專利名稱：包含容性通/斷開關(guān)的個(gè)人用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含負(fù)載和開關(guān)的個(gè)人用裝置，該負(fù)載和開關(guān)在用于接收交流電壓的第一和第二供電端之間串聯(lián)連接。
這種個(gè)人用裝置可以是，例如，頭發(fā)干燥器，負(fù)載包含加熱器和風(fēng)扇，開關(guān)設(shè)置成用來接通/斷開負(fù)載兩端的交流電壓。
這種個(gè)人用裝置是普遍已知的，負(fù)載通常包括馬達(dá)和一般為市電壓的交流電壓。
在第一實(shí)例中，當(dāng)將這種個(gè)人用裝置構(gòu)造為牙刷時(shí)，往往短暫將該裝置擱置在一邊而負(fù)載兩端加著交流電壓。然而，在如此短的時(shí)間內(nèi)，由于負(fù)載包含的馬達(dá)所引起振動(dòng)而可能導(dǎo)致跌落，其結(jié)果可能引起牙刷形式的裝置出現(xiàn)電和機(jī)械兩方面的故障。
在第二實(shí)例中，當(dāng)這種個(gè)人用裝置構(gòu)造為頭發(fā)干燥器時(shí)，常常短暫地將該裝置擱置在一邊而負(fù)載兩端加著交流電壓。然而，由于負(fù)載包含的加熱器所產(chǎn)生的熱量的結(jié)果，例如當(dāng)該裝置放置在易燃表面上時(shí)，在如此短的時(shí)間內(nèi)頭發(fā)干燥器形式的裝置即可能引起火災(zāi)。而且，由于負(fù)載包含的風(fēng)扇引起的振動(dòng)而可能導(dǎo)致頭發(fā)干燥器形式的裝置跌落，其結(jié)果類似于牙刷形式的裝置該頭發(fā)干燥器形式裝置可能出現(xiàn)故障，而且由于負(fù)載包含的加熱器所產(chǎn)生熱量，在易燃地毯的情況下，頭發(fā)干燥器形式的裝置可能引起火災(zāi)。
本發(fā)明的目的是提供一種杜絕上述所不希望出現(xiàn)的情況的個(gè)人用裝置。
按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置，其特征在于個(gè)人用裝置還包含用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流電路，以及安全電路，該安全電路耦合在用于接收直流電壓的第三和第四供電端之間，并包含用于探測在個(gè)人用裝置附近存在人體某部分的容性傳感器，該安全電路適用于根據(jù)所述探測來控制開關(guān)。盡管安全電路的電源需要整流電路，按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置所獲得的第一優(yōu)點(diǎn)是，安全電路確保依據(jù)該裝置的有效使用而接通/斷開該裝置，借助于用來探測在該裝置附近存在人體的某一部分的容性傳感器來檢知有效使用。這樣，當(dāng)將本發(fā)明的個(gè)人用裝置短暫擱置在一邊時(shí)，容性傳感器將檢測到在該裝置附近沒有人體的某部分，響應(yīng)該檢測情況安全電路斷開負(fù)載兩端的交流電壓。本發(fā)明個(gè)人用裝置的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于斷開了負(fù)載兩端的交流電壓該裝置的功耗下降。
按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第一實(shí)施例，該裝置包含一手柄，其特征在于靠近該手柄處設(shè)置了容性傳感器。由于容性傳感器適用于探測個(gè)人用裝置附近人體某部分的存在，將容性傳感器設(shè)置在手柄附近是有益的，因?yàn)樵谠撗b置有效使用期間是通過手柄將該裝置握在手中的。
按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第二實(shí)施例，其特征在于安全電路還包括含有由容性傳感器和一輸出端組成的電容器的第一振蕩器，具有耦合到第一振蕩器的輸出端的輸入端和一輸出端的頻率-信號轉(zhuǎn)換器，以及具有耦合到該頻率-信號轉(zhuǎn)換器輸出端的控制電流路徑和耦合到開關(guān)的主電流路徑的第一切換單元。在本發(fā)明個(gè)人用裝置的本實(shí)施例中，對人體的某一部分的接近導(dǎo)致由容性傳感器所形成的電容器的電容變化，該變化被轉(zhuǎn)換為由第一振蕩器產(chǎn)生的電信號的頻率變化，該頻率變化可有益地用來控制開關(guān)。為控制開關(guān)，本實(shí)施例包含頻率-信號變換器，借助于該頻率-信號變換器將電信號的頻率變化轉(zhuǎn)換為第一切換單元的控制信號，切換單元根據(jù)該控制信號接通或斷開開關(guān)。
按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第三實(shí)施例，其特征在于安全電路還包含用于產(chǎn)生報(bào)警信號的指示器單元，該指示器單元串聯(lián)耦合到第一切換單元的主電流路徑。指示器單元具有如下優(yōu)點(diǎn)，在按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的本實(shí)施例中，通/斷開關(guān)的設(shè)置是由可視和(或)可聽見方式指示的。
按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第四實(shí)施例，其特征在于安全電路還包括含有電容器和一輸出端的第二振蕩器，以及具有耦合到第二振蕩器輸出端的控制電流路徑和并聯(lián)耦合到第一切換單元的主電流路徑的主電流路徑的第二切換單元?；陔娙萜鞯诙袷幤鳟a(chǎn)生一信號，借助于該信號第二切換元件連續(xù)地接通/斷開。因此，當(dāng)?shù)谝磺袚Q單元斷開時(shí)，第二切換單元將接通/斷開與切換單元的主電流路徑串聯(lián)連接的指示器單元，根據(jù)該接通/斷開操作，個(gè)人用裝置的用戶可斷定該裝置是處在備用狀態(tài)。相反，當(dāng)?shù)谝磺袚Q單元為通時(shí)，該第一切換單元將導(dǎo)通指示器單元，根據(jù)該導(dǎo)通狀態(tài)個(gè)人用裝置的用戶能夠斷定該裝置是處在工作狀態(tài)。
按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第五實(shí)施例，其特征在于開關(guān)具有串聯(lián)耦合到第一切換單元的主電流路徑的控制電流路徑，并具有一主電流路徑，該開關(guān)通過其串聯(lián)耦合到負(fù)載。本實(shí)施例提供非常簡單的控制開關(guān)的方式，例如可借助于繼電器來構(gòu)造配置有控制電流路徑和主電流路徑的開關(guān)。
按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第六實(shí)施例，其特征在于個(gè)人用裝置還包含用于在開關(guān)為通狀態(tài)的情況下將負(fù)載接通/斷開的中斷開關(guān)。該中斷開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)該裝置應(yīng)處在通狀態(tài)時(shí)可根據(jù)對人體某部分的探測將該個(gè)人用裝置斷開。例如，如果按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置是一頭發(fā)干燥器，例如在短暫梳理頭發(fā)時(shí)，中斷開關(guān)使手持裝置能夠短暫斷開?？赏ㄟ^與第一切換單元的主電流路徑或與開關(guān)的主電流路徑串聯(lián)耦合的按鈕操縱的中斷開關(guān)來簡單地構(gòu)造所述中斷開關(guān)。
本發(fā)明的以上及其它(更詳細(xì))特征將參照附圖進(jìn)行更為詳細(xì)的說明，附圖中

圖1示出按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第一實(shí)施例的有關(guān)部分，及圖2示出按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第二實(shí)施例的有關(guān)部分。
圖1示出了本發(fā)明個(gè)人裝置的第一實(shí)施例的有關(guān)部分。該有關(guān)部分包含串聯(lián)耦合在用于施加交流電壓的第一供電端1和第二供電端2之間的負(fù)載LD和開關(guān)SW，用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流電路RC，以及耦合在用于施加直流電壓的第三供電端與第四供電端4之間的安全電路SC。由于可用數(shù)種已知方式來構(gòu)造負(fù)載LD和整流電路RC，這些方式與本發(fā)明無關(guān)，故圖1未示出負(fù)載LD和整流電路RC的任何細(xì)節(jié)。
例如，如果該裝置為頭發(fā)干燥器，可借助于例如加熱器和風(fēng)扇來構(gòu)造負(fù)載LD，如果該裝置為電子牙刷，則可借助于例如馬達(dá)來構(gòu)造負(fù)載LD。
整流電路RC例如，可借助于二極管橋式電路來構(gòu)造，該二極管橋路耦合到用于接收交流電壓的供電端1和2以及用于提供直流電壓的供電端3和4，一電容器耦合在供電端3和4之間以平滑直流電壓，一齊納二極管耦合在供電端3和4之間以穩(wěn)定直流電壓，為了降低加到二極管橋路的交流電壓，例如可借助于第一第二電源電阻將二極管橋路耦合到供電端1和2。
在本實(shí)施例中，通過具有耦合于安全電路SC控制電流路徑5和主電流路徑6的繼電器來構(gòu)造開關(guān)SW，主電流路徑6使開關(guān)SW與負(fù)載LD串聯(lián)耦合。為了保護(hù)繼電器免受繼電器造成的開關(guān)SW斷開之后產(chǎn)生的感應(yīng)電流的影響，將一二極管D1與繼電器的控制電流路徑5并聯(lián)連接。
本實(shí)施例中的安全電路SC包含振蕩器01，頻率-信號轉(zhuǎn)換器FS，第一切換單元(T1，N3，R3)，第二振蕩器02，第二切換單元(T2，R4，R5)，中斷開關(guān)IS，以及指示器單元(ED)，按照本發(fā)明，振蕩器01包含用于探測靠近個(gè)人用裝置的人體某部分的容性傳感器CS，安全電路SC適于響應(yīng)該探測控制開關(guān)SW。由于一般通過手柄來握持個(gè)人用裝置，設(shè)置容性傳感器靠近手柄是有益的，例如由設(shè)在該裝置的手柄之中或之上的第一電容器板和耦合到供電端3的第二電容器板來構(gòu)成容性傳感器CS。盡管類似于第一電容器板，第二電容器板也可設(shè)在手柄之中或之上，在市電供電裝置的情況下不需要實(shí)際存在的第二電容器板。事實(shí)上，如果容性傳感器CS僅包含第一電容器板，第一電容器板通過靠近該裝置的人體部分形成對地的電容，該對地電容通過電源電壓和整流電路RC耦合到供電端3。盡管包含第一電容器板的容性傳感器CS具有可簡單便宜地構(gòu)成相關(guān)傳感器的優(yōu)點(diǎn)，不管其構(gòu)造如何，該容性傳感器CS與例如光學(xué)或阻性傳感器相比具有如下優(yōu)點(diǎn)，即容性傳感器CS的探測不受例如容性傳感器CS污染的影響。
除了容性傳感器CS，振蕩器01還包括“與非”門N1、“與非”門N2、及電阻R1，“與非”門N1具有通過容性傳感器CS耦合到供電端3的互連的輸入端和通過電阻R1耦合到所述輸入端的一個(gè)輸出端，“與非”門N2具有耦合到“與非”門N1的互連的輸入端和一輸出端。頻率-信號轉(zhuǎn)換器FS包含電容器C1、二極管D2、二極管D3、電容器C2及電阻器R2，電容器C1和二極管D2串聯(lián)耦合在“與非”門N2的輸出端與供電端3之間，電容器C2和二極管D3串聯(lián)耦合在供電端3與位于電容器C1和二極管D2間的接點(diǎn)之間，電阻器R2與電容器C2并聯(lián)耦合。第一切換單元(T1，N3，R3)包含帶有基極、集電極和發(fā)射極的晶體管T1，“與非”門N3及電阻R3，“與非”門N3具有耦合到位于二極管D3與電容器C2之間的接點(diǎn)的互連的輸入端，并具有通過電阻R3耦合到晶體管T1基極的輸出端。第二振蕩器02包含“與非”門N4、電容器C3和電阻R6，“與非”門N4具有通過電容器C3耦合到供電端3的互連的輸入端和通過電阻R6耦合到所述輸入端的一個(gè)輸出端。第二切換單元(T2，R4，R5)包含帶有基極、集電極和發(fā)射極的晶體管T2，耦合在“與非”門N4輸出端與晶體管T2基極之間的電阻R4，以及耦合在晶體管T2集電極與晶體管T1集電極之間的電阻R5，晶體管T1的集電極通過并聯(lián)設(shè)置的繼電器控制電流路經(jīng)5和二極管D1耦合到供電端4，晶體管T2的發(fā)射極耦合到晶體管T1的發(fā)射極。在本實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)SW為通時(shí)能夠接通/斷開負(fù)載LD的中斷開關(guān)IS被連接在晶體管T1的集電極與并聯(lián)設(shè)置的繼電器控制電流路徑5和二極管D1之間。在本實(shí)施例中，指示器單元(ED)借助于發(fā)光二極管ED構(gòu)成，發(fā)光二極管ED耦合在晶體管T1和T2的發(fā)射極與供電端3之間。
在本實(shí)施例的工作中，振蕩器01和02起中心作用。當(dāng)供電端1和2連接到交流電壓，例如市電電壓時(shí)，整流電路RC產(chǎn)生的直流電壓加到耦合于供電端3和4的安全電路SC。
在個(gè)人用裝置的備用狀態(tài)下，在該狀態(tài)下繼電器構(gòu)成的聯(lián)SW處在斷開位置，用直流電壓激勵(lì)的振蕩器01和02將發(fā)生振蕩。振蕩器01產(chǎn)生頻率與容性傳感器CS的電容有關(guān)的電信號，容性傳感器CS經(jīng)“與非”門N1兩端的電阻R1持續(xù)充放電。借助于構(gòu)成緩沖器的“與非”門N2，將電信號施加到頻率-信號轉(zhuǎn)換器FS，該轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換為控制信號。在備用狀態(tài)下，控制信號具有使晶體管T1不導(dǎo)通的數(shù)值。因此電容器C1傳輸振蕩器01產(chǎn)生的電信號，然后二極管D2和D3對該信號整流，隨后電容器C2輸送平滑的控制信號。以與振蕩器01同樣的方式，振蕩器02產(chǎn)生頻率與電容器C3的電容相關(guān)的電信號，該電容器經(jīng)“與非”門N4兩端的電阻R6持續(xù)充放電。振蕩器02產(chǎn)生的電信號加到晶體管T2的基極并使晶體管T2持續(xù)導(dǎo)通和截止。在晶體管T1截止的備用狀態(tài)下，晶體管T2的導(dǎo)通和截止產(chǎn)生致使發(fā)光二極管ED閃爍的電流，繼電器構(gòu)成的開關(guān)SW未被該電流所接通，該電流受到電阻R5限制。這種受限電流不是必要的，例如，當(dāng)晶體管T2的集電極直接耦合到供電端3時(shí)。
在個(gè)人用裝置的工作狀態(tài)下，在該狀態(tài)下該裝置例如握持在手中，容性傳感器CS的電容具有不同于備用狀態(tài)的數(shù)值，由此振蕩器01產(chǎn)生不同于在備用狀態(tài)下的低頻電信號。如同在備用狀態(tài)下，電信號加到頻率-信號轉(zhuǎn)換器FS，該轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換為控制信號。在工作狀態(tài)下，控制信號具有令晶體管T1導(dǎo)通的數(shù)值。因此，電容器C1截?cái)嗾袷幤?1產(chǎn)生的電信號，電阻R2使電容器C2迅速放電。由于晶體管T1是導(dǎo)通的，電流流過該晶體管，該電流使發(fā)光二極管ED點(diǎn)亮，并接通由繼電器構(gòu)成的開關(guān)SW，將交流電壓加在負(fù)載LD兩端。在工作狀態(tài)下可借助于中斷開關(guān)IS中斷該電流，繼電器構(gòu)成的開關(guān)SW被斷開。這樣，中斷開關(guān)IS具有配備有安全電路SC的裝置的用戶能夠在工作狀態(tài)期間短暫斷開該裝置的優(yōu)點(diǎn)。由于在工作狀態(tài)下，如同在備用狀態(tài)，振蕩器02使晶體管T2接通/斷開，發(fā)光二極管ED在中斷開關(guān)IS工作時(shí)，間斷地而非持續(xù)地發(fā)亮。盡管在本實(shí)施例中，中斷開關(guān)IS耦合在晶體管T1的集電極與繼電器的控制電流路徑5之間，中斷開關(guān)IS可配置在其它幾個(gè)位置，例如與繼電器的主電流路徑串聯(lián)。
圖2示出了按照本發(fā)明的個(gè)人用裝置的第二實(shí)施例的有關(guān)部分。該有關(guān)部分在若干特征上不同于圖1所示實(shí)施例，其示出了安全電路SC的大量可能構(gòu)造。第一特征是不用“與非”門N2而包括“與非”門N5?！芭c非”門N5具有耦合到“與非”門N4輸出端的第一輸入端，耦合到供電端4的第二輸入端以及通過電阻R4耦合到晶體管T2基極的輸出端?！芭c非”門N5具有類似于圖1中所示“與非”門N2和N3的緩沖功能?？山柚趩纹呻娐穪碛幸娴貥?gòu)造這些“與非”門。第二特征涉及“與非”門N1和N3，它們象“與非”門N5一樣具有耦合到供電端4的輸入端。由于圖1和2所示“與非”門各設(shè)置為反相器，對于操作而言，不重要的輸入端可彼此耦合或耦合到供電端4。第三特征是發(fā)光二極管ED形成的指示器單元已被轉(zhuǎn)移到其它位置。在本實(shí)施例中，發(fā)光二極管ED耦合在供電端4與并聯(lián)設(shè)置的繼電器控制電流路徑5及二極管D1之間。第四特征有關(guān)“與非”門N4和電阻器R5，該“與非”門的輸入端耦合到位于二極管D3和電容器C2之間的點(diǎn)上，所述電阻R5直接耦合到發(fā)光二極管ED。由于“與非”門N4的輸入端耦合到該相關(guān)點(diǎn)，當(dāng)晶體管T1導(dǎo)通時(shí)振蕩器02斷開。第五特征是免除了中斷開關(guān)，盡管該中斷開關(guān)可設(shè)置在個(gè)人用裝置有關(guān)部分中的若干個(gè)位置。
本發(fā)明不限制于在此示出的實(shí)施例。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可想出若干種改型。因此，能夠以不同于所示實(shí)施例的許多方式來構(gòu)造開關(guān)、振蕩器、頻率-信號轉(zhuǎn)換器、切換單元及指示器單元。例如，可借助于具有耦合于切換單元的控制電流路徑和與負(fù)載串聯(lián)的主電流路徑的三端雙向可控硅開關(guān)來構(gòu)成所述開關(guān)。而且，該開關(guān)的控制電流路徑可在另一點(diǎn)耦合到切換單元的主電流路徑，例如在切換單元的主電流路徑與第三供電端之間。例如指示器單元可借助于燈或揚(yáng)聲器來組成并可容易地設(shè)置在安全電路SC中的另一位置，例如設(shè)在切換單元的主電流路徑與開關(guān)的控制電流路徑之間。另一可能性是由兩個(gè)發(fā)光二極管來實(shí)現(xiàn)指示器單元，例如不同顏色的發(fā)光二極管，例如這兩個(gè)發(fā)光二極管可串聯(lián)地耦合到開關(guān)單元的相應(yīng)主電流路徑。另一可能性是由發(fā)光二極管和揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)指示器單元，其可用于聾啞人或盲人。
權(quán)利要求
1.一種包含負(fù)載和開關(guān)的個(gè)人用裝置，該負(fù)載和開關(guān)在用于接收交流電壓的第一和第二供電端之間串聯(lián)連接，其特征在于個(gè)人用裝置還包含用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流電路，以及安全電路，該安全電路耦合在用于接收直流電壓的第三和第四供電端之間，并包含用于探測在個(gè)人用裝置附近存在人體某一部分的容性傳感器，該安全電路適用于根據(jù)所述探測來控制開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的個(gè)人用裝置，該裝置包含一手柄，其特征在于容性傳感器設(shè)置在靠近該手柄處。
3.如權(quán)利要求1或2所述的個(gè)人用裝置，其特征在于安全電路還包括含有由容性傳感器和一輸出端組成的電容器的第一振蕩器，具有耦合到第一振蕩器的輸出端的輸入端和一輸出端的頻率-信號轉(zhuǎn)換器，以及具有耦合到頻率-信號轉(zhuǎn)換器輸出端的控制電流路徑和耦合到開關(guān)的主電流路徑的第一切換單元。
4.如權(quán)利要求3所述的個(gè)人用裝置，其特征在于安全電路還包含用于產(chǎn)生報(bào)警信號的指示器單元，該指示器單元串聯(lián)耦合到第一切換單元的主電流路徑。
5.如權(quán)利要求3或4所述的個(gè)人用裝置，其特征在于安全電路還包括含有電容器和一輸出端的第二振蕩器，以及具有耦合到第二振蕩器輸出端的控制電流路徑和并聯(lián)耦合到第一切換單元的主電流路徑的主電流路徑的第二切換單元。
6.如權(quán)利要求3、4或5所述的個(gè)人用裝置，其特征在于開關(guān)具有串聯(lián)耦合到第一切換單元的主電流路徑的控制電流路徑，并具有一主電流路徑，該開關(guān)通過該主電流路徑串聯(lián)耦合到負(fù)載。
7.如權(quán)利要求1，2，3，4，5或6所述的個(gè)人用裝置，其特征在于個(gè)人用裝置還包含用于在開關(guān)為接通狀態(tài)的情況下將負(fù)載接通/斷開的中斷開關(guān)。
8.如權(quán)利要求1，2，3，4，5，6或7所述的個(gè)人用裝置中所用的安全電路。
全文摘要
一種個(gè)人用裝置包括負(fù)載(LD)和開關(guān)(SW)，該負(fù)載(LD)和開關(guān)(SW)串聯(lián)耦合在用于接收交流電壓的第一供電端(1)和第二供電端(2)之間，該裝置還包含用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流電路(RC)，以及耦合在用于接收直流電壓的第三供電端(3)與第四供電端(4)之間并包含用于探測在個(gè)人用裝置附近存在人體某一部分的容性傳感器(CS)，該安全電路適用于響應(yīng)所述探測來控制開關(guān)(SW)。
文檔編號A45D20/30GK1073558SQ9211155
公開日1993年6月23日 申請日期1992年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月17日
發(fā)明者葉國堅(jiān), 呂文章, 林瑞源 申請人:菲利浦光燈制造公司