專利名稱：用電設備的感應式自動開關的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電器的開關裝置。
一般用電設備的開停轉換都須有個開關，這是簡易電器上的傳統形式，在特定的一些環境中手動的開關有時就感到不便，有時因人為的疏忽能造成事故，因此各種自動開關應運而生，用在大功率的復雜的設備上的自動開關有電容式或電感式的感應自動開關，也有延時控制的自動開關等，其種類很多。但這些型式往往都是結構復雜、制造成本高。
本實用新型的目的為解決上述問題，特提供一種測定分布電容變化特別是人體位置變化所引起的分布電容變化的感應式自動開關，它體積小，成本低，感受器的靈敏度高，用作一般由電器控制上使用方便。
按如上構思，本實用新型所提供的感應式自動開關是由傳感器、控制器及開關負載構成的，其特征是它的傳感器是由能檢測分布電容變化的材料制成的；它的控制器是由檢測振蕩器、整形電路、倒向電路、功率開關電路及穩壓電路所組成的，其中檢測振蕩器是由BG1和BG2組成的復合管、振蕩變壓器、及L1、L2、C1、C2、C3、Cg構成的橋式電路組成的，整形電路是由IC1及R3、C5、C6組成的施密特觸發器，倒相電路是由BG3及R4、R9組成的非門電路，功率開關電路是由BG4和D組成的電子開關電路，穩壓電路是由IC2及C6、C7組成的；它的開關負載可以是低壓用電設備，亦可為可控硅元件或大功率繼電器。
本方案中的傳感器可采用黃銅絲編織網，密度為80～120目；亦可采用導電布制成，或其它各類表面鍍有導電層的織物、紙張所制成的。
其電路原理如下在檢測振蕩器部分中L1、L2、C1、C2、C3、及傳感器周圍環境的分布電容Cg組成了橋式電路，當電路調零后電橋處于平衡狀態，這時X、Y兩端無電壓輸出，振蕩電路不起振。調整W可使復合管BG1、BG2的工作點接近飽和區，使R2上的壓降在2.4～3V。當傳感器周圍環境的變化可引起分布電容發生變化，可使電橋失去平衡，X、Y之間產生電位差，振蕩電路起振。由于復合管工作在近飽和區，所以振蕩電流呈正半周幅度小，負半周幅度大的狀態，即正半周出現飽和失真。這種正半周小、負半周大的電流通過R2，使在原有R2上的直流電壓下降，約降到0.7～1V。 整形電路的施密特觸發器把R2上變化緩慢的信號加以處理形成前、后沿陡峭的開關信號，其目的是使后面的開關狀態清楚，避免出現現似開、似不開的過渡狀態。
倒相電路使整形電路的輸出電平倒相180°，即整形電路送來的是高電平，則倒向電路輸出為低電平，加該倒相器的目的是將整形輸出電平的邏輯狀態與整機電路的邏輯關系相吻合。
功率開關電路是將倒相器輸出的邏輯信號進行功率放大，從而推動開關負載。其中的BG4是大功率復合管，其目的是為減小在R5上的功耗，達到省電和提高靈敏度的效果。
穩壓電路為給控制器的功率開關前的電路提供穩定的5V直流電壓。因為電源供電為9～9.5V，而穩壓塊只要輸出與輸入電壓差大于0.5～1V就能正常工作。所以電源從9～9.5V下降到5.5～6V整個電路都能正常的工作。
本方案中的傳感器是用很薄的黃銅絲網或導電布制成，當人體與它接近或接觸時，分布電容變化，使整機輸出關斷，人體離開傳感器開關接通，變化靈敏。由于傳感器所占空間很小，所以在使用上可作多種變換，如作成自控安全床頭燈；可作成電操作工作臺的電源開關；可作成機要部位的報警開關，等等。
采用本方案能體現如下優點①調好電橋平衡及振蕩級復合管的工作點，工作穩定，靈敏度高；②控制部分采用直流供電，使用安全，市電停電后仍可使用；③體積小，使用方便；④結構簡單，成本低，易于制造和推廣。


圖1感應式自動開關的外觀示意圖。其中(1)－傳感器；(2)－控制部分；(3)－開關負荷式照明燈；(4)－電源開關；(5)－環境分布參數的調整旋鈕；(6)－負載部分插頭；(7)－傳感器插頭。
注環境分布參數調整旋鈕是通過調C3實現的。
圖2是控制器部分的電原理圖。其中BG1、BG2、BG3采用2CS9014，BG4采用N8542，IC1采用NE555，IC2采用7805。其振蕩變壓器的繞組為L1L2L3＝505050，鐵芯為罐狀磁體。
圖3是檢測振蕩器中電橋部分的電原理圖。
實施例①用作自控安全床頭燈。此時感應式自動開關的負載是一個6.3V的燈泡，使用時將黃銅絲編織網的傳感器放在床單或褥子(不太厚的)下面人躺下的肩背位置處。打開控制器的電源開關，調電橋中的C3(在人離開傳感器的情況下)，觀查到燈泡剛點亮時為止。這時人按規定的位置躺下時燈滅，人坐起來時，后背遠離傳感器，燈泡馬上點亮。此結構對帶嬰兒睡覺的母親來講是非常實用的。
②作成電操作工作臺的電源開關。這時開關的負載可以是可控硅原件或大功率繼電器。按操作者工作的習慣位置裝上傳感器，如安放在坐位坐墊上，或人站立位置的腳下，或人體所接近的位置。當人離開操作的位置時電源自動切斷。
③作成報警器的開關。將傳感器放在機要部位的門上或放在危險地段的部位上，打開電源開關后人若接近即刻發出報警信號。
本方案的試制品經試用，動作穩定可靠，反應靈敏，深受使用者的歡迎。
權利要求1.一種用電設備的感應式自動開關，它是由傳感器、控制器及負載所組成的，其特征是它的傳感器是由能測出分布電容變化的導電物質構成的；它的控制器是由檢測振蕩器、整形電路、倒向電路功率開關電路及穩壓電路構成的，其中檢測振蕩器是由BG1和BG2組成的復合管、振蕩變壓器及L1、L2、C1、C2、C3、Cg橋式電路構成的，整形電路是由IC1及R3、C5、C6組成的施密特觸發器，倒向電路是由BG3及R4、R5組成的非門電路，功率開關電路是由BG4及D組成的電子開關電路，穩壓電路是由IC2及C7、C8組成的；它的負載可以是低壓的用電器、可控硅元件或大功率繼電器。
2.按照權利要求1所述的感應式自動開關，其特征是它的傳感器是采用黃銅絲的編織網，其密度為80～120目。
3.按照權利要求1所述的感應式自動開關，其特征是它的傳感器是用導電布制成的。
4.按照權利要求1所述的感應式自動開關，其特征是它的傳感器是采用在表面鍍有導電層的物質制成的。
專利摘要本實用新型屬由電器的開關裝置。該感應式自動開關由傳感器、控制器及開關負載所組成。它可測定傳感器周圍分布電容的變化，特別是測定因人體接近傳感器時引起的分布電容的變化而發出信號，啟動開關的負載。由于傳感器所占空間很小且反應靈敏，故本方案可作成自控床頭安全燈，電操作工作臺的電源開關或機要、危險部位的報警開關。本方案的試制品經使用證明動作準確、穩定可靠，反應靈敏、制造成本低。
文檔編號H03K17/94GK2036338SQ88202330
公開日1989年4月19日 申請日期1988年4月1日 優先權日1988年4月1日
發明者黃萌 申請人:黃萌