專利名稱：家用電器的多功能電子開關的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型是涉及一種電源開關，特別是一種家用電器的多功能電子開關。
二背景技術：
開關是控制電源通斷所必需。目前在走廊或過道中多采用聲、光控開關，在夜里遇到聲響，電燈自動點亮，過一會兒熄滅，這給人們的生活提供了很大方便，但這種開關不能解決電燈長亮的問題，因此，限制了它的應用范圍。常見的拉線開關或壁開關，需要人們直接用手去操作，這對老年人、殘疾人、兒童都是一件麻煩事，夏天在蚊帳內或冬天在床上需要操作這類開關時，正常人也會感覺不方便，為了給人們提供方便，曾有人研制了一種亞超聲遙控開關，該遙控開關的電路中采用繼電器作為開關元件，電容器作為降壓元件，由于它們的體積都比較大，用它們組裝的開關裝置體積相應較大，要想將該遙控開關安裝在家用電器或者電源插座中相當困難，該遙控開關的結構是長方形盒內安裝插頭和插座以及電子元件，使用時，將其插入室內電源插座，將臺燈或電扇的電源插頭插入該開關的插座內，捏動氣囊發出亞超聲，即可對電器進行遙控。從實際使用看，該遙控開關只能用于臺燈、臺扇等帶有電源插頭的移動式電器，使用局限性大，切效果欠佳，為此，本發明人曾于1994年研制了一種家用電器的亞超聲遙控開關及其氣囊，并申請了專利，專利號為ZL 94224083.9，雖比前述的亞超聲遙控開關有了很大的進步，但在使用中仍存在使用面小，僅能由亞超聲氣囊控制，而且抗干擾性能差，受外界干擾大，單路輸入，狀態不穩定，不能長時間控制通斷，因此，這種功能單一的亞超聲遙控開關在實際中并未得到有效開發與應用，其改進勢在必行。
三、實用新型內容針對上述情況和家用電器的實際需要，本實用新型之目的就是提供一種新型的家用電器的多功能電子開關，可有效解決現有亞超聲遙控電子開關功能單一、受外界干擾大，信號不穩定的問題，其解決的技術方案是，將聲、光控及亞超聲控制信號先分別處理，再合并，得到穩定的控制信號，控制電路裝在殼體內或固定式電器或電源插座中，所說的控制電路包括有亞超聲遙控選頻放大器、檢波倒相放大器，雙穩態觸發器、開關電路和直流電源電路及聲電換能器電路、聲光控放大器、選擇負載開關電路、聲光控通道的檢波倒相放大器、延時關閉開關電路和信號狀態指示電路構成，聲電換能器電路由駐極體話筒(MIC)和其交流負載電阻(R4)、直流限流電阻(R3)串聯組成，接于電源(Vcc)與地線之間，所說的聲光控放大器由三極管(Q1)與其連接集電極的負載電阻(R8)、連接基極的偏流電阻(R5)、連接基極的選擇負載開關(K)串聯限流電阻(R6)和光敏電阻(R7)構成，基極接信號輸入耦合電容(C3)，集電極接信號輸出電容(C4)，經限流電阻(R9)接電源(Vcc)，發射極接地；選擇負載開關電路是由三極管(Q1)，基極上的開關(K)與限流電阻(R6)、光敏電阻(R7)串聯組成；聲光控通道的檢波倒相放大器是三極管(Q2)與其基極至發射極之間連接的倍壓檢波二極管(D2)及集電極上的負載電阻(R10)組成；延時關閉開關電路由兩個三極管(Q7、Q8)及其輔助電路構成，三極管發射極接地，集電極經電阻接電源(Vcc)，輸入端基極接信號輸出電容(C7)；信號狀態指示電路是由連接在雙穩態觸發電路三極管(Q6)集電極上串聯的發光二極管(D6)及電阻(R20)組成，發光二極管(D6)與電源(Vcc)相連通，本實用新型結構新穎獨特，具有對負載的聲控、光控和遙控的綜合控制功能，抗干擾，信號穩定，體積小，可直接裝入固定電器和電源插座內，既能人們直接控制吊線燈、吊扇等固定電器，又能讓人們通過電源插座對臺燈、臺扇等移動電器進行控制，可反復短時間歇工作，也可長時工作，使用非常方便，是對現有家電用亞超聲遙控開關的創造性改進，有廣闊的開發應用前景。
四
圖1為本實用新型的控制電路原理圖。
圖2為本實用新型遙控用的亞超聲氣囊結構圖。
五具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明。
本實用新型是把控制電路裝在殼體內或固定式電器或電源插座中構成，所說的控制電路包括有亞超聲遙控選頻放大器、檢波倒相放大器、雙穩態觸發器、開關電路和直流電源電路以及聲電換能器電路、聲光控放大器、選擇負載開關電路、聲光控通道的檢波倒相放大器、延時關閉開關電路和信號狀態指示電路構成，聲電換能器電路接于電源(Vcc)與地線之間，聲光控放大器的輸入端三極管(Q1)基極接三極管信號輸入耦合電容(C3)，三極管(Q1)集電極輸出端接信號輸出電容(C4)，并經限流電阻(R9)接電源(Vcc)，三極管(Q1)發射極接地；選擇負載開關電路由三極管(Q1)基極上連接的開關(K)、限流電阻(R6)與光敏電阻(R7)串聯組成，并經限流電阻(R9)接電源(Vcc)；聲光控通道的檢波倒相放大器輸入端三極管(Q2)基極接聲光控放大器信號輸出電容(C4)，集電極輸出端接負載電阻(R10)及延時關閉開關電路的輸入端，信號狀態指示電路電源端接電源(Vcc)，另一端接雙穩態觸發電路的三極管(Q6)的集電極。
上述控制電路及工作情況由圖1給出，其詳細情況說明如下所說的聲電換能電路為雙輸出的聲電換能電路，是由駐極體話筒(MIC)、交流負載電阻(R4)和直流限流電阻(R3)串聯接于電源(Vcc)與地線之間構成，其工作時，對于直流而言，直流電(Vcc)供出的電流通過電阻(R3)到電阻(R4)，再經駐極體話筒入地，給駐極體話筒(MIC)提供了工作電流；對于交流而言，駐極體話筒(MIC)的交流負載電阻只有電阻(R4)，當有聲波作用到駐極體話筒(MIC)時，其內裝場效應管放大器將聲波轉換為信號電流，此電流流過電阻(R4)得到交流信號電壓，此電壓由電容(C8)輸送到亞超聲選頻放大器，由電容(C3)輸送到聲、光控放大器，電阻(R3)和電解電容(C2)組成本級的阻-容濾波器，由電容(C2)提供本級的交流通路。防止各電路間互相干擾，電解電容(C2)兩端的電壓即是本級工作電壓；所說的聲光控(電路前置)放大器是由三極管(Q1)與電阻(R8)、(R5)、(R6)、開關(K)和光敏電阻(R7)構成，負載電阻(R8)接三極管(Q1)集電極，偏流電阻(R5)接三極管(Q1)基極，選擇負載開關(K)與串聯的限流電阻(R6)、光敏電阻(R7)接于三極管(Q1)基極與并聯的偏流電阻(R5)和負載電阻(R8)之間，信號輸入耦合電容(C3)一端與三極管(Q1)基極相連，另一端與聲電換能器的交流負載電阻(R4)及駐極體話筒(MIC)、亞超聲遙控選頻放大器(電路)的信號輸入電容(C8)相連、三極管(Q1)發射極接地，并與電解電容(C5)和限流電阻(R9)組成的R-C濾波器相接，電容(C5)為本電路提供交流電通路，以免電路間互相干擾，電阻(R8)經限流電阻(R9)接電源(Vcc)，三極管(Q1)集電極接聲光控通路的檢波倒相放大器的輸入端電容(C4)，由串聯的光敏電阻(R7)、電阻(R6)和開關(K)構成的選擇負載開關電路接于三極管(Q1)基極與電阻(R5)、(R8)、(R9)及電容(C5)共端間，構成三極管(Q1)基極偏流的一部分。
本級放大器的工作原理是這樣的，若被控負載是照明燈，將選擇負載開關(K)置于接通狀態，白天因光照使光敏電阻的阻值變的很小，光敏電阻(R7)與電阻(R6)串聯的總電阻值要比電阻(R5)的值小很多，電阻值小，偏流電流就大，足以使三極管(Q1)工作在飽和區而失去對信號的放大作用，因此，白天照明燈不會被點亮；夜里，光敏電阻(R7)的阻值變得很大，提供給三極管(Q1)的基極電流使其工作在放大狀態，若有聲控信號就能順利地得到放大傳輸到后級電路；當被控負載是電風扇時，將開關(K)擲到斷開狀態，將光敏電阻這條串聯支路從電路中斷開，這樣不論白天、黑夜，聲音信號一經電容(C3)傳輸到三極管(Q1)的基極，經過放大產生較大的集電極電流，此電流流過負載電阻(R8)，轉換為信號電壓，并通過電容器(C4)輸送到后級聲光控電路中。
所說的聲光控通路的檢波倒相放大器是由三極管(Q2)與其連接基極、發射極間的檢波二極管(D2)、連接集電極的負載電阻(R10)、積分電阻(R11)和與其串聯的積分電容(C6)接地構成，積分電阻(R11)與積分電容(C6)間接有驅動延時關閉開關電路的輸入端電容(C7)，其工作情況同三極管(Q4)組成的檢波倒相放大器(以后再述)。
所說的驅動延時關閉開關電路是由三極管(Q7)、(Q8)及電容(C7)、電阻(R24)、(R22)、(R25)、電容(C16)構成，電容(C7)和電阻(R24)組成微分電路接三極管(Q7)基極，同時電容(C7)又是聲光控電路信號輸入電容，電阻(R22)是遙控信號傳輸電阻，接于三極管(Q7)基極，并與電阻(R24)串聯組成分壓電路，電阻(R25)接三極管(Q7)集電極，既是接三極管(Q7)的集電極負載電阻，又是接三極管(Q8)的基極偏流電阻和接電解電容(C16)的充電電阻，將三極管(Q7)的集電極與三極管(Q8)的基極與電解電容(C16)的正端及電阻(R25)的一端連接成一個節點。
其工作情況是，當聲音信號放大、處理使三極管(Q7)基極有正電壓時，由原來的截止變為飽和導通，三極管(Q8)截止；反之，當三極管(Q7)截止時，三極管(Q8)飽和導通，當三極管(Q8)飽和導通時，單向可控硅(SCR)截止，負載斷電。延時關閉開關的原理是三極管(Q7)基極沒有正電壓時，三極管(Q7)截止，電流經電阻(R25)向電容(C16)充電，電容(C16)兩端電壓沒達到三極管(Q8)截止，電流經電阻(R26)供給可控硅(SCR)的柵極偏流，可控硅(SCR)飽和導通，負載得電工作，經過約1分鐘的充電時間，電容(C16)兩端電壓達到三極管(Q8)導通時，三極管(Q8)飽和導通，可控硅(SCR)的控制極與陰極被短路，可控硅(SCR)截止(相當于開關斷開)，負載斷電，起到延時關閉開關之功效。
所述開關電路是由單向可控硅(SCR)與整流二極管(D7)-(D10)組成的。由(D7)至(D10)組成的橋式整流器與可控硅(SCR)的陽極、陰極并聯后串聯在負載回路中。當三極管(Q8)截止時，電源(Vcc)通過電阻(R26)向可控硅(SCR)控制極提供觸發電流，可控硅(SCR)飽和導通，相當于開關閉合，橋式整流的電流流過可控硅(SCR)，負載得電工作，反之，停止工作。
負載回路由圈1中所示，負載分別是一臺電風扇(M)或降壓變壓器(B)連接的低壓照明白熾燈(BL)，當3端連接電風扇(M)的4端子，5端連接(M)的6端子，電風扇就可以正常工作；此時聲光控放大器外的選擇負載開關應斷開，夏天用這種電子開關控制風扇，只要有一點聲響，電風扇會自動接通電源運轉約1分鐘，在還沒有到達1分鐘時，又有一次聲響，就要從最后一次聲響開始計算時間，電風扇的這種運轉方式在后半夜最適合，如果這種受普通聲響自動斷續工作時間太短，即捏動氣囊發射亞超聲，聲波作用到駐極體話筒(MIC)，經過電子線路一系列加工處理，最終控制電子開關進入長導通狀態，電風扇會一直運轉下去，只有發射一次亞超聲波，此長導通狀態才被解除，當然連接電風扇的位置也可換成普通220伏白熾燈作負載，只是選擇負載開關(K)的位置換一下。當3端連接降壓變壓器(B)的4端，5端連接(B)的6端，變壓器(B)即被接通，負載選擇開關(K)應處接通狀態，當延時關閉開關電路受控而導通時，變壓器(B)初級帶220伏市電，經電磁感應，次級得到低壓交流電并向低壓白熾燈泡(BL)供電而發光(試驗中采用摩托車轉向燈泡12伏/8W)。這種方案的想法是，夜里需要燈光時，現在人們用的燈泡瓦數普遍較大，睡覺中剛醒睜眼就見到強燈光，往往人眼感覺不舒服，用這種低電壓低瓦數燈泡照明，燈光柔和(220伏白熾燈泡也有6W、8W功率，但因鎢絲很長，很容易損壞)，這點有明顯的節電效果，在房間里用這種電子開關控制一個光源，作輔助照明，夜里有點聲響，會自動亮燈約1分鐘，后自動熄滅，亮燈嫌時間不夠用，用亞超聲遙控一下，照明燈一直亮下去，剛進房間開門即有燈光自動出現，不用操作機械開關，確實方便人的生活。
所述直流電源電路是由連接回路中的220伏交流電源端子1、串聯保險電阻(R1)、串聯整流二極管(D1)、串聯降壓限流電阻(R2)、串聯濾波電容器(C1)及整流二極管(D7)-(D10)組成，每當電源端子(1)為正半周時，充電電源經電阻(R1)、二極管(D1)、電容(C1)、二極管(D10)、端子2給電容(C1)充電，電容器(C1)充得的電壓(Vcc)為各電子電路提供工作電流，電容(C1)是整個電子線路的交流通道。
所說的亞超聲遙控選頻放大器是由三極管(Q3)及電阻(R12)、電感器(L)、電容(C9)和電容(C8)構成，電阻(R12)和電容(C8)接三極管(Q3)基極，電容(C9)和電感器(L)接三極管集電極，發射極接地，連接其基極的電阻(R12)是偏流電阻，由它為三極管(Q3)建立一個合適的工作點，連接其集電極的電感器(L)和電容器(C9)組成并聯諧振電路，由其參數決定其諧振在亞超聲頻率，可設定兩個不同的頻率，控制房間內兩種不同負載。前級電路的信號經電容(C8)輸入到本級，只有亞超聲頻率的信號才能被三極管(Q3)有效的放大，在集電極上得到放大信號，由連接在集電極的電容器(C11)送到下一級電路。由限流電阻(R13)和電解電容(C10)組成本級的R-C濾波電路，電容(C10)為本級提供交流通路，防止各電路之間互相干擾，電解電容(C10)的端電壓，即是本級工作電壓。
所說的遙控電路的檢波倒相放大器是由三極管(Q4)和電容(C11)、二極管(D3)、電阻(R14)構成，電容(C11)、二極管(D3)接三極管(Q4)基極，電阻(R14)一端接地，另一端接三極管(Q4)的集電極和電阻(R15)，發射極接電源(Vcc)，連接基極的電容(C11)另一端接三極管(Q3)的集電極，為信號輸入耦合隔直流電容，連接基極和發射極的二極管(D3)是檢波二極管，連接集電極的電阻(R14)是負載電阻，這是一級沒有偏流電阻、不設工作點的放大電路，平常無信號輸入或信號較小時，三極管(Q4)是截止的，當信號幅度足夠大時才能導通，工作過程是若瞬間到達三極管(Q4)基極的信號是正半周時，檢波二極管(D3)導通，導通電流流過電容(C11)被充電；當三極管(Q4)基極信號變為負半周時，三極管(Q4)發射極導通，與電容(C11)上已充過的電壓疊加，增強了三極管(Q4)發射極導通強度，使其基極電流增加，其集電極電流更大，電流流過電阻(R14)產生信號電壓。此電壓信號經電阻(R15)與電解電容(C12)組成的積分電路，在電容(C12)兩端得到積分電壓，經微分電容(C14)和(C15)將信號耦合到雙穩態觸發電路。
所說的雙穩態觸發器(電路)是由三極管(Q5)、(Q6)及其電阻(R16)(R17)、(R18)、(R19)、(R20)、(R21)、(R22)、(R23)、電容(C13)、(C14)、(C15)和二極管(D4)、(D5)、發光二極管(D6)構成，三極管(Q5)基極與電阻(R21)、電容(C13)和二極管(D4)正極相連，并經電阻(R21)與電阻(R20)、(R22)、(R23)、(R19)與三極管(Q6)集電極相連，電阻(R20)經發光二極管(D6)接電源(Vcc)，電阻(R19)另一端接電源(Vcc)，二極管(D5)負極和電阻(R23)經電解電容(C15)、(C12)接地，三極管(Q5)的集電極接電阻(R16)、(R17)及電阻(R18)，并經電阻(R18)接三極管(Q6)的基極與二極管(D5)正極，發射極接地，三極管(Q5)基極上的二極管(D4)接電解電容(C14)和電阻(R17)，三極管(Q6)集電極經電阻(R19)接電源(Vcc)，發射極接地，要指出的是，該觸發器的外圍元件成雙出現，參數相等，位置對稱，其中電阻(R16)與(R19)分別是三極管(Q5)、(Q6)的集電極負載電阻，電阻(R18)與(R21)分別是三極管(Q5)與三極管(Q6)集電極與基極之間的交叉耦合電阻，電阻(R17)與(R23)分別是三極管(Q5)、(Q6)微分電阻，二極管(D4)與(D5)分別是三極管(Q5)與(Q6)的脈沖引導二極管，電解電容(C14)與電阻(R17)和二極管(D4)組成三極管(Q5)的觸發脈沖微分電路和輸入電路；電解電容(C15)、電阻(R23)和二極管(D5)組成三極管(Q6)的觸發脈沖微分電路和輸入電路，連接三極管(Q5)基極的電容(C13)作用很重要，防止每次交流市電斷電又來電時負載失控，由電容(C13)的連接位置要求每次三極管(Q5)在重新通電時都要截止，三極管(Q5)集電極高電位，三極管(Q6)集電極低電位，發光二極管(D6)與電阻(R20)串聯，連接在電源(Vcc)與三極管(Q6)集電極之間，當三極管(Q6)飽和導通時，相當于三極管(Q6)接地，有電流流過發光二極管(D6)而發光；當三極管(Q6)截止時，二極管(D6)不會發光。
雙穩態觸發器是這樣工作的當人們用遙控器(本實施例給出亞超聲氣囊)發射亞超聲波時，經過前面的放大檢波后，傳輸過來的信號經電容(C14)與(C15)輸入進來，這兩路微分電路，只對處于飽和狀態的三極管起作用，每次斷電又來電，三極管(Q6)肯定工作于飽和狀態，由電容(C15)與電阻(R23)將微分脈沖作用到三極管(Q6)，得到的負脈沖通過二極管(D5)作用到三極管(Q6)的基極，削弱導通強度，從飽和區退出進入放大區，集電極電位升高，電阻(R21)耦合，三極管(Q5)基極電位升高，三極管(Q5)集電極電位降低，電阻(R18)耦合三極管(Q6)基極降低，集電極電位升高。這是一個很強的正反饋作用，迅速使三極管(Q6)由飽和變為截止，三極管(Q5)由截止變為飽和導通，發光二極管停止發光，三極管(Q6)集電極高電位，電阻(R22)控制后級電路，負載得電工作，如果沒有亞超聲遙控信號作用，電路就穩定在這種狀態。
所說的亞超聲遙控信號是由亞超聲氣囊實現的，其氣囊由圖2給出，結構是，在葫蘆形囊體1上部出口處粘接有一哨體2，在哨體底座6中部有垂直于底座的柱形哨腔3，在哨體根部側壁上開有哨筒4，哨體內壁設有螺紋，并設有螺栓式封頭5，該封頭的螺栓能夠沿著哨體2內壁螺紋旋轉向上移動，通過改變哨腔容量，可以發出至少兩種不同頻率的亞超聲波，從而可以控制至少兩個不同家用電器上的遙控開關，較好地解決了同一房間內存在至少兩種不同家用電器如何控制的問題。還要指出的是，產生亞超聲波的方法有很多種，比如還可用電子元件組成電路，制成亞超聲遙控器，本實施例中只給出亞超聲氣囊，關于亞超聲氣囊可參見專利號為94224083.9的專利，不作特別要求。
以下再結合實例對家用電器多功能電子開關工作情況做系統的描述一、所控負載是電風扇的工作過程從電子開關已經斷電，電風扇與電路間連接正確，已擲在斷開，再重新接通電源開始，電子開關中各電路都要進入建立工作狀態階段，首先是建立直流電源(Vcc)，按照充電回路從220V交流電源端經電阻(R1)，二極管(D1)，電阻(R2)，電容(C1)至二極管(D2)，迅速向電解電容器(C1)充電，由于充電回路的時間常數很小，每一秒鐘向它充電25次，很快使電源(Vcc)從零值開始充電到穩定，并向各電路供電，與此同時，電源(Vcc)經電阻(R25)向電解電容器(C16)的充電也在繼續，由于參數決定著充電很慢，在初充電階段，三極管(Q8)基極電位較低，不足以使三極管(Q8)導通，仍處在截止狀態，相當于一個斷開的開關，電源(Vcc)通過電阻(R26)給單向可控硅(SCR)的控制極提供偏流，單向可控硅(SCR)飽和導通，相當于開關閉合，負載帶電，電風扇運轉，約經過1分鐘的時間，電容(C16)兩端的電壓升高到使三極管(Q8)導通，三極管(Q8)相當于1只閉合的開關，將單向可控硅(SCR)的控制極與陰極短路，控制極的電流消失，可控硅(SCR)斷開，負載斷電，電風扇停止轉動。這種狀態一直持續到有聲波時才變化，當有聲音(如巴掌聲、咳嗽聲等)，作用到駐極體話筒(MIC)時，(MIC)立刻將聲波轉換為電信號，信號一路通過電容(C8)傳輸到由三極管(Q3)組成的亞超聲選頻放大器，因頻率不對，無效；另一種經電容(C3)傳輸到聲、光控放大器三極管(Q3)的基極(開關K擲向斷開)，經這種阻容耦合放大器將信號充分有效的放大，三極管(Q3)集電極得到很強的信號，由電容(C4)傳輸到三極管(Q2)的基極，經檢波倒相放大，由三極管(Q2)的集電極輸出，再由電阻(R11)與電容(C6)組成的積分器作進一步的處理，在電容(C6)上得到積分電壓，再由電容(C7)與電阻(R24)組成的微分器，在電阻(R24)與三極管(Q7)的發射極兩端得到在尖脈沖，三極管(Q7)飽和導通，電容(C16)被短路放電，三極管(Q8)截止，單向可控硅(SCR)飽和導通，負載帶電，電風扇轉動，約經過1分鐘，電風扇停止轉動。再出現聲音，再經歷以上變化過程。在沒到達延時1分鐘出現了聲波控制電子開關的現象，以最后一次聲音發出算時間，如果要想讓電風扇較長時間運轉，就用手捏動氣囊發出亞超聲波，駐極體話筒(MIC)立刻將聲波轉換為電信號，一路信號由電容(C3)輸送到三極管(Q1)組成的阻容耦合放大器，信號被放大處理過程與上述過程一樣，由電容器(C8)將信號輸送到三極管(Q3)組成的選頻放大器，將信號進行有效的放大，由電容(C11)輸送到由三極管(Q4)組成的檢波倒相放大器，放大后得到的信號由集電極輸出，經電阻(R15)與電容(C12)組成的積分電路將信號積分，由電容(C15)與電阻(R23)組成的微分電路將信號作用到三極管(Q6)，促使三極管(Q6)迅速從飽和變為截止，三極管(Q5)從截止變為飽和。三極管(Q6)集電極輸出高電位，經電阻(R22)與電阻(R24)分壓，使三極管(Q7)基極高電位，三極管(Q7)飽和導通，三極管(Q8)截止，可控硅(SCR)飽和導通，電風扇運轉，要解除長時間運轉，就捏動氣囊，發射一次亞超聲波即可。
二、所控負載是照明燈的工作過程將變壓器(B)的端子4連接電路輸出端子3，變壓器(B)的端子6連接電路輸出端子5，即為低壓照明燈的正確連接，整個工作過程與控制電風扇類似。所不同的是要將聲、光控放大器的選擇負載開關擲向閉合，白天日光使光敏電阻(R7)阻值變的很小，向三極管(Q1)提供的偏流就大，三極管(Q1)工作在飽和區失去放大信號的能力，這就是光控作用；夜里光敏電阻(R7)阻值變得很大，使三極管(Q1)恢復對信號的放大功能，由于白天與黑夜交替是緩慢變化的，所以光控作用放大的控制也是緩慢變化的，由電阻(R6)決定著三極管(Q1)的飽和深度。照明燈的點亮和熄滅與電風扇的運轉與停止分析雷同，可對照分析，不過連接多功能電子開關的負載是多種多樣的，連接方式也是多樣的，如可將白熾燈(BL)換成由多只發光二極管(LED)連接成的發光群等。
由于直流電源電路和電子開關電路中電子元件的體積比較小，該遙控開關的總體積相應較小，能夠整體裝入固定式電器或者電源插座中，成為固定式電器或者與電源插座電連接的移動式電器的多功能電子開關。因此，該多功能電子開關既能讓人們直接控制固定式電器電源的通斷，又能讓人們通過電源插座控制移動電器電源的通斷。必要時，也可另做殼體，構成獨立的電子開關，供電器插接使用特別是對于新建筑物電源電路的設計和施工而言，使用本開關能夠減少相關材料和施工費用，方便生活，操控靈敏，安全可靠，待機耗電極少，有廣闊的開發應用市場，經濟效益巨大。
權利要求1.一種家用電器的多功能電子開關，是把控制電路裝在殼體內或固定式電器或電源插座中構成，所說的控制電路包括有亞超聲遙控選頻放大器、檢波倒相放大器、雙穩態觸發器、開關電路和直流電源電路，其特征在于，所說的控制電路還包括有聲電換能器電路、聲光控放大器、選擇負載開關電路、聲光控通道的檢波倒相放大器、延時關閉開關電路和信號狀態指示電路構成，聲電換能器電路接于電源(Vcc)與地線之間，聲光控放大器的輸入端三極管(Q1)基極接三極管信號輸入耦合電容(C3)，三極管(Q1)集電極輸出端接信號輸出電容(C4)，并經限流電阻(R9)接電源(Vcc)，三極管(Q1)發射極接地；選擇負載開關電路由三極管(Q1)基極上連接的開關(K)、限流電阻(R6)與光敏電阻(R7)串聯組成，并經限流電阻(R9)接電源(Vcc)；聲光控通道的檢波倒相放大器輸入端三極管(Q2)基極接聲光控放大器信號輸出電容(C4)，集電極輸出端接負載電阻(R10)及延時關閉開關電路的輸入端，信號狀態指示電路電源端接電源(Vcc)，另一端接雙穩態觸發電路的三極管(Q6)的集電極。
2.根據權利要求1所述的家用電器的多功能電子開關，其特征在于，所說的聲光控放大器是由三極管(Q1)與電阻(R8)、(R5)、(R6)、開關(K)和光敏電阻(R7)構成，負載電阻(R8)接三極管(Q1)集電極，偏流電阻(R5)接三極管(Q1)基極，選擇負載開關(K)與串聯的限流電阻(R6)、光敏電阻(R7)接于三極管(Q1)基極與并聯的偏流電阻(R5)和負載電阻(R8)之間，信號輸入耦合電容(C3)一端與三極管(Q1)基極相連，另一端與聲電換能器的交流負載電阻(R4)及駐極體話筒(MIC)、亞超聲遙控選頻放大器(電路)的信號輸入電容(C8)相連，三極管(Q1)發射極接地，并與電解電容(C5)和限流電阻(R9)組成的R-C濾波器相接，電容(C5)為本電路提供交流電通路，以免電路間互相干擾，電阻(R8)經限流電阻(R9)接電源(Vcc)，三極管(Q1)集電極接聲光控通路的檢波倒相放大器的輸入端電容(C4)，由串聯的光敏電阻(R7)、電阻(R6)和開關(K)構成的選擇負載開關電路接于三極管(Q1)基極與電阻(R5)、(R8)、(R9)及電容(C5)共端間，構成三極管(Q1)基極偏流的一部分。
3.根據權利要求1所述的家用電器的多功能電子開關，其特征在于，所說的檢波倒相放大器是由三極管(Q2)與其連接基極、發射極間的檢波二極管(D2)、連接集電極的負載電阻(R10)、積分電阻(R11)和與其串聯的積分電容(C6)接地構成，積分電阻(R11)與積分電容(C6)間接有驅動延時關閉開關電路的輸入端電容(C7)。
4.根據權利要求1所述的家用電器的多功能電子開關，其特征在于，所說的驅動延時關閉開關電路是由三極管(Q7)、(Q8)及電容(C7)、電阻(R24)、(R22)、(R25)、電容(C16)構成，電容(C7)和電阻(R24)組成微分電路接三極管(Q7)基極，同時電容(C7)又是聲光控電路信號輸入電容，電阻(R22)是遙控信號傳輸電阻，接于三極管(Q7)基極，并與電阻(R24)串聯組成分壓電路，電阻(R25)接三極管(Q7)集電極，既是接三極管(Q7)的集電極負載電阻，又是接三極管(Q8)的基極偏流電阻和接電解電容(C16)的充電電阻，將三極管(Q7)的集電極與三極管(Q8)的基極與電解電容(C16)的正端及電阻(R25)的一端連接成一個節點。
5.根據權利要求1所述的家用電器的多功能電子開關，其特征在于，所說的亞超聲遙控選頻放大器是由三極管(Q3)及電阻(R12)、電感器(L)、電容(C9)和電容(C8)構成，電阻(R12)和電容(C8)接三極管(Q3)基極，電容(C9)和電感器(L)接三極管集電極，發射極接地，連接其基極的電阻(R12)是偏流電阻，由它為三極管(Q3)建立一個合適的工作點，連接其集電極的電感器(L)和電容器(C9)組成并聯諧振電路，由其參數決定其諧振在亞超聲頻率，可設定兩個不同的頻率，控制房間內兩種不同負載。前級電路的信號經電容(C8)輸入到本級，只有亞超聲頻率的信號才能被三極管(Q3)有效的放大，在集電極上得到放大信號，由連接在集電極的電容器(C11)送到下一級電路。
6.根據權利要求1所述的家用電器的多功能電子開關，其特征在于，所說的檢波倒相放大器是由三極管(Q4)和電容(C11)、二極管(D3)、電阻(R14)構成，電容(C11)、二極管(D3)接三極管(Q4)基極，電阻(R14)一端接地，另一端接三極管(Q4)的集電極和電阻(R15)，發射極接電源(Vcc)，連接基極的電容(C11)另一端接三極管(Q3)的集電極，電壓信號經電阻(R15)與電解電容(C12)組成的積分電路，在電容(C12)兩端得到積分電壓，經微分電容(C14)和(C15)將信號耦合到雙穩態觸發電路。
7.根據權利要求1所述的家用電器的多功能電子開關，其特征在于，所說的雙穩態觸發器是由三極管(Q5)、(Q6)及其電阻(R16)(R17)、(R18)、(R19)、(R20)、(R21)、(R22)、(R23)、電容(C13)、(C14)、(C15)和二極管(D4)、(D5)、發光二極管(D6)構成，三極管(Q5)基極與電阻(R21)、電容(C13)和二極管(D4)正極相連，并經電阻(R21)與電阻(R20)、(R22)、(R23)、(R19)與三極管(Q6)集電極相連，電阻(R20)經發光二極管(D6)接電源(Vcc)，電阻(R19)另一端接電源(Vcc)，二極管(D5)負極和電阻(R23)經電解電容(C15)、(C12)接地，三極管(Q5)的集電極接電阻(R16)、(R17)及電阻(R18)，并經電阻(R18)接三極管(Q6)的基極與二極管(D5)正極，發射極接地，三極管(Q5)基極上的二極管(D4)接電解電容(C14)和電阻(R17)，三極管(Q6)集電極經電阻(R19)接電源(Vcc)，發射極接地，要指出的是，該觸發器的外圍元件成雙出現，參數相等，位置對稱，其中電阻(R16)與(R19)分別是三極管(Q5)、(Q6)的集電極負載電阻，電阻(R18)與(R21)分別是三極管(Q5)與三極管(Q6)集電極與基極之間的交叉耦合電阻，電阻(R17)與(R23)分別是三極管(Q5)、(Q6)微分電阻，二極管(D4)與(D5)分另是三極管(Q5)與(Q6)的脈沖引導二極管，電解電容(C14)與電阻(R17)和二極管(D4)組成三極管(Q5)的觸發脈沖微分電路和輸入電路；電解電容(C15)、電阻(R23)和二極管(D5)組成三極管(Q6)的觸發脈沖微分電路和輸入電路，發光二極管(D6)與電阻(R20)串聯，連接在電源(Vcc)與三極管(Q6)集電極之間。
專利摘要本實用新型是一種新型的家用電器的多功能電子開關，可有效解決現有亞超聲遙控電子開關功能單一、受外界干擾大，信號不穩定的問題，它是由控制電路裝在殼體內或固定式電器或電源插座中構成，其控制電路包括有亞超聲遙控選頻放大器、檢波倒相放大器，雙穩態觸發器、開關電路和直流電源電路及聲電換能器電路、聲光控放大器、選擇負載開關電路、聲光控通道的檢波倒相放大器、延時關閉開關電路和信號狀態指示電路構成，本實用新型結構新穎獨特，具有對負載的聲控、光控和遙控的綜合控制功能，抗干擾，信號穩定，體積小，功能多，可反復短時間歇工作，也可長時工作，使用非常方便，是對現有家電用亞超聲遙控開關的創造性改進，有廣闊的開發應用前景。
文檔編號H03K17/94GK2894097SQ200620030169
公開日2007年4月25日 申請日期2006年3月15日 優先權日2006年3月15日
發明者高偉京 申請人:高偉京