CN2142621Y

CN2142621Y - 过压保护式多功能光控电器开关

Info

Publication number: CN2142621Y
Application number: CN 92211993
Authority: CN
Inventors: 赵云普
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-30
Filing date: 1992-05-30
Publication date: 1993-09-22
Anticipated expiration: 2002-05-30

Abstract

过压保护多功能光控电器开关，由电源变压器、桥式整流器、滤波电容、稳压块(正输出)、稳压二极管等组成，其遥控距离可达到15米远，控制动作时间小于1秒，抗干扰性强，且能对用电器进行过压自动断电保护，兼有电子门铃、防盗报警功能，接入相应的传感器，还可作为温度、压力、小儿尿床、下雨等报警器使用。

Description

本实用新型提供一种使用普通光（手电光）控制带过压保护且可用作电子门铃、多功能报警器的电器开关。

目前，已经公开的使用普通光（手电光）控制的电器开关主要有图2至图5所示的四种电路，但其效果都不理想，各有缺点。图2所示电路虽然简单，其缺点是只能关而不能开或相反。图3电路使用了一只555集成电路，但灵敏度太高，抗干扰性差，白天会自动开机，有时遇到电波干扰又会自动关机。图4电路制作容易，但其缺点一是控制距离太近，最多4－5米；二是对3DG12的β值要求太高，即使β值达到100以上仍达不到6米远；三是开机光敏二极管最容易损坏。图5电路性能很不理想，控制距离太近，开机只能达到3－4米，而关机有时还达不到2米远，并需光照数秒钟，并且在调试过程中最容易击穿光敏件和三极管。

本实用新型的任务是提供一种遥控距离远（15米以上）、抗干扰性能强、控制动作快（小于1秒）且能进行过压保护兼有门铃、多功能报警器功能的光控电器开关。

本实用新型的任务是以如下方式完成的：在整流桥后加一稳压块对电路提供恒稳电压，采用三极管BG3、BG4两级复合放大控制信号；电阻R₁、W₁分压取样电路并联于整流桥后，波动电压取样信号经电阻R₂、三极管BG₁、二极管D₅、三极管BG₂控制三极管BG₃基极电压，超压时三极管BG₃由导通转为截止，继电器J触点释放，电流输出切断，从而保护用电器；在过压保护式光控电器开关电路之后再加上由稳压块、三只开关、一个喇叭、两只三极管等元件组成的音频振荡报警电路，该电路具有门铃、报警功能。

以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的电路图。

图2至图5是已公开使用的光控电器开关电路图，图3中的双向可控硅的阳极接负载。

参照图1，本实用新型的电路基本上由电源、整流、稳压、光控开机电路、光控关机电路、过压保护电路和音频振荡报警电路组成，变压器B将220伏市电变压为15V后由整流桥D₁－D₄整流、电容C₁滤波、稳压二极管DZ₂与稳压块7809串联稳压后对开关电路提供恒稳的14伏直流电压（稳压块9伏加稳压二极管5伏）。以下结合附图1对主要电路和结构及原理分析如下：

光控开机电路由光敏二极管D₈、稳压二极管DZ₁、三极管BG₃、BG₄、发光二极管LED₁、常开触点J－3、电阻R₆、R₇、R₈、二极管D₆、电解电容C₃构成。三极管BG₃、BG₄接成串联复合放大电路，发光二极管LED₁的正极接于三极管BG₄的发射极，负极接于整流桥D₁－D₄的负极（接地）；电阻R₈与继电器线圈J串联，继电器线圈J的另一端接于三极管BG₃、BG₄的集电极，电阻R₈的另一端接于稳压块7809的输出端（以下称正电源）；二极管D₆并联于继电器线圈J，其正极接于三极管BG₃、BG₄的集电极，负极接电阻R₈下端；电解电容C₃的正极接电阻R₈与继电器J的公共端，其负极接地；光敏二极管D₈负极接正电源，正极接稳压二极管DZ₁负极，稳压二极管DZ₁的正极与三极管BG₃的基极相接，电阻R₆上端接正电源，下端接继电器常开触点J－3的定触点，电阻R₇上端接继电器常开触点J－3的动触点，下端接稳压二极管DZ₁负极。

光控开机电路由电阻R₅、R₄、光敏二极管D₉、三极管BG₂与开机部分电路构成。电阻R₅上端接正电源，下端接光敏二极管D₉的负极，D₉的正极接三极管BG₂的基极，电阻R₄的上端接三极管BG₂的基极，下端接地；三极管BG₂的发射极接地，集电极接稳压二极管DZ₁的负极。

过压保护电路由三极管BG₁、电阻R₁、R₂、R₃、可变电阻W₁、二极管D₅及开、关机部分电路构成。电阻R₁、可变电阻W₁串联成过压取样电路接于整流桥D₁－D₄的输出端，三极管BG₁的基极串联电阻R₂后接于可变电阻W₁的滑动端，三极管BG₁的集电极接于稳压块7809的输出端，其发射极串联电阻R₃后接地；二极管D₅的正极接于三极管BG₁的发射极，负极接于三极管BG₂的基极。

参照图1虚线框内电路，音频振荡报警电路由三极管BG₅、BG₆、可变电阻R₉、电容C₄、喇叭Y、发光二极管LED₃组成。三极管BG₆的集电极与喇叭Y的正极相接，喇叭Y的负极接地，开关K₃与开关K₂并联后一端接于三极管BG₆的发射极，另一端接于稳压块7805的输出端，稳压块7805的输入端与稳压块7809的输出端相接；三极管BG₅的集电极与三极管BG₆的基极相接，其发射极接发光管LED₃的正极，其基极串联可变电阻R₉后接于三极管BG₆的发射极，三极管BG₆的集电极与三极管BG₅的基极之间串联电容C₄、开关K₄，发光二极管LED₃的负极接地。

参照图1，本实用新型的工作原理如下：

闭合开关K₁接通总电源，发光二极管LED₂亮，220伏市电经变压器B降为15伏，经整流桥D₁－D₄整流、电容C₁滤波、稳压二极管DZ₂与稳压块7809串联稳压、再经电容C₂滤波后供给开关电路14伏稳定电压。

开机原理：用普通手电光束对准光敏二极管D₈照射，D₈马上由高阻值（1MΩ以上）降为低阻值（10KΩ以下），D₈的正极电压，由无立即接近供给电压，促使稳压二极管DZ₁、三极管BG₃、BG₄发射结、发光二极管LED₁立即导通，发光二极管LED₁灯亮（电流方向：正电源→D₈→DZ₁→BG₃发射结→BG₄发射结→LED₁→地），继电器线圈J通电（电流方向：正电源→R₈→J→BG₄→LED₁→地），其J－2触点由常开转为常闭，输出插座CZ接通220伏市电而带动电器工作，J－1触点断开，发光二极管LED₂灭。同时，继电器J－3触点接通，复合二极管BG₃、BG₄获得基极电流，使继电器J－2触点一直保持吸合状态。由于采用了BG₃与BG₄两级串联复合放大，其电流放大倍数为两管放大倍数的乘积，所以BG₃基极仅需微弱的驱动电流，复合电路立即导通，因此开机距离可达15米以上。

关机原理：用手电光照射光敏二极管D₉，D₉由高阻值（1MΩ以上）立即变为低阻值（10KΩ以下），供给电压经R₅限流通过光敏二极管D₉给三极管BG₂基极提供偏流，使BG₂由截止立即转为导通，其集电极电压由8.2V降低为0.5V以下，迫使三极管BG₃、BG₄失去发射结偏压，立即由导通转为截止，使继电器J－2、J－3触点由常闭转为常开，输出插座CZ断开220伏市电，同时，三极管BG₃、BG₄由于失去发射结偏压而可靠地截止。

过压自动保护工作原理：由电阻R₁、W₁组成的分压取样电路接于整流输出随市电相应波动电压，而三极管BG₁的集电极却由稳压二极管DZ₂与稳压块7809串联后提供稳定不变的14伏电压。电器工作情况下，当市电超过某一危险电压数值（如235伏，由可变电阻W₁任意设定）时，三极管BG₁的基极电流迅速增大（R₂为限流电阻），经BG₁放大后，其发射极电流增大β倍，使电阻R₃上端的电压迅速升高，此时二极管D₅由截止转为导通，三极管BG₂的基极电压同时升高，由截止转为导通，集电极电压由8.2V下降至0.5V以下，使三极管BG₃、BG₄失去发射结偏压，由导通转为截止，使继电器J－3、J－2触点断开，输出插座CZ断电，从而可靠地保护用电器。

电路中加入R₈（取值等于继电器J的电阻），用以限制继电器线圈J电流，可节约50％电能。电解电容C₃是升压电容，在未开机前电源通过电阻R₈对C₃充电接近于供给电压，利于开机。二极管D₆是为了防止关机时，由于继电器线圈J产生的反电动势而损坏BG₃与BG₄。二极管D₇是用来保护稳压块7809，防止其输入端短路时，电容C₂放电将其烧毁。

使用实用新型控制大功率用电器（如电动机等）时，将三极管BG₄换成3DD型，BG₃换成3DG12型三极管，更换相应功率触点继电器即可。

为了提高本实用型的性能价格比，扩大使用范围，附加了虚线框内的电路（如图1所示），使其增加了以下功能：

1、电子门铃。开关K₄接通，K₂断开，使用K₃按钮开关，音调频率由可变电阻R₉调选。喇叭Y响时，发光二极管LED₃亮。

2、防盗报警。开关K₄、K₂接通，在A、C两点加一导电连线（等于短路BG₅发射结偏压，使其截止），连线被弄断时，喇叭Y即响，且发光二极管LED₃亮。

3、开关K₂接通，K₄断开，在A、B两点接入相应的传感器可作温度预定值报警、压力极限报警、下雨报警、水柱高度报警、小儿尿床报警等，报警时喇叭Y响且发光二极管LED₃亮，失误率为零。

本实用新型所用原件和最佳型号及参数如下：

BG₁、BG₂：3DG12；BG₃：3DG6，β＞50；BG₄：3DG12，β＞50；BG₅：3DG6；BG₆：3AX81；D1－D4：1N4001；D₅：2CP；D₆：1N4001；D₈：2CU；D₉：2CU；DZ₁、DZ₂：稳压值5V，2CW12；LED₁：绿色；LED₂：红色；LED₃：橙色；C₁：470μ，25V；C₂、C₃：1000μ，16V；C₄：0.022－0.044μ；C₅：470μ，6.3V；W₁：1.5－3.3K；R₁：20K；R₂：15K；R₃：8.2K；R₄：10K；R₅：2－5K；R₆：50－120K；R₇：2－5K；R₈：等于JR；R₉：33K；R₁₀：95K；R₁₁：1.6K；B：3－5W；J：12V，JRX13F；7805稳压块：正稳压；7809稳压块：正稳压；K₁、K₂、K₄：拨动或旋转开关；K₃：按钮开关；CZ：输出插座；喇叭Y：8欧，0.2－0.5W。

经装机试验，本实用新型功能完全达到设计要求，使用普通手电（二节1号电池）光源，遥控距离可达15米，控制动作时间小于1秒，且抗干扰性强，过压保护可靠。

Claims

1、由电源变压器、桥式整流器、滤波电容、稳压块(正输出)、稳压二极管、电阻、光敏二极管、继电器、二极管、三极管、发光二极管、输出插座等元件构成的过压保护式多功能光控电器开关，其特征在于：

①光控开机电路由光敏二极管D₈、稳压二极管DZ₁、三极管BG₃、BG₄、发光二极管LED₁、继电器线圈J、常开触电J-3、电阻R₆、R₇、R₈、二极管D₆、电解电容C₃构成；三极管BG₃、BG₄接成串联复合放大电路；发光二极管LED₁的正极接于三极管BG₄的发射极，负极接于整流桥D₁-D₄输出的负极(接地)；电阻R₈与继电器线圈J串联，继电器线圈J的另一端接于三极管BG₄的集电极，电阻R₈的另一端接于稳压块7809的输出端；二极管D₆并联于继电器线圈J，其正极接于三极管BG₃、BG₄的集电极；电解电容C₃的正极接于电阻R₈与继电器线圈J的公共端，负极接地；光敏二极管D₈的负极接稳压块7809的输出端，正端接稳压二极管DZ₁的负极，稳压二极管DZ₁的正极接三极管BG₃的基极，电阻R₆一端接稳压块7809的输出端，另一端接继电器常开触点J-3的定触点，电阻R₇一端接继电器常开触点J-3的动触点，另一端接稳压二极管DZ₁的负极，

②光控关机电路由电阻R₅、R₄、光敏二极管D₉、三极管BG₂与开机部分电路构成；电阻R₅一端接稳压块7809输出端，另一端接光敏二极管D₉的负极，D₉的正极串联电阻R₄后接地；三极管BG₂的基极接光敏二极管D₉的正极，发射极接地，集电极接稳压二极管DZ₁的负极，

③过压保护电路由三极管BG₁、电阻R₁、R₂、R₃、可变电阻W₁、二极管D₅及开、关机部分电路构成；电阻R₁、可变电阻W₁串联成过压取样电路接于整流桥D₁-D₄的输出端，三极管BG₁的基极串联电阻R₂后接于可变电阻W₁的滑动端，三极管BG₁的集电极接于稳压块7809的输出端，其发射极串联电阻R₃后接地；二极管D₅的正极接于三极管BG₁的发射极，负极接于三极管BG₂的基极。

2、按权利要求1所述的过压保护式多功能光控电器开关，其特征在于三极管BG₁、BG₂、BG₄的型号为3DG12，BG₃的型号为3DG6。

3、按权利要求1或2所述的过压保护式多功能光控电器开关，其特征在于由三极管BG₅、BG₆、可变电阻R₉、电容C₄、喇叭Y、发光二极管LED₃组成的音频振荡报警器，三极管BG₆的集电极与喇叭Y的正极相接，喇叭Y的负极接地，开关K₃与开关K₂并联后一端接于三极管BG₆的发射极，另一端接于稳压块7805的输出端，稳压块7805的输入端与稳压块7809的输出端相接；三极管BG₅的集电极与三极管BG₆的基极相接，其发射极串联发光二极管LED₃的正极后负极接地，其基极串联可变电阻R₉后接于三极管BG₆的发射极，三极管BG₆的集电极与三极管BG₅的基极之间串联电容C₄、开关K₄。

4、按权利要求3所述的过压保护式多功能光控电器开关，其特征在于三极管BG₅的型号为3DG6，三极管BG₆的型号为3AX81。