專利名稱：延時聲響開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
延時聲響開關(guān)屬于電開關(guān)裝置。
目前為解決城市能源緊張，電力不足而出現(xiàn)了各種節(jié)能和延時開關(guān)，如中國專利CN2043034U《多功能照明開關(guān)》。但是這些開關(guān)一般只有延時功能，滿足不了人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)和文化生活的需要。
本實(shí)用新型的目的是提供幾種(同類產(chǎn)品)線路簡單的延時聲響開關(guān)，使其不僅具有軟啟動、延時關(guān)斷的功能，而且在開關(guān)延時期間還能發(fā)出聲響，可作為帶音樂的延時開關(guān)或作為門鈴延時開關(guān)使用，并且安裝使用方便，適用于多種場合，對其他電器和電網(wǎng)無干擾，能直接替代現(xiàn)有開關(guān)或門鈴。
本實(shí)用新型主要由可控硅觸發(fā)延時電路、直流電源電路、負(fù)載DZ、音響電路、電致發(fā)聲器件所組成，它還可以設(shè)置有位置指示電路。這里可控硅觸發(fā)延時電路是提供可控硅導(dǎo)通所需的觸發(fā)信號和提供可控硅導(dǎo)通和延時期間所需的可控硅控制極的電流信號，使開關(guān)處于接通狀態(tài)時實(shí)現(xiàn)軟啟動功能。直流電源電路是提供音響電路所需的電源。音響電路和電致發(fā)聲器件是用于使電路發(fā)出聲音。位置指示電路是在開關(guān)處于延時狀態(tài)時提供有無交流電壓指示和看不見開關(guān)時，指示開關(guān)所在位置的信號。
這樣，這種開關(guān)最少具有如下六種功能1.指示作用，指示有無交流電源，指示開關(guān)所在位置，指示開關(guān)或負(fù)載是否正常。
2.延時開關(guān)，作為一般延時開關(guān)使用。
3.軟啟動作用，對負(fù)載的供電電壓總是逐步上升的，減小了負(fù)載上驟增電流的沖擊、延長了負(fù)載壽命。
4.延時、零壓關(guān)斷，在關(guān)閉開關(guān)時，負(fù)載上的電源并不馬上關(guān)斷，而是經(jīng)一段延時時間后，在脈動電源電壓為零時關(guān)斷。
5.可作為延時音響開關(guān)或作為延時門鈴開關(guān)使用6.節(jié)能。
此外，這種開關(guān)既可以采用單線進(jìn)出方式，也可以采用雙線進(jìn)出方式，對于負(fù)載既可以提供交流電源，即將負(fù)載與開關(guān)串聯(lián)，也可以對負(fù)載提供直流電源，即將負(fù)載和可控硅的主控回路連接在一起，從而使得它的適用范圍更為廣泛。
本發(fā)明的任務(wù)可結(jié)合附圖作詳細(xì)說明，

圖1－－圖6是具體的實(shí)施例。
圖1是使用壓電陶瓷片的按鍵式延時聲響開關(guān)原理圖。
圖2是使用電動喇叭的按鍵式延時聲響開關(guān)原理圖。
圖3是使用壓電陶瓷片的觸摸式延時聲響開關(guān)原理圖。
圖4是使用電動喇叭的觸摸式延時聲響開關(guān)原理圖。
圖5是使用電動喇叭的按鍵式延時門鈴開關(guān)原理圖。
圖6是使用電動喇叭的觸摸式延時門鈴開關(guān)原理圖。
在圖1的延時聲響開關(guān)電路中，其可控硅觸發(fā)延時電路包括開關(guān)S1，二極管D6，電容C1、C2、C3，電阻R2，二極管D7和單向可控硅T1。它充分地利用了二極管D6的單向?qū)щ娦?，使其在開關(guān)S1合上時，成為一個正向壓降很小的導(dǎo)體或半波整波器件，使電容C1、C2、C3迅速充電，提供可控硅控制極G1所需的觸發(fā)信號和維持可控硅導(dǎo)通所需的電流，并使加在可控硅兩端的高電壓迅速下降到接近于零伏的狀態(tài)。由于電容C1的充電時間通過合理的設(shè)計(jì)可以大于可控硅的導(dǎo)通時間，使得電容C1的兩端總是承受較低電壓，因而降低了對電容C1的耐壓要求，在開關(guān)啟動時電容C3上的電壓總是逐漸升高的，這使得可控硅T1的導(dǎo)通角逐漸增大，使負(fù)載DZ上的電壓和電流逐漸增大，實(shí)現(xiàn)了對負(fù)載DZ的軟啟動。在開關(guān)S1斷開時，由于二極管D6的反向電阻很大，使電容C1的電荷不能通過二極管D6泄放掉和產(chǎn)生火花放電，因而能部分提供開關(guān)S1斷開后可控硅延時所需的電能。該電路中的C2主要是用于延緩電容C1的放電作用，使由電容C1、C2、C3，電阻R2，二極管D7所組成的充放電電路的放電時間常數(shù)延長，有效地提高多功能延時開關(guān)的延時時間。電容C3的作用是它在延時電路的開關(guān)S1合上時，吸收部分電能，在S1斷開后，當(dāng)電容C1、C2的電荷足以保證可控硅導(dǎo)通時，電容C3繼續(xù)充電到可控硅控制極所需的觸發(fā)電壓和向可控硅的控制極放電，當(dāng)電容C1、C2上的電荷經(jīng)一段延時后，不足以維持可控硅導(dǎo)通時，電容C3在脈動電壓為零時向可控硅的控制極放電，電容C1、C2也向可控硅的控制極放電，使可控硅導(dǎo)通，當(dāng)可控硅導(dǎo)通后，由于電容C3直接接在可控硅的控制極上，因而可控硅控制極上的部分電流流給C3，使電容C3充電，同時電容C1、C2也通過電阻R2、D7給電容C3充電，當(dāng)脈動電壓又為零時，電容C1、C2、C3又放電，觸發(fā)可控硅使其導(dǎo)通。隨著電容C1、C2上的電壓繼續(xù)下降和電容C3從控制極上所取得的電流總是有限的，當(dāng)這些的充電電流及C3所能提供的輸出電流下降到不足以維持向可控硅控制極提供足夠的觸發(fā)電壓和電流時，若脈動電壓再次為零，與控制極相連的電容C3的電荷及C1、C2所能提供的電流不能觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，于是，可控硅截止，用電設(shè)備不能與電源構(gòu)成回路，電源關(guān)斷，這樣就使得在延時開關(guān)的開關(guān)K2合上再斷開后，要么使得電源開始時處于軟啟動狀態(tài)，啟動后電源一直接通，要么使得在交流零壓時關(guān)斷，而不能重新啟動，這有效地防止了驟增電流對用電設(shè)備的沖擊和防止了電磁輻射干擾的影響。
這里增大電容量，可明顯的提高延時時間，但電容C3的最大取值不能超過C30。它是由下式?jīng)Q定的C30＝︳ (IG·tG)/(VG2-VG1) ︱式中VG2可控硅控制極G1的上限觸發(fā)電壓；VG1可控硅控制極G的下限觸發(fā)電壓；IG可控硅控制極G的有效觸發(fā)電流；tG可控硅控制極G的觸發(fā)時間。
當(dāng)C3的電容量超過C30時，可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通后C3在可控硅導(dǎo)通期間所吸收的電荷，將能維持可控硅的控制極G1在下一次導(dǎo)通時所需的全部觸發(fā)電流，使可控硅導(dǎo)通，開關(guān)不能關(guān)斷。延時電路的延時時間是由電容C1、C2、C3，電阻R2、二極管D7及可控硅控制極G1的觸發(fā)電壓，觸發(fā)電流等所共同決定的。電路中為使延時時間加長，還可以繼續(xù)增加R、C濾波網(wǎng)絡(luò)，或改變電路中的阻容值。
表1為一個具體電路的實(shí)測數(shù)據(jù)，它充分地說明了電容C2、C3對開關(guān)的延時特性和電磁輻射情況的影響。
表1正觸發(fā)可控硅延時電路的實(shí)測數(shù)據(jù)。
整流電路既可以采用全波整流也可以利用半波整流或直接使用交流電源。當(dāng)使用全波整流電路D1－－D4時，在該開關(guān)處于延時狀態(tài)時，就不會使負(fù)載DZ如燈泡出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，當(dāng)使用半波整流或直接使用交流電源時，在延時期間，會使負(fù)載DZ如燈泡產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。
該數(shù)據(jù)是采用全橋整流電路、可控硅型號為REC103D，負(fù)載功率為45瓦的白熾燈泡實(shí)測的。
該開關(guān)的位置指示電路是由電致發(fā)光器件D15和電阻R1串聯(lián)而成的，并跨接在脈動電源的B、E兩端，這種電致發(fā)光器件D15可以采用發(fā)光二極管或氖泡。當(dāng)該開關(guān)處于斷開狀態(tài)時，D15上就承受一定的電壓而發(fā)光，取到指示有無交流電源和指示開關(guān)所在位置的作用，當(dāng)然也可以采用自發(fā)光物質(zhì)來指示開關(guān)所在位置。
直流電源電路包括D8和C4，它串聯(lián)在可控硅T1的陰極K1和電源E端之間，用于提供音樂IC所需的電源。
音樂電路塊IC和電致發(fā)聲器件RL共同來組成音響電路。這里IC的電源輸入端和C4相并聯(lián)，壓電陶瓷片連接在電源正極和IC的音樂輸出端之間，觸發(fā)端通過電容C5和IC的電源輸入端相連。當(dāng)延時電路開始工作時，D8和電容C4組成IC工作所需的直流電源，并通過電容C5藉合至IC的觸發(fā)端，提供IC一個觸發(fā)信號，使音樂電路工作。
圖2電路和圖1電路的原理相同，其區(qū)別在于提供音樂電路塊IC的直流電源電路的位置作了一些變動，在IC的輸出級加了一級功放，發(fā)聲器件為喇叭。這里穩(wěn)壓二極管D8和電容C4相并聯(lián)，并連接在C1、C2和C3的并聯(lián)接點(diǎn)和E端之間，三極管BG3的基極連在IC的輸出端，發(fā)射極接E端，集電極通過喇叭RL接在直流電源電路的正極。
圖3是觸摸式延時聲響開關(guān)，它與圖1的區(qū)別在于，延時電路不同。這里延時電路是由觸發(fā)電極B1，二極管D5，電阻R2，R3，電容C1、C2、C3，三極管BG1，BG2和可控硅T1所組成。這里觸發(fā)電極B1和D5的陽極相連D5的陰極通過電阻R1和三極管BG1的基極相連，電阻R2連在整流電源的B端，并和電容C1、C2相串聯(lián)，C2接地，BG1的基極和C1、C2的串聯(lián)接點(diǎn)相連，發(fā)射極接地，集電極與R2、C1的串聯(lián)接點(diǎn)相連，BG2的基極與BG1的集電極相連，發(fā)光二極管D6與電阻R3相串聯(lián)，并連接在整流電源正極和BG2的集電極之間，其發(fā)射極接地或通過直流電源電路和地相連，可控硅T1的控制極G1和BG2的集電極相連，當(dāng)人們不觸摸B1時，BG1截止，BG2導(dǎo)通，可控硅T1的門極G1上的電壓為零，可控硅T1截止，電源不接通，當(dāng)人們觸摸B1時，BG1導(dǎo)通，C1上的電壓立即下降為零，BG2截止，整流后的電壓通過R3使可控硅的門極G1獲得觸發(fā)電壓和電流，可控硅T1導(dǎo)通，可控硅導(dǎo)通后，整流電源通過R2給C1緩慢充電，使可控硅處于延時狀態(tài)，當(dāng)C1上的電壓上升到一定的程度，BG2又導(dǎo)通，可控硅截止，延時結(jié)束。其音響電路和圖1的連接方式完全一樣。
圖4電路和圖3電路的原理基本相同，其區(qū)別在于供給IC電源的電路有些變化，電路的發(fā)聲器件改為喇叭和增加了一級功率放大電路。這里穩(wěn)壓二極管D8和電容C4相并聯(lián)，并連接在BG1和BG2的發(fā)射極與E端之間，IC的輸出端與三極管BG3的基極相連，集電極通過喇叭RL與IC的電源正極相連，發(fā)射極接地。
圖5是一個按鍵式延時門鈴開關(guān)，它與圖2的電路原理相差不大，只是為了提高其直流電源的穩(wěn)定性，增加了由電阻R4，二極管D9、D10、D11組成的輔助直流電源回路，這里R4與D10或通過電阻與D10相串聯(lián)，并連接在整流電源的B端和E端之間，D9的陽極與D8的陰極相連，D9的陰極連接在R4與D10的串聯(lián)接點(diǎn)上，D11的陽極與D9的陰極相連，D11的陰極連接在電容C4的一端。當(dāng)開關(guān)處于斷開狀態(tài)時，整流電源通過R4、D11給電容C4充電，提供IC靜態(tài)工作時所需的電源。增加了二極管D6、電阻R6和開關(guān)S2組成的門鈴觸發(fā)延時開關(guān)電路，并設(shè)置了一個防止誤觸發(fā)的電容C6。這里D6的陽極通過開關(guān)S2與整流電源的B端相連，D6的陰極與D5的陽極相連，電阻R6連接在D6的陽極和IC的觸發(fā)端之間，電容C6連接在IC的電源端和觸發(fā)端之間。在該電路中，如果按動開關(guān)S1，開關(guān)處于延時開關(guān)狀態(tài)，按下S2開關(guān)電燈處于延時狀態(tài)，同時IC的觸發(fā)端被輸入一個觸發(fā)信號，喇叭發(fā)出聲音，即可作為門鈴開關(guān)使用。
圖6是一個觸摸式延時門鈴開關(guān)，它采用了圖4的延時電路，圖5的直流電源電路和音響電路，與圖5的音響電路略有區(qū)別的是，這里D6的陽極是和觸模電極B2連在一起，二極管D14連在觸模電極B2和觸發(fā)端之間，借助于圖3、圖5的分析，即可理解其工作原理。
這里的IC是市售的各種音響集成電路塊，如CW9300，KD153等等。
權(quán)利要求1.延時聲響開關(guān)，包括直流電源電路1，負(fù)載DZ，電致發(fā)聲器件RL，可控硅控制電路，其特征在于還包括延時電路2，音響電路3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延時聲響開關(guān)，其特征在于延時電路2包括開關(guān)S1，二極管D6，電容C1，C2，C3，電阻或二極管R2、D7，可控硅T1，這里開關(guān)S1、二極管D6和電容C1相串聯(lián)，并連接在B、E或B、K1之間，電阻或二極管R2，D7串聯(lián)，并連接在D6和C1的串聯(lián)接點(diǎn)F和可控硅T1的門極G1上，電容C2連接在R2，D7的串聯(lián)接點(diǎn)H和可控硅T1的陰極K1或E端上，電容C3連接在可控硅T1的門極G1和陰極K1或脈動電源的E端，可控硅T1的陽極A1連接在B端，陰極K1和直流電源電路1相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延時聲響開關(guān)，其特征在于延時電路2或是為包括開關(guān)S1，S2，二極管D5、D6，電容C1、C2、C3、C6，電阻或二極管R2、R6、D7，可控硅T1，這里開關(guān)S1、二極管D6和電容C1相串聯(lián)，并連接在B、E或B、K1之間，電阻或二極管R2，D7串聯(lián)，并連接在D5和C1的串聯(lián)接點(diǎn)F和可控硅T1的門極G1上，電容C2連接在R2，D7的串聯(lián)接點(diǎn)H和可控硅T1的陰極K1或E端上，電容C3連接在可控硅T1的門極G1和陰極K1或脈動電源的E端，可控硅T1的陽極A1連接在B端，陰極K1和直流電源電路1相連，D6陽極通過開關(guān)S2與B端相連，陰極與D5的陽極相連，R6的一端連接在D6的陽極，另一端連接在IC的觸發(fā)端，C6連接在IC電源端和觸發(fā)端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延時聲響開關(guān)，其特征在于延時電路2或是為包括觸模電極B1，二極管D5，電容C1、C2，電阻R2、R3，三極管BG1、BG2，可控硅T1，這里B1與D5陽極相連，D5陰極通過電阻或直接連接在BG1的基極上，R2與C1相串聯(lián)并連接在脈動電源的B端和BG1的基極上，C2連接在BG1的基極和E端或K1端之間，BG1的集電極與C1和R2的串聯(lián)接點(diǎn)相連，BG1的發(fā)射極連接在K1或E端上，BG2的基極連接在BG1的集電極上，BG2的集電極通過R3和B端相連接，其發(fā)射極與K1或E端相連，可控硅T1的門極G1連接在BG2的集電極上，其陽極A1與B端相連，陰極K1連接在E端或通過直流電源電路1連接在E端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延時聲響開關(guān)，其特征在于延時電路2或是為包括觸模電極B1、B2，二極管D5、D6、D14，電容C1、C2，電阻R2、R3，三極管BG1、BG2，可控硅T1，這里B2連D6陽極，B1與D6陰極、D5陽極相連，D5陰極通過電阻或直接與BG1的基極相連，R2與C1相串聯(lián)并連接在脈動電源的B端和BG1的基極上，C2連接在BG1的基極和E端或K1端之間，BG1的集電極與C1和R2的串聯(lián)接點(diǎn)相連，BG1的發(fā)射極連接在K1或E端上，BG2的基極連接在BG1的集電極上，BG2的集電極通過R3和B端相連接，其發(fā)射極與K1或E端相連，可控硅T1的門極G1連接在BG2的集電極上，其陽極A1與B端相連，陰極K1連接在E端或通過直流電源電路1連接在E端，二極管D14的陽極連接在D6的陽極上，陰極連接在IC的觸發(fā)端之間，C6并聯(lián)在IC電源端和觸發(fā)端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延時聲響開關(guān)，其特征在于音響電路3包括聲響集成電路IC，電容C5，電致發(fā)聲器件RL，這里IC的電源端與直流電源電路1的正極相連，C5連接在IC的電源端和IC觸發(fā)端之間，電致發(fā)聲器件RL連接在IC的電源端和IC的輸出端之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延時聲響開關(guān)，其特征在于音響電路3包括聲響集成電路IC，三極管BG3，電致發(fā)聲器件RL，這里IC的電源端與直流電源電路1的正極相連，電致發(fā)聲器件RL一端連接在IC的電源端，另一端連接在BG3的集電極上，BG3的發(fā)射極接地，基極連接在IC的輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型延時聲響開關(guān)屬于電開關(guān)裝置。它將延時開關(guān)、可控硅、直流電源電路、集成音樂電路和電致發(fā)聲器件有機(jī)地結(jié)合在一起，充分地利用了延時和音樂電路的功能，使該開關(guān)不僅具有延時關(guān)斷功能，而且能發(fā)出音響聲。
文檔編號H03K17/28GK2116305SQ9122786
公開日1992年9月16日 申請日期1991年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月9日
發(fā)明者王新生 申請人:王新生