīng)整流橋D1－D4整流、電容C1濾波、穩(wěn)壓二極管DZ2與穩(wěn)壓塊7809串聯(lián)穩(wěn)壓、再經(jīng)電容C2濾波后供給開(kāi)關(guān)電路14伏穩(wěn)定電壓。
開(kāi)機(jī)原理用普通手電光束對(duì)準(zhǔn)光敏二極管D8照射，D8馬上由高阻值(1MΩ以上)降為低阻值(10KΩ以下)，D8的正極電壓，由無(wú)立即接近供給電壓，促使穩(wěn)壓二極管DZ1、三極管BG3、BG4發(fā)射結(jié)、發(fā)光二極管LED1立即導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED1燈亮(電流方向正電源→D8→DZ1→BG3發(fā)射結(jié)→BG4發(fā)射結(jié)→LED1→地)，繼電器線圈J通電(電流方向正電源→R8→J→BG4→LED1→地)，其J－2觸點(diǎn)由常開(kāi)轉(zhuǎn)為常閉，輸出插座CZ接通220伏市電而帶動(dòng)電器工作，J－1觸點(diǎn)斷開(kāi)，發(fā)光二極管LED2滅。同時(shí)，繼電器J－3觸點(diǎn)接通，復(fù)合二極管BG3、BG4獲得基極電流，使繼電器J－2觸點(diǎn)一直保持吸合狀態(tài)。由于采用了BG3與BG4兩級(jí)串聯(lián)復(fù)合放大，其電流放大倍數(shù)為兩管放大倍數(shù)的乘積，所以BG3基極僅需微弱的驅(qū)動(dòng)電流，復(fù)合電路立即導(dǎo)通，因此開(kāi)機(jī)距離可達(dá)15米以上。
關(guān)機(jī)原理用手電光照射光敏二極管D9，D9由高阻值(1MΩ以上)立即變?yōu)榈妥柚?10KΩ以下)，供給電壓經(jīng)R5限流通過(guò)光敏二極管D9給三極管BG2基極提供偏流，使BG2由截止立即轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，其集電極電壓由8.2V降低為0.5V以下，迫使三極管BG3、BG4失去發(fā)射結(jié)偏壓，立即由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，使繼電器J－2、J－3觸點(diǎn)由常閉轉(zhuǎn)為常開(kāi)，輸出插座CZ斷開(kāi)220伏市電，同時(shí)，三極管BG3、BG4由于失去發(fā)射結(jié)偏壓而可靠地截止。
過(guò)壓自動(dòng)保護(hù)工作原理由電阻R1、W1組成的分壓取樣電路接于整流輸出隨市電相應(yīng)波動(dòng)電壓，而三極管BG1的集電極卻由穩(wěn)壓二極管DZ2與穩(wěn)壓塊7809串聯(lián)后提供穩(wěn)定不變的14伏電壓。電器工作情況下，當(dāng)市電超過(guò)某一危險(xiǎn)電壓數(shù)值(如235伏，由可變電阻W1任意設(shè)定)時(shí)，三極管BG1的基極電流迅速增大(R2為限流電阻)，經(jīng)BG1放大后，其發(fā)射極電流增大β倍，使電阻R3上端的電壓迅速升高，此時(shí)二極管D5由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，三極管BG2的基極電壓同時(shí)升高，由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，集電極電壓由8.2V下降至0.5V以下，使三極管BG3、BG4失去發(fā)射結(jié)偏壓，由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，使繼電器J－3、J－2觸點(diǎn)斷開(kāi)，輸出插座CZ斷電，從而可靠地保護(hù)用電器。
電路中加入R8(取值等于繼電器J的電阻)，用以限制繼電器線圈J電流，可節(jié)約50％電能。電解電容C3是升壓電容，在未開(kāi)機(jī)前電源通過(guò)電阻R8對(duì)C3充電接近于供給電壓，利于開(kāi)機(jī)。二極管D6是為了防止關(guān)機(jī)時(shí)，由于繼電器線圈J產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)而損壞BG3與BG4。二極管D7是用來(lái)保護(hù)穩(wěn)壓塊7809，防止其輸入端短路時(shí)，電容C2放電將其燒毀。
使用實(shí)用新型控制大功率用電器(如電動(dòng)機(jī)等)時(shí)，將三極管BG4換成3DD型，BG3換成3DG12型三極管，更換相應(yīng)功率觸點(diǎn)繼電器即可。
為了提高本實(shí)用型的性能價(jià)格比，擴(kuò)大使用范圍，附加了虛線框內(nèi)的電路(如圖1所示)，使其增加了以下功能1、電子門(mén)鈴。開(kāi)關(guān)K4接通，K2斷開(kāi)，使用K3按鈕開(kāi)關(guān)，音調(diào)頻率由可變電阻R9調(diào)選。喇叭Y響時(shí)，發(fā)光二極管LED3亮。
2、防盜報(bào)警。開(kāi)關(guān)K4、K2接通，在A、C兩點(diǎn)加一導(dǎo)電連線(等于短路BG5發(fā)射結(jié)偏壓，使其截止)，連線被弄斷時(shí)，喇叭Y即響，且發(fā)光二極管LED3亮。
3、開(kāi)關(guān)K2接通，K4斷開(kāi)，在A、B兩點(diǎn)接入相應(yīng)的傳感器可作溫度預(yù)定值報(bào)警、壓力極限報(bào)警、下雨報(bào)警、水柱高度報(bào)警、小兒尿床報(bào)警等，報(bào)警時(shí)喇叭Y響且發(fā)光二極管LED3亮，失誤率為零。
本實(shí)用新型所用原件和最佳型號(hào)及參數(shù)如下BG1、BG23DG12；BG33DG6，β＞50；BG43DG12，β＞50；BG53DG6；BG63AX81；D1－D41N4001；D52CP；D61N4001；D82CU；D92CU；DZ1、DZ2穩(wěn)壓值5V，2CW12；LED1綠色；LED2紅色；LED3橙色；C1470μ，25V；C2、C31000μ，16V；C40.022－0.044μ；C5470μ，6.3V；W11.5－3.3K；R120K；R215K；R38.2K；R410K；R52－5K；R650－120K；R72－5K；R8等于JR；R933K；R1095K；R111.6K；B3－5W；J12V，JRX13F；7805穩(wěn)壓塊正穩(wěn)壓；7809穩(wěn)壓塊正穩(wěn)壓；K1、K2、K4撥動(dòng)或旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)；K3按鈕開(kāi)關(guān)；CZ輸出插座；喇叭Y8歐，0.2－0.5W。
經(jīng)裝機(jī)試驗(yàn)，本實(shí)用新型功能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使用普通手電(二節(jié)1號(hào)電池)光源，遙控距離可達(dá)15米，控制動(dòng)作時(shí)間小于1秒，且抗干擾性強(qiáng)，過(guò)壓保護(hù)可靠。
權(quán)利要求1.由電源變壓器、橋式整流器、濾波電容、穩(wěn)壓塊(正輸出)、穩(wěn)壓二極管、電阻、光敏二極管、繼電器、二極管、三極管、發(fā)光二極管、輸出插座等元件構(gòu)成的過(guò)壓保護(hù)式多功能光控電器開(kāi)關(guān)，其特征在于①光控開(kāi)機(jī)電路由光敏二極管D8、穩(wěn)壓二極管DZ1、三極管BG3、BG4、發(fā)光二極管LED1、繼電器線圈J、常開(kāi)觸電J-3、電阻R6、R7、R8、二極管D6、電解電容C3構(gòu)成；三極管BG3、BG4接成串聯(lián)復(fù)合放大電路；發(fā)光二極管LED1的正極接于三極管BG4的發(fā)射極，負(fù)極接于整流橋D1-D4輸出的負(fù)極(接地)；電阻R8與繼電器線圈J串聯(lián)，繼電器線圈J的另一端接于三極管BG4的集電極，電阻R8的另一端接于穩(wěn)壓塊7809的輸出端；二極管D6并聯(lián)于繼電器線圈J，其正極接于三極管BG3、BG4的集電極；電解電容C3的正極接于電阻R8與繼電器線圈J的公共端，負(fù)極接地；光敏二極管D8的負(fù)極接穩(wěn)壓塊7809的輸出端，正端接穩(wěn)壓二極管DZ1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管DZ1的正極接三極管BG3的基極，電阻R6一端接穩(wěn)壓塊7809的輸出端，另一端接繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)J-3的定觸點(diǎn)，電阻R7一端接繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)J-3的動(dòng)觸點(diǎn)，另一端接穩(wěn)壓二極管DZ1的負(fù)極，②光控關(guān)機(jī)電路由電阻R5、R4、光敏二極管D9、三極管BG2與開(kāi)機(jī)部分電路構(gòu)成；電阻R5一端接穩(wěn)壓塊7809輸出端，另一端接光敏二極管D9的負(fù)極，D9的正極串聯(lián)電阻R4后接地；三極管BG2的基極接光敏二極管D9的正極，發(fā)射極接地，集電極接穩(wěn)壓二極管DZ1的負(fù)極，③過(guò)壓保護(hù)電路由三極管BG1、電阻R1、R2、R3、可變電阻W1、二極管D5及開(kāi)、關(guān)機(jī)部分電路構(gòu)成；電阻R1、可變電阻W1串聯(lián)成過(guò)壓取樣電路接于整流橋D1-D4的輸出端，三極管BG1的基極串聯(lián)電阻R2后接于可變電阻W1的滑動(dòng)端，三極管BG1的集電極接于穩(wěn)壓塊7809的輸出端，其發(fā)射極串聯(lián)電阻R3后接地；二極管D5的正極接于三極管BG1的發(fā)射極，負(fù)極接于三極管BG2的基極。
2.按權(quán)利要求1所述的過(guò)壓保護(hù)式多功能光控電器開(kāi)關(guān)，其特征在于三極管BG1、BG2、BG4的型號(hào)為3DG12，BG3的型號(hào)為3DG6。
3.按權(quán)利要求1或2所述的過(guò)壓保護(hù)式多功能光控電器開(kāi)關(guān)，其特征在于由三極管BG5、BG6、可變電阻R9、電容C4、喇叭Y、發(fā)光二極管LED3組成的音頻振蕩報(bào)警器，三極管BG6的集電極與喇叭Y的正極相接，喇叭Y的負(fù)極接地，開(kāi)關(guān)K3與開(kāi)關(guān)K2并聯(lián)后一端接于三極管BG6的發(fā)射極，另一端接于穩(wěn)壓塊7805的輸出端，穩(wěn)壓塊7805的輸入端與穩(wěn)壓塊7809的輸出端相接；三極管BG5的集電極與三極管BG6的基極相接，其發(fā)射極串聯(lián)發(fā)光二極管LED3的正極后負(fù)極接地，其基極串聯(lián)可變電阻R9后接于三極管BG6的發(fā)射極，三極管BG6的集電極與三極管BG5的基極之間串聯(lián)電容C4、開(kāi)關(guān)K4。
4.按權(quán)利要求3所述的過(guò)壓保護(hù)式多功能光控電器開(kāi)關(guān)，其特征在于三極管BG5的型號(hào)為3DG6，三極管BG6的型號(hào)為3AX81。
專(zhuān)利摘要過(guò)壓保護(hù)多功能光控電器開(kāi)關(guān)，由電源變壓器、橋式整流器、濾波電容、穩(wěn)壓塊(正輸出)、穩(wěn)壓二極管等組成，其遙控距離可達(dá)到15米遠(yuǎn)，控制動(dòng)作時(shí)間小于1秒，抗干擾性強(qiáng)，且能對(duì)用電器進(jìn)行過(guò)壓自動(dòng)斷電保護(hù)，兼有電子門(mén)鈴、防盜報(bào)警功能，接入相應(yīng)的傳感器，還可作為溫度、壓力、小兒尿床、下雨等報(bào)警器使用。
文檔編號(hào)H03K17/94GK2142621SQ9221199
公開(kāi)日1993年9月22日 申請(qǐng)日期1992年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月30日
發(fā)明者趙云普 申請(qǐng)人:趙云普