專利名稱：一種基于數(shù)字邏輯電路的節(jié)能開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電器開關(guān)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)字邏輯電路的具有節(jié)能功能的開關(guān)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的開關(guān)功能簡單，一旦閉合后，無論電路中是否有電，都會(huì)使電路導(dǎo)通。但現(xiàn)實(shí)生活中，例如大學(xué)的宿舍，宿管處有開關(guān)Al，學(xué)生寢室中有開關(guān)A0。當(dāng)開關(guān)Al與AO同時(shí)閉合后，宿舍內(nèi)的電燈會(huì)亮起。宿管在晚上23點(diǎn)時(shí)斷開開關(guān)Al，而學(xué)生寢室中的開關(guān)AO往往沒有斷開，依舊保持著閉合狀態(tài)。到了第二天早上6點(diǎn)，宿管會(huì)重新閉合上開關(guān)Al，宿舍內(nèi)的燈會(huì)點(diǎn)亮，而此時(shí)是不需要用電器(燈)工作的，就造成能源的浪費(fèi)，同時(shí)也影響了休息質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于數(shù)字邏輯電路的節(jié)能開關(guān)，該開關(guān)電路通過邏輯電路控制雙向可控硅SCR的控制極的電壓，間接控制用電器所在電路的通斷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括開關(guān)控制部分、數(shù)字邏輯部分和用電器控制部分，所述開關(guān)控制部分由直流電源VCC并行連接開關(guān)AO和開關(guān)Al，所述開關(guān)AO和開關(guān)Al上分別通過電路與所述邏輯控制部分的輸入連接；所述邏輯控制部分由三個(gè)JK觸發(fā)器和邏輯門電路組成，其輸出端Y與所述用電器控制部分連接；所述用電器控制部分是由雙向可控硅與用電器串聯(lián)，所述雙向可控硅的控制極與所述輸出端Y連接。進(jìn)一步，所述控制端Y的輸出邏輯是
Y = ^ql^QAJAO I ^qlqpAiAO + q2^QAJA0 I q2^]q0AiA0其中q0、ql、q2表示JK觸發(fā)器的當(dāng)前狀態(tài)；Q0、Ql、Ql表示JK觸發(fā)器的下一狀態(tài)；開關(guān)Al閉合為1，斷開為0 ;記開關(guān)AO閉合為1，斷開為O。本實(shí)用新型的有益效果是I、將以往直接連接在用電器電路中的開關(guān)設(shè)置到低壓直流的數(shù)字邏輯電路中，使開關(guān)不直接與220V交流電連接，對使用者更加安全。2、通過邏輯控制電路實(shí)現(xiàn)了對用電器的邏輯控制，實(shí)現(xiàn)了必須人為的改變當(dāng)前開關(guān)AO的狀態(tài)，才能將燈點(diǎn)亮，達(dá)到了節(jié)能的作用。

圖I是本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖中R1-R5電阻；C電容；G1非門；G2非門；G3非門；G4非門；A1開關(guān)；A0開關(guān)；FF2—FFO JK觸發(fā)器；AC-DC交直流變換器；VCC直流電壓源；SCR雙向可控硅；[0013]圖2是本實(shí)用新型電路在多個(gè)宿舍(以2個(gè)宿舍為例)使用情況下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中R1-R7電阻；C電容；G1非門；G2非門；G3非門；G4非門；G5非門；G6非門；A2開關(guān)；A1開關(guān)；A0開關(guān)；FF5—FFO JK觸發(fā)器；AC_DC交直流變換器；VCC直流電壓源；SCR雙向可控硅。
具體實(shí)施方式
如圖I所述，本實(shí)用新型的電路由開關(guān)控制部分I，數(shù)字邏輯部分II，用電器控制部分III構(gòu)成。開關(guān)控制部分I的結(jié)構(gòu)為直流電源VCC通過電阻R2并聯(lián)開關(guān)Al和開關(guān)AO ;開關(guān)Al安裝在宿管處，開關(guān)AO安裝在宿舍中；開關(guān)Al與電阻R3串聯(lián)，開關(guān)AO與電阻R4串聯(lián)；電阻R3、R4另一端接地；開關(guān)Al的常閉觸點(diǎn)接非門G3的輸入端；開關(guān)AO的常閉觸點(diǎn)接非門G4的輸入端。·數(shù)字邏輯部分II的結(jié)構(gòu)為電阻R1，非門G1、G2及電容C組成多諧振蕩器結(jié)構(gòu)，為JK觸發(fā)器FF2、JK觸發(fā)器FF1、JK觸發(fā)器FFO提供時(shí)序脈沖信號(hào)；非門G3的輸入端分別接與門D3、與門D4、與門D6、與門D8、與門D9、與門D11、與門D12、與門D14、與門D15、與門D16和D17的輸入端；非門G3的輸出端分別接與門D1、與門D2、與門D5、與門D7、與門D10、與門D13的輸入端；非門G4的輸入端分別接與門Dl、與門D4、與門D7、與門D8、與門D10、與門D12、與門D14、與門D16的輸入端；非門G4的輸出端分別接與門D2、與門D5、與門D6、與門D9、與門D11、與門D13、與門D15和D17的輸入端；與門Dl的輸出端接觸發(fā)器FFO的JO端；與門D2的輸出端接觸發(fā)器FFO的KO端；與門D3的輸出端接觸發(fā)器FFl的Jl端；與門D4、與門D5、與門D6、與門D7的輸出端接或門D18的輸入端；與門D8、與門D9的輸出端接或門D19的輸入端；與門D10、與門D11、與門D12、與門D13的輸出端接或門D20的輸入端；與門D14、與門D15、與門D16、與門D17的輸出端接或門D21的輸入端；或門D18的輸出端接觸發(fā)器FFl的Kl端；或門D19的輸出端接觸發(fā)器FF2的J2端；或門D20的輸出端接觸發(fā)器FF2的K2端；或門D21的輸出端即為數(shù)字邏輯部分II的輸出端Y ;直流電壓VCC為所有的門元件提供電源。數(shù)字邏輯部分II的控制邏輯為以q2、ql、q0表示JK觸發(fā)器FF2、JK觸發(fā)器FF1、JK觸發(fā)器FFO當(dāng)前狀態(tài)；以Q2、Q1、Q0表示JK觸發(fā)器FF2、JK觸發(fā)器FF1、JK觸發(fā)器FFO下一狀態(tài)；記開關(guān)Al閉合為1，斷開為0 ;記開關(guān)AO閉合為1，斷開為0，則邏輯電路的(I)激勵(lì)方程組為
Yh 二 q2qlqQAJ.A0 + q2k|l c^QA.1 AO O = q^qlqpAlA.0 + q^qlqfQAJAO + q2qlq|OAlAO + q2qlc|0AlA0
n-^ijQAi
Kl = q^qlqQUAO + ^|l^DiAMjO + ^qlcjfOAl^O + (pql^QAMO (2)狀態(tài)方程組為(3 )輸出方程為用電器控制部分III的結(jié)構(gòu)為數(shù)字邏輯部分II的輸出端Y通過保護(hù)電阻R5連接到雙向可控硅SCR的控制極。用電器與雙向可控硅SCR串聯(lián)后接到交流電源的兩端；當(dāng)雙向可控娃SCR的控制極處于高電平時(shí),雙向可控娃SCR會(huì)導(dǎo)通,否則雙向可控娃SCR處于斷路狀態(tài)。交流電源的兩端安裝有一個(gè)交直流變換器AC-DC，通過交直流變換器AC-DC的作用，將220V的交流電壓變壓整流為12V的直流電壓VCC。本實(shí)用新型的工作過程是將本實(shí)用新型描述的電路接到交流電源上后，I.初始狀態(tài)開關(guān)Al斷開、開關(guān)AO斷開或閉合。此時(shí)用電器不工作；2.在步驟I的基礎(chǔ)上，保持開關(guān)Al斷開，不論是否改變開關(guān)AO的狀態(tài)，用電器都不工作；3.在步驟2的基礎(chǔ)上，將開關(guān)Al閉合，若不改變開關(guān)AO的當(dāng)前狀態(tài)(可能閉合，可能斷開)，用電器依舊不會(huì)工作；4.在步驟3的基礎(chǔ)上改變開關(guān)AO當(dāng)前狀態(tài)(可能是斷開變?yōu)殚]合，可能是閉合變?yōu)閿嚅_)，才會(huì)使雙向可控硅SCR導(dǎo)通，即用電器工作；5.在步驟4的基礎(chǔ)上，保持開關(guān)Al閉合，此時(shí)改變開關(guān)AO的狀態(tài)即可改變用電器的工作狀態(tài)。6.在步驟3、4或5的狀態(tài)下，若開關(guān)Al斷開，則不論是否改變開關(guān)AO的狀態(tài)，用電器都不工作。圖2是本實(shí)用新型電路在多個(gè)宿舍(以2個(gè)宿舍為例)使用情況下的結(jié)構(gòu)示意圖；開關(guān)控制部分的結(jié)構(gòu)為其中A2為安裝在宿舍2中的開關(guān)；VCC2通過電阻R6接開關(guān)A2的常開觸點(diǎn)；開關(guān)A2的常閉觸點(diǎn)通過電阻R7接地；開關(guān)A2的常閉觸點(diǎn)接非門G6的輸入端；開關(guān)Al的常閉觸點(diǎn)接非門G5的輸入端。其數(shù)字邏輯部分和用電器控制部分與圖I的實(shí)施例相同。本實(shí)施例的電路中雙向可控硅SCR選用1A/400V的3CTS/A-D型；交直流變換器AC-DC選用AC220S(D)XXDC-XW JK觸發(fā)器可選用74LS78 ;非門可選用74LS04 ;與門可選用74LS09 ;或門可選用74LS32 ;電阻Rl—R7可選用合成碳膜電阻；電容C可選用聚苯乙烯薄膜電容；開關(guān)Al、開關(guān)AO選用普通的船型開關(guān)。以上僅是提供一種可能型號(hào)的元器件，其他型號(hào)的元器件所組成的本電路也應(yīng)在本實(shí)用新型的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于數(shù)字邏輯電路的節(jié)能開關(guān)，包括開關(guān)控制部分、數(shù)字邏輯部分和用電器控制部分，其特征在于所述開關(guān)控制部分由直流電源VCC并行連接開關(guān)AO和開關(guān)Al，所述開關(guān)AO和開關(guān)Al上分別通過電路與所述邏輯控制部分的輸入連接；所述邏輯控制部分由三個(gè)JK觸發(fā)器和邏輯門電路組成，其輸出端Y與所述用電器控制部分連接；所述用電器控制部分是由雙向可控硅與用電器串聯(lián)，所述雙向可控硅的控制極與所述輸出端Y連接。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種基于數(shù)字邏輯電路的節(jié)能開關(guān)，其特征在于所述控制端Y的輸出邏輯是
專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于數(shù)字邏輯電路的節(jié)能開關(guān)，該節(jié)能開關(guān)包括開關(guān)控制部分、數(shù)字邏輯部分和用電器控制部分，所述開關(guān)控制部分由直流電源VCC并行連接開關(guān)A0和開關(guān)A1，所述開關(guān)A0和開關(guān)A1上分別通過電路與所述邏輯控制部分的輸入連接；所述邏輯控制部分由三個(gè)JK觸發(fā)器和邏輯門電路組成，其輸出端Y與所述用電器控制部分連接；所述用電器控制部分是由雙向可控硅與用電器串聯(lián)，所述雙向可控硅的控制極與所述輸出端Y連接。該開關(guān)電路通過邏輯電路控制雙向可控硅SCR的控制極的電壓，間接控制用電器所在電路的通斷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)H03K17/72GK202424664SQ20112049565
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者杜康, 沈育, 蔣偉 申請人:江蘇大學(xué)