CN102130673B - 一种节电控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种节电控制装置，包括红外光电检测电路、时间记数器、分时间信号产生电路、反馈控制信号产生电路、保护时间设定及时间比较电路、设定时间显示电路、电源输出控制单元和交流接触器驱动电路；其特征在于：红外光电检测电路接收红外发射器输出的红外信号，进行处理后输出电平信号到时间记数器；时间记数器接收红外光电检测电路输出的电平信号和分时间信号产生电路输出的标准脉冲信号，进行记数，并将记数脉冲输出到保护时间设定及时间比较电路；本发明对用电环境进行监控，一旦检测到有人活动，立刻对用电环境供电，当人离开用电环境超过一定时间后，自动关闭电源，可用于家庭、机关单位学校以及工业控制、灯光自动控制等场所。
Description
技术领域
本发明涉及电源控制领域，具体一种节电控制装置。
技术背景
现有电源系统的关闭大多采用手动控制，人到达用电环境手动开启电源，人离开用电环境手动关闭电源，如果当人离开用电环境忘记关闭电源，轻者造成电能损失，重者损坏用电设备，甚至引起火灾，造成极大的经济损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种节电控制装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是，一种节电控制装置，包括红外光电检测电路、时间记数器、分时间信号产生电路、反馈控制信号产生电路、保护时间设定及时间比较电路、设定时间显示电路、电源输出控制单元和交流接触器驱动电路；其特征在于：
红外光电检测电路接收红外发射器输出的红外信号，进行处理后输出电平信号到时间记数器；
时间记数器接收红外光电检测电路输出的电平信号和分时间信号产生电路输出的标准脉冲信号，进行记数，并将记数脉冲输出到保护时间设定及时间比较电路；
分时间信号产生电路：接收反馈控制信号产生电路输出的复位信号，产生标准脉冲信号输出到时间记数器；
保护时间设定及时间比较电路：进行保护时间设定，并将设定时间输出到设定时间显示电路；同时，保护时间设定及时间比较电路接收时间记数器输出的记数脉冲，并将记数脉冲与设定的保护时间进行比较，当达到设定的保护时间时，输出控制信号到反馈控制信号产生电路和交流接触器驱动电路；
设定时间显示电路：接收保护时间设定及时间比较电路输出的设定时间信号，将设定时间信号进行译码后显示设定时间；
反馈控制信号产生电路：接收保护时间设定及时间比较电路输出的控制信号，输出复位信号到分时间信号产生电路；
交流接触器驱动电路：接收保护时间设定及时间比较电路输出的控制信号，输出驱动信号到电源输出控制单元；
电源输出控制单元接收交流接触器驱动电路输出的驱动信号，控制动力电源系统的分闸和合闸。
本发明通过红外光电检测电路，监测用电环境是否有人，通过时间记数器对人离开用电环境的时间进行计时，并通过保护时间设定及时间比较电路设定人离开用电环境的保护时间，反馈控制信号产生电路输出的信号用于控制分时间信号产生电路3的工作状态，并通过电源输出控制单元控制动力电源系统的分闸和合闸。
根据本发明所述的一种节电控制装置的一种优选方案，所述时间记数器由同步十进制计数器U2、U3和反向器U8A构成，其中，同步十进制计数器U2的控制端ENP、ENT、置位端LOAD端和同步十进制计数器U3的控制端ENP、ENT、置位端LOAD端同时连接电源，同步十进制计数器U2的异步清零端MR端和同步十进制计数器U3的异步清零端MR端同时连接红外光电检测电路的输出端，同步十进制计数器U2的时钟脉冲输入端CLK连接分时间信号产生电路的输出端，同步十进制计数器U2的进位输出端RCO端连接反向器U8A的输入端，反向器U8A的输出端连接同步十进制计数器U3的时钟脉冲输入端CLK， 同步十进制计数器U3的输出端Q0、Q1、Q2、Q3端连接保护时间设定及时间比较电路。
根据本发明所述的一种节电控制装置的一种优选方案，所述保护时间设定及时间比较电路包括拨码开关SW、编码器U7、反向器U8B、U8C、 U8D、U8E、U8F和二位十进制数比较器U6，其中，编码器U7的编码输入端连接到拨码开关SW，编码器U7的编码输出端Q0～Q3分别连接到反向器U8B、U8C、 U8D、U8E的输入端，反向器U8B、U8C、 U8D、U8E的输出端分别连接到二位十进制数比较器U6的比较输入端B0～B3，二位十进制数比较器U6的比较输入端A0～A3分别连接同步十进制计数器U3的输出端Q0、Q1、Q2、Q3，二位十进制数比较器U6的输出端QA＞B连接反向器U8F的输入端，反向器U8F的输出端连接反馈控制信号产生电路。
根据本发明所述的一种节电控制装置的一种优选方案，所述反馈控制信号产生电路包括比较器U4B、开关管Q2、Q1；其中，开关管Q2的发射极和开关管Q1的集电极连接分时间信号产生电路， 比较器U4B的正向输入端连接反向器U8F的输出端，比较器U4B的反向输入端连接电阻R8和电阻R9的连接节点，电阻R8的一端接电源，电阻R9的一端接地。
本发明所述的一种节电控制装置的有益效果是：本发明对用电环境是否有人进行监控，一旦检测到有人活动，立刻对用电环境供电，以供使用者使用；当人离开用电环境超过一定时间后，自动关闭电源，并且控制电源关闭的时间可由用户自行设定并显示，并具有节电、全自动智能控制电源，安全可靠的优点，可用于家庭控制家用电器，也可用于机关单位学校，工业集群控制，灯光自动控制等场所，具有极大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明所述的一种节电控制装置的原理框图。
图2是本发明所述的红外光电检测电路1、时间记数器2、分时间信号产生电路3、反馈控制信号产生电路4、电源输出控制单元7和交流接触器驱动电路8的原理图。
图3是保护时间设定及时间比较电路5和设定时间显示电路6的原理图。
具体实施方式
参见图1，一种节电控制装置，由红外光电检测电路1、时间记数器2、分时间信号产生电路3、反馈控制信号产生电路4、保护时间设定及时间比较电路5、设定时间显示电路6、电源输出控制单元7和交流接触器驱动电路8构成，其中，红外光电检测电路1的输入端连接红外发射器，红外光电检测电路1的输出端连接时间记数器2的异步清零端，时间记数器2的时钟脉冲输入端连接分时间信号产生电路3的输出端，分时间信号产生电路3的复位端连接反馈控制信号产生电路4的输出端，时间记数器2的输出端连接保护时间设定及时间比较电路5的比较输入端，保护时间设定及时间比较电路5的其中一个输出端连接反馈控制信号产生电路4的比较输入端和交流接触器驱动电路8的输入端，保护时间设定及时间比较电路5的另一输出端连接设定时间显示电路6的输入端，设定时间显示电路6将设定时间信号进行译码后显示；交流接触器驱动电路8的输出端连接电源输出控制单元7的输入端，电源输出控制单元7控制动力电源系统的分闸和合闸；其中：
红外光电检测电路1接收红外发射器输出的红外信号，进行处理后输出电平信号到时间记数器2；
时间记数器2接收红外光电检测电路1输出的电平信号和分时间信号产生电路3输出的标准脉冲信号，进行记数，并将记数脉冲输出到保护时间设定及时间比较电路5；
分时间信号产生电路3：接收反馈控制信号产生电路4输出的复位信号，产生标准脉冲信号输出到时间记数器2；
保护时间设定及时间比较电路5：进行保护时间设定，并将设定时间输出到设定时间显示电路6；同时，保护时间设定及时间比较电路5接收时间记数器2输出的记数脉冲，并将记数脉冲与设定的保护时间进行比较，当达到设定的保护时间时，输出控制信号到反馈控制信号产生电路4和交流接触器驱动电路8；
设定时间显示电路6：接收保护时间设定及时间比较电路5输出的设定时间信号，进行译码后显示设定时间；
反馈控制信号产生电路4：接收保护时间设定及时间比较电路5输出的控制信号，输出复位信号到分时间信号产生电路3；
交流接触器驱动电路8：接收保护时间设定及时间比较电路5输出的控制信号，输出驱动信号到电源输出控制单元7；
电源输出控制单元7接收交流接触器驱动电路8输出的驱动信号，控制动力电源系统的分闸和合闸。
参见图2和图3，所述红外光电检测电路1由电阻R3、R4、R5、R6、红外发射接收管IRL1、比较器U4A组成，其主要作用为判断用电环境是否有人活动，若用电环境有人输出低电平信号，使同步十进制计数器U2、U3清零；
所述时间记数器2由同步十进制计数器U2、U3和反向器U8A构成，其中，同步十进制计数器U2的控制端ENP、ENT、置位端LOAD端和同步十进制计数器U3的控制端ENP、ENT、置位端LOAD同时连接电源，同步十进制计数器U2的异步清零端MR端和同步十进制计数器U3的异步清零端MR端同时连接红外光电检测电路1的输出端，同步十进制计数器U2的时钟脉冲输入端CLK连接分时间信号产生电路3的输出端，同步十进制计数器U2的进位输出端RCO端连接反向器U8A的输入端，反向器U8A的输出端连接同步十进制计数器U3的时钟脉冲输入端CLK， 同步十进制计数器U3的输出端Q0、Q1、Q2、Q3端连接保护时间设定及时间比较电路5；所述时间记数器2其作用是对人离开用电环境的时间进行计时；
所述保护时间设定及时间比较电路5包括拨码开关SW、编码器U7、反向器U8B、U8C、 U8D、U8E、U8F和二位十进制数比较器U6，其中，编码器U7的编码输入端连接到拨码开关SW，编码器U7的编码输出端Q0～Q3分别连接到反向器U8B、U8C、 U8D、U8E的输入端，反向器U8B、U8C、 U8D、U8E的输出端分别连接到二位十进制数比较器U6的比较输入端B0～B3，二位十进制数比较器U6的比较输入端A0～A3分别连接同步十进制计数器U3的输出端Q0、Q1、Q2、Q3，二位十进制数比较器U6的输出端QA＞B连接反向器U8F的输入端，反向器U8F的输出端连接反馈控制信号产生电路4。
所述反馈控制信号产生电路4包括比较器U4B、开关管Q2、Q1；其中，开关管Q2的发射极和开关管Q1的集电极连接分时间信号产生电路3， 比较器U4B的正向输入端连接反向器U8F的输出端，比较器U4B的反向输入端连接电阻R8和电阻R9的连接节点，电阻R8的一端接电源，电阻R9的一端接地。反馈控制信号产生电路4输出的信号用于控制分时间信号产生电路3的工作状态，当用电环境有人时，反馈控制信号产生电路4输出的信号为高电平，信号发生器U1工作；当用电环境无人时，所述时间记数器2开始计数，确定人员离开用电环境的时间，超过规定时间，反馈控制信号产生电路4输出的信号为低电平，信号发生器U1停止工作；
交流接触器驱动电路8由电阻R10、三极管Q3、Q4、交流接触器RL2和二极管D1构成，其作用为向电源输出控制单元7提供开关接点，能够满足输出较大电流和控制系统电源与交流电源隔离的要求。
本发明的工作原理是：
当用电环境有人活动，红外光电检测电路1检测到人员存在，比较器U4A输出低电平信号，使同步十进制计数器U2、U3清零，二位十进制数比较器U6的输出端QA＞B为低电平，反馈控制信号产生电路4输出高电平开路信号，信号发生器U1工作，输出分时钟脉冲到同步十进制计数器U2，时间计数处于等待状态；交流接触器驱动电路8输出高电平，交流接触器RL1动作，接通动力电源。
用电环境没有人活动时，红外光电检测电路1检测不到人员存在，比较器U4A输出高电平信号，同步十进制计数器U2、U3工作。当时间计数器状态数数值大于等于设定时间数值时，二位十进制数比较器U6的输出端QA＞B为高电平，反馈控制信号产生电路4输出低电平短路信号，信号发生器U1停止工作，交流接触器驱动电路8输出低电平，交流接触器RL1失电，切断动力电源。时间计数器状态直到用电环境有人后才能改变，因此用电环境没人时，动力电源一直处于切断状态。
Claims (4)
1.一种节电控制装置，包括红外光电检测电路（1）、时间记数器（2）、分时间信号产生电路（3）、反馈控制信号产生电路（4）、保护时间设定及时间比较电路（5）、设定时间显示电路（6）、电源输出控制单元（7）和交流接触器驱动电路（8）；其特征在于：
红外光电检测电路（1）接收红外发射器输出的红外信号，进行处理后输出电平信号到时间记数器（2）；
时间记数器（2）接收红外光电检测电路（1）输出的电平信号和分时间信号产生电路（3）输出的标准脉冲信号，进行记数，并将记数脉冲输出到保护时间设定及时间比较电路（5）；
分时间信号产生电路（3）：接收反馈控制信号产生电路（4）输出的复位信号，产生标准脉冲信号输出到时间记数器（2）；
保护时间设定及时间比较电路（5）：进行保护时间设定，并将设定时间输出到设定时间显示电路（6）；同时，保护时间设定及时间比较电路（5）接收时间记数器（2）输出的记数脉冲，并将记数脉冲与设定的保护时间进行比较，当达到设定的保护时间时，输出控制信号到反馈控制信号产生电路（4）和交流接触器驱动电路（8）；
设定时间显示电路（6）：接收保护时间设定及时间比较电路（5）输出的设定时间信号，进行译码后显示设定时间；
反馈控制信号产生电路（4）：接收保护时间设定及时间比较电路（5）输出的控制信号，输出复位信号到分时间信号产生电路（3）；
交流接触器驱动电路（8）：接收保护时间设定及时间比较电路（5）输出的控制信号，输出驱动信号到电源输出控制单元（7）；
电源输出控制单元（7）接收交流接触器驱动电路（8）输出的驱动信号，控制动力电源系统的分闸和合闸。
2.根据权利要求1所述的一种节电控制装置，其特征在于：所述时间记数器（2）由同步十进制计数器U2、U3和反向器U8A构成，其中，同步十进制计数器U2的控制端ENP、ENT、置位端LOAD端和同步十进制计数器U3的控制端ENP、ENT、置位端LOAD端同时连接电源，同步十进制计数器U2的异步清零端MR端和同步十进制计数器U3的异步清零端MR端同时连接红外光电检测电路（1）的输出端，同步十进制计数器U2的时钟脉冲输入端CLK连接分时间信号产生电路（3）的输出端，同步十进制计数器U2的进位输出端RCO端连接反向器U8A的输入端，反向器U8A的输出端连接同步十进制计数器U3的时钟脉冲输入端CLK， 同步十进制计数器U3的输出端Q0、Q1、Q2、Q3端连接保护时间设定及时间比较电路（5）。
3.根据权利要求2所述的一种节电控制装置，其特征在于：所述保护时间设定及时间比较电路（5）包括拨码开关SW、编码器U7、反向器U8B、U8C、 U8D、U8E、U8F和二位十进制数比较器U6，其中，编码器U7的编码输入端连接到拨码开关SW，编码器U7的编码输出端Q0～Q3分别连接到反向器U8B、U8C、 U8D、U8E的输入端，反向器U8B、U8C、 U8D、U8E的输出端分别连接到二位十进制数比较器U6的比较输入端B0～B3，二位十进制数比较器U6的比较输入端A0～A3分别连接同步十进制计数器U3的输出端Q0、Q1、Q2、Q3，二位十进制数比较器U6的输出端QA＞B连接反向器U8F的输入端，反向器U8F的输出端连接反馈控制信号产生电路（4）。
4. 根据权利要求3所述的一种节电控制装置，其特征在于：所述反馈控制信号产生电路（4）包括比较器U4B、开关管Q2、Q1；其中，开关管Q2的发射极和开关管Q1的集电极连接分时间信号产生电路（3）， 比较器U4B的正向输入端连接反向器U8F的输出端，比较器U4B的反向输入端连接电阻R8和电阻R9的连接节点，电阻R8的一端接电源，电阻R9的一端接地。
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