專利名稱：智能傳真機(jī)保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳真機(jī)保護(hù)器，特別是一種以單片微機(jī)控制的傳真機(jī)保護(hù)器。
目前為了防止無(wú)人值班時(shí)，收不到傳真，一般都將傳真機(jī)全天24小時(shí)開(kāi)機(jī)，連續(xù)長(zhǎng)期加電工作。這樣不僅費(fèi)電而且還加速了傳真機(jī)內(nèi)元器件的老化，縮短了傳真機(jī)的使用壽命。如果交流電源電壓超過(guò)230伏，尤其是在夏季室內(nèi)溫度較高的情況下，再使傳真機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)工作，易造成傳真機(jī)的損壞。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，有的單位曾經(jīng)研制開(kāi)發(fā)過(guò)“傳真機(jī)保護(hù)器”。如電子報(bào)1995年合訂本下冊(cè)第39頁(yè)所介紹的傳真機(jī)保護(hù)器。其功能是當(dāng)接收或發(fā)送傳真時(shí)自動(dòng)給傳真機(jī)供電；接收或發(fā)送完畢，延時(shí)幾十秒鐘，機(jī)器自動(dòng)斷電。但是這種保護(hù)器可靠性很差，無(wú)法推廣使用。原因是該保護(hù)器是靠光電耦合器4N25接收外線信號(hào)輸出低電平觸發(fā)555時(shí)基電路，使其3腳輸出高電平驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作而向傳真機(jī)供電的。該電路在外線送入幾十伏的振鈴電壓時(shí)，使4N25導(dǎo)通輸出低電平是可行的。但要靠傳真通信信號(hào)電平使4N25保持導(dǎo)通是行不通的。因?yàn)榘丛撾娐窚y(cè)試，輸入傳真信號(hào)電壓要大于1.7V才能使4N25導(dǎo)通輸出低電平，而傳真機(jī)的實(shí)際輸出信號(hào)電壓一般都在1V以下。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述已有技術(shù)的缺陷，提供一種以單片微機(jī)控制的功能齊全、高可靠、智能化、低成本的傳真機(jī)保護(hù)器；以使傳真機(jī)平時(shí)不加電工作，只有收發(fā)傳真時(shí)才加電工作；并具有超壓穩(wěn)壓保護(hù)，傳真機(jī)開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)進(jìn)行浪涌電流限制、防雷擊保護(hù)以及防盜用電話線、低功耗等先進(jìn)功能。
本實(shí)用新型的目的是由以下限定的結(jié)構(gòu)特征的裝置實(shí)現(xiàn)。1．一種智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于控制電路以單片機(jī)電路為核心構(gòu)成，交流電源輸入保護(hù)及低壓直流電路輸入端接市電其輸出端連接單片機(jī)電路和交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電路，交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電路的輸出連接交流輸出電壓/頻率變換電路和傳真機(jī)電源電路；交流輸出電壓/頻率變換電路的輸出端接單片機(jī)電路；電話線通過(guò)電話線接口電路、振鈴檢測(cè)電路接至單片機(jī)電路，電話線接口電路還與防盜用電話線電路、傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路、電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路連接；傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路通過(guò)延時(shí)控制電路與電話線相連，延時(shí)控制電路控制端連接單片機(jī)電路；電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路還與電話線和單片機(jī)電路相連；防盜用電話線電路的輸出與單片機(jī)電路相連。2．如前項(xiàng)1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述單片機(jī)電路包括主單片機(jī)集成電路、由單穩(wěn)觸發(fā)器組成抗干擾電路以及由電阻、二極管及單片機(jī)內(nèi)運(yùn)算放大器組成的交流電零點(diǎn)檢測(cè)電路。3．如前項(xiàng)1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述交流電源輸入保護(hù)及低壓直流電路(A)包括電容器(C1、C2)、電感(LF1)和壓敏電阻(VR1)組成的防雷擊保護(hù)電路，變壓器(T1)次級(jí)(N2)與整流器(BD2)、電容器(C5)、電阻器(R3)組成的與地絕緣的低壓直流電路，變壓器(TI)次級(jí)(N3)、整流器(BD1)、電阻器(R2)、二極管(D2)組成的交流電源過(guò)零點(diǎn)取樣電路及穩(wěn)壓集成電路(IC3)和二極管(D3)、電容器(C3、C4)組成的5V隱壓電路。4．如前項(xiàng)1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電和交流輸出電壓/頻率變換電路，包括由場(chǎng)效應(yīng)管、二極管、電阻器，整流器組成的輸出軟啟動(dòng)電路，由單片機(jī)，及光電耦合器、場(chǎng)效應(yīng)管、整流器)或固態(tài)繼電器組成的降壓穩(wěn)壓調(diào)整電路和由輸出電壓取樣變壓器、整流器、V/F變換器組成的輸出電壓/頻率變換電路。5．如前項(xiàng)1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述振鈴檢測(cè)及防盜用電話線電路，包括由整流器、電容器、放電二極管組成的極性轉(zhuǎn)換電路和防雷擊保護(hù)電路，由運(yùn)算放大器、二極管、電阻器、電容器組成的振鈴檢測(cè)電路，由運(yùn)算放大器、二極管、電阻器、電容器組成的防盜用電話線檢測(cè)電路和由三極管、電阻器、二極管及單片機(jī)組成的干擾盜用電話電路。6．前項(xiàng)1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述摘機(jī)檢測(cè)和延時(shí)控制電路，包括由整流器、光電耦合器組成的傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路，由整流器、光電耦合器組成的電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路和由三極管、二極管、繼電器組成的傳真機(jī)線路延時(shí)控制電路。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1．采用具有國(guó)際先進(jìn)水平的新型單片微機(jī)AT89C2051做為本機(jī)主控制器。其自身帶有2K字節(jié)閃速可編程，可擦除只讀存貯器PEROM，并具有2級(jí)程序加密及低功耗，低電平大電流輸出、性能價(jià)格比高等顯著優(yōu)點(diǎn)。采用單片微機(jī)進(jìn)行外線振鈴信號(hào)檢測(cè)，傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)及對(duì)傳真機(jī)電源控制；切實(shí)保證了只有收發(fā)傳真時(shí)才使傳真機(jī)開(kāi)機(jī)工作，具有高可靠性，高準(zhǔn)確性。2．硬件看門(mén)狗電路及軟件看門(mén)狗相結(jié)合的防干擾措施，使本機(jī)工作可靠性得以保證。3．發(fā)明了由交流電源零點(diǎn)檢測(cè)電路，輸出交流電壓/頻率變換高精度取樣電路，單片機(jī)，光電耦合器，功率場(chǎng)效應(yīng)管，交直流變換器等組成的新型降壓型交流穩(wěn)壓電路及限制傳真機(jī)開(kāi)機(jī)浪涌電流的交流電源輸出軟啟動(dòng)電路。該交流穩(wěn)壓電路不同于現(xiàn)有技術(shù)中的各式穩(wěn)壓電路，其特點(diǎn)是當(dāng)交流輸入電壓超過(guò)220V時(shí)，依靠減小50HZ交流電源半個(gè)周波的個(gè)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓，在1000W以下的小功率交流穩(wěn)壓電源中與現(xiàn)有技術(shù)廣泛采用的依靠伺服直流電機(jī)調(diào)節(jié)自藕變壓器實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓的方式相比，具有體積小，重量輕，成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制做容易等顯著優(yōu)點(diǎn)。與控制可控硅導(dǎo)通角的大小進(jìn)行交流穩(wěn)壓的方式相比，具有對(duì)交流電網(wǎng)無(wú)高次諧波干擾，屬于純正弦波穩(wěn)壓調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)輸入交流電源電壓低于220伏時(shí)，由于傳真機(jī)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源具有穩(wěn)壓調(diào)整能力；故本發(fā)明不必進(jìn)行低壓穩(wěn)壓。而在輸入交流電壓高于220伏時(shí)，傳真機(jī)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)損耗加大；當(dāng)高達(dá)240伏以上時(shí)，傳真機(jī)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源工作在極限值以上，如這時(shí)不對(duì)供給傳真機(jī)的交流電源進(jìn)行降壓穩(wěn)壓，特別是在夏天室內(nèi)高溫的環(huán)境下開(kāi)機(jī)工作，易于造成傳真機(jī)開(kāi)關(guān)電源的損壞。該新型降壓式交流穩(wěn)壓電路與現(xiàn)有技術(shù)相比不僅具有體積小、重量輕、效率高、成本低，制造簡(jiǎn)單，且無(wú)高次諧波干擾的顯著優(yōu)點(diǎn)，而且還具有開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)功能。因此本機(jī)可以保障傳真機(jī)在交流電網(wǎng)高達(dá)270伏不正常高壓下頻繁開(kāi)機(jī)工作而不受損害。4．設(shè)計(jì)了由單片機(jī)IG1三極管V2、繼電器J1等組成的特定電話線路延時(shí)控制電路。其作用是當(dāng)單片機(jī)接收到外線振鈴信號(hào)時(shí)，在立即啟動(dòng)交流電源控制電路向傳真機(jī)供電的同時(shí)，切斷電話線與傳真機(jī)線路的聯(lián)系；延時(shí)2秒鐘后，再將電話與傳真機(jī)線路入口接通。以防止在剛打開(kāi)傳真機(jī)電源的同時(shí)，傳真機(jī)線路入口也接收到外線振鈴信號(hào)。當(dāng)傳真機(jī)內(nèi)單片微機(jī)等電路尚未達(dá)到正常穩(wěn)定工作狀態(tài)就收到振鈴觸發(fā)信號(hào)時(shí)，會(huì)使單片機(jī)發(fā)生錯(cuò)誤命令，從而造成自動(dòng)接收傳真的失敗。
以下結(jié)合附圖的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更祥細(xì)的描述。


圖1為本實(shí)用新型的電原理框圖。
圖2～圖3為本實(shí)用新型各單元電路的具體電路圖。
本實(shí)用新型主要是采用新型單片微機(jī)AT89C2051做為主控制器檢測(cè)外線振鈴信號(hào)及摘機(jī)信號(hào)，控制交流電源輸出電路及電話信號(hào)輸入電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其由下述11部分電路組成。如附圖1所示圖中(A)為交流電源輸入保護(hù)及低壓直流電路，(B)為交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電路，(C)為交流輸出電壓/頻率變換電路，(D)為單片機(jī)電路，(E)為振鈴檢測(cè)電路，(F)為防盜線路，(G)為電話線接口電路，(H)為傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路，(I)為電話線路延時(shí)控制電路，(J)為電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路。
下面以附圖2～3為例詳細(xì)闡述本實(shí)用新型各部分電路的原理，構(gòu)成及功能。
A、交流電源輸入保護(hù)及低壓直流電路由防雷擊電路，懸浮低壓直流電路，過(guò)零取樣電路及5伏穩(wěn)壓電路4部分組成。其中C1、C2、LF1、和壓敏電阻VR1、VR2組成防雷擊保護(hù)電路，電源變壓器T1次級(jí)N2與橋式整流器BD2、C5、R3組成與地絕緣的低壓直流電路，T1次級(jí)N3，橋式整流器BD1與R2、D2組成交流電源零點(diǎn)取樣電路，穩(wěn)壓集成電路7805(IC3)與D3、C3、C4組成5V穩(wěn)壓電路。
B、交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電路由場(chǎng)效應(yīng)管MT12N90(V1)、D4、R5、R6及整流器BD3組成輸出軟啟動(dòng)電路，由單片機(jī)AT89C2051(IC1)，光電耦合器4N25(IC4),V1、BD3組成超壓保護(hù)電路。
C、交流輸出電壓/頻率變換電路由取樣變壓器T2、橋式整流器BD4、R7～R13、C7～C10及電壓/頻率變換集成電路LM331(IC5)等組成。
D、單片機(jī)電路包括單片微機(jī)AT89C2051(IC1)及R14～R18、C11～C18、晶體、D6組成的單片機(jī)電路，由單穩(wěn)觸發(fā)器74HC123(IC2)及R19、C19、組成的單片機(jī)看門(mén)狗電路及由R14、R15、D6及單片機(jī)內(nèi)運(yùn)算放大器組成的交流電零點(diǎn)檢測(cè)電路。
E、振鈴檢測(cè)電路由雙運(yùn)算放大器LM358的一個(gè)運(yùn)放(IC6b)及D7、D8、R20～R23，C21等構(gòu)成。
F、防盜線電路由R24、R25、D9、C22及運(yùn)算放大器IC6a組成的盜線檢測(cè)電路和由三極管2N5551(V3)、D10、R26組成的對(duì)盜線者干擾電路兩部分構(gòu)成。
G、電話線接口電路，由橋式整流器BD5組成電話線極性變換電路及由放電二極管VR3組成防雷擊電路兩部分構(gòu)成。
H、傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路由光電耦合器IC7(PC817)及BD6、R27、R28、C24、C25組成。
I、電話線路延時(shí)控制電路由三極管V2，繼電器J1、R3、D11組成。
J、電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路由光電耦合器PC817(IC8)及BD7、R29、R30、C26組成。
本實(shí)用新型的主要工作原理簡(jiǎn)述如下首先應(yīng)將本機(jī)電源輸入接入220伏交流電源，電話線接P1電話插座；傳真機(jī)電源輸入接本機(jī)電源輸出B、C并將其電源開(kāi)關(guān)一直打至開(kāi)位；傳真機(jī)電話線路輸入與本機(jī)P2插座相聯(lián)；電話機(jī)電話線輸入與本機(jī)P3插座相聯(lián)。這時(shí)本機(jī)電源指示燈D1亮、表示工作正常。
1、在候機(jī)狀態(tài)時(shí)，BD5將電話線路送入的48V直流電壓進(jìn)行極性變換成為+48V電壓加在R20、D7、R21串聯(lián)電路上；但由于穩(wěn)壓二極管D7的擊穿電壓為75V，所以R21上無(wú)電壓，由運(yùn)算放大器IC6b組成的電壓比較器(7)腳則輸出高電平。當(dāng)有傳真要發(fā)來(lái)時(shí)，首先外線送25HZ的振鈴信號(hào)，該振鈴信號(hào)經(jīng)BD5整流變成大于100V的直流脈沖電壓，將D7擊穿，使IC6b的(6)腳得到大于2.5V的脈沖輸入電壓，這時(shí)IB6b(7)腳便輸出低電平脈沖觸發(fā)單片機(jī)(IC9)的P3.0口。
2、單片機(jī)檢測(cè)到P3.0口有低電平脈沖時(shí)，便判斷有傳真信號(hào)輸入，于是執(zhí)行接收傳真程序。首先將P1.3口由高電平變成低電平輸出，使光電耦合器IC4導(dǎo)通。這時(shí)電源變壓器T1次級(jí)V2輸出11V的與地緣緣的交流電壓經(jīng)BD2整流、C5濾波后形成十幾伏的直流電壓，經(jīng)R4、IC4內(nèi)的三極管到V～MOS場(chǎng)效應(yīng)管V1的柵極，使V1飽和導(dǎo)通；從而220伏的交流電源便經(jīng)BD3、V1、R6到C，經(jīng)B、C兩點(diǎn)加給傳真機(jī)220伏的交流電壓，使傳真機(jī)自動(dòng)開(kāi)始工作。
3、在單片機(jī)將P3.0口由高電平變成低電平的同時(shí)，也將P1.7口由低平變成高電平輸出，該高電平經(jīng)R31加給三極管的基極使V2飽合導(dǎo)通，從而使繼電器J1動(dòng)作，將外電話線路與傳真機(jī)電話線路斷開(kāi)。延時(shí)2秒鐘后，P1.7口輸出低電平、使V2截止，J1釋放，外電話線路與傳真機(jī)線路重新接通。該延時(shí)電路的作用是防止傳真機(jī)剛加電尚未進(jìn)入正常工作狀態(tài)的時(shí)間就收到外線振鈴信號(hào)，從而導(dǎo)致傳真機(jī)誤動(dòng)作。
4、在傳真機(jī)加電2秒鐘后，傳真機(jī)內(nèi)電路都進(jìn)入正常工作狀態(tài)，這時(shí)外線振鈴電壓經(jīng)BD6、C25、R27、繼電器J1接點(diǎn)、扦座P2進(jìn)入傳真機(jī)線路入口，傳真機(jī)內(nèi)電路檢測(cè)到振鈴信號(hào)后即轉(zhuǎn)至接收傳真狀態(tài)(在專線傳真機(jī)中，一般都設(shè)置在第一聲振鈴后轉(zhuǎn)傳真)。首先傳真機(jī)模擬摘機(jī)，接通電話線路；然后向?qū)Ψ桨l(fā)出CED應(yīng)答信號(hào)，這樣雙方進(jìn)入收發(fā)傳真狀態(tài)。
5、當(dāng)傳真機(jī)模擬摘機(jī)后，電話線路有直流電流通過(guò)，光電耦合器IC7的(4)腳變?yōu)榈碗娖?；并加至單片機(jī)P3.2口。單片機(jī)一直巡回檢測(cè)P3.2口的輸入電平，當(dāng)本傳真機(jī)接收傳真完畢模擬掛機(jī)后，這時(shí)IG7的(4)腳變?yōu)楦唠娖絾纹瑱C(jī)檢測(cè)到P3.2口為高電平，即執(zhí)行延時(shí)子程序。延時(shí)1分鐘后使P1.3口輸出高電平，光電耦合器IC4截止；場(chǎng)效應(yīng)管V1無(wú)柵極電壓，立即截止；從而關(guān)斷了220伏交流電壓的輸出，使傳真機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)。上述1分鐘延時(shí)子程序的作用是有的傳真機(jī)接收傳真數(shù)據(jù)很快，而打印較慢，如果傳真機(jī)接收傳真數(shù)據(jù)完畢掛機(jī)后，本機(jī)即關(guān)斷其交流電源，有可能產(chǎn)生打印未完畢的問(wèn)題；而設(shè)置了延時(shí)1分鐘供電程序，可以保證傳真機(jī)在外線路模擬掛機(jī)后，仍能正常工作1分鐘以完成存貯打印或打印傳真報(bào)告等工作。
二、向外發(fā)傳真1、如果本傳真機(jī)具有電話手機(jī)，則拿起手機(jī)后、電話線路接通，外線通過(guò)BD6、R27IC7內(nèi)的發(fā)光二極管(即1、2腳)及繼電器J1常接點(diǎn)向傳真機(jī)手機(jī)供電，這時(shí)光電耦合器IC7的(4)腳變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)單片機(jī)(IC1)的P3.2口使其進(jìn)入外部中斷，單片機(jī)IC1即執(zhí)行發(fā)傳真開(kāi)機(jī)子程序。首先P1.3口輸出低電平驅(qū)動(dòng)光電耦合器IC4使場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，220伏交流電經(jīng)BD3、V1向傳真機(jī)供電。這時(shí)傳真機(jī)便可向外線撥號(hào)，接通對(duì)方后按發(fā)傳真鍵，將電話線路轉(zhuǎn)傳真電路，手機(jī)電路被斷開(kāi)，然后放下手機(jī)掛機(jī)。當(dāng)發(fā)完傳真后，傳真機(jī)模擬掛機(jī)，光電耦合器IC7的(4)腳變?yōu)楦唠娖?。單片機(jī)IC1檢測(cè)到P3.2口為高電平，延時(shí)1分鐘后將P1.3口輸出高電平，關(guān)斷傳真機(jī)電源。該1分鐘延時(shí)以便于傳真機(jī)發(fā)完傳真后打印工作報(bào)告之用。
2、如果傳真機(jī)沒(méi)有自帶電話手機(jī)，可將單片機(jī)P3.3口的開(kāi)關(guān)K1打至通位，這時(shí)P3.3口輸入低電平，進(jìn)入外部中斷，便執(zhí)行復(fù)印開(kāi)機(jī)子程序。本機(jī)向傳真機(jī)供電，傳真機(jī)開(kāi)機(jī)；然后即可發(fā)傳真發(fā)傳真完畢，將K1關(guān)斷、即關(guān)斷了傳真機(jī)電源。
三、復(fù)印使用傳真機(jī)復(fù)印材料時(shí)，將連接單片機(jī)IC1、P3.3口的復(fù)印開(kāi)關(guān)K1打至通位，單片機(jī)便執(zhí)行復(fù)印開(kāi)機(jī)子程序。即P1.3口輸出低電平，驅(qū)動(dòng)IC4、V1導(dǎo)通，向傳真機(jī)送220伏交流電源；傳真機(jī)即可復(fù)印材料。復(fù)印完畢后，將復(fù)印開(kāi)關(guān)K1打至斷位，單片機(jī)P1.3口輸出高電平，即關(guān)斷了傳真機(jī)電源。
四、防雷擊保護(hù)本機(jī)在交流電源輸入設(shè)置了由C1、C2、LF1、VR1組成的防雷擊保護(hù)電路，在交流電源輸出也設(shè)置了C6、VR2組成的防雷擊電路。壓敏電阻VR1、VR2的擊穿電壓為470V，瞬間脈沖電流高達(dá)5KA；當(dāng)有雷電高壓進(jìn)入交流電源時(shí)，該保護(hù)電路便可將雷電電壓鉗位在470伏左右。而本機(jī)BD3，場(chǎng)效應(yīng)管V1及傳真機(jī)開(kāi)關(guān)電源的允許耐壓都大于600伏；因此該保護(hù)電路可以防止本機(jī)及傳真機(jī)被從交流電源引入的雷電損壞。同樣本機(jī)在電話線入口處設(shè)置了放電二極管(VR3)防雷擊電路，該放電二極管200伏左右擊穿、允許擊穿脈沖電流10KA；而傳真機(jī)內(nèi)電話線路及本機(jī)電話線路允許耐壓也大于200伏；因此，該防雷擊電路可以確保本機(jī)及傳真機(jī)不被從電話線引入的雷電高壓所損壞。
五、傳真機(jī)開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電路1、開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)傳真機(jī)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源輸入直流高壓濾波電容容量較大，因此傳真機(jī)電源開(kāi)機(jī)瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌高壓大電流。如果不對(duì)該高壓浪涌大電流限制，在傳真接收次數(shù)較多，而對(duì)傳真電源頻繁開(kāi)關(guān)時(shí)，傳真機(jī)內(nèi)高壓濾波電容及其它有關(guān)器件就會(huì)因受頻繁產(chǎn)生的開(kāi)機(jī)高壓輸入大浪涌電流沖擊而損傷，從而導(dǎo)致傳真機(jī)損壞。
本機(jī)設(shè)計(jì)的防止開(kāi)機(jī)浪涌電流即軟啟動(dòng)電路原理是當(dāng)單片機(jī)P1.3口輸出低電平，驅(qū)動(dòng)光電耦合器IC4(5)(4)腳導(dǎo)通時(shí)；電源變壓器T1次級(jí)N2產(chǎn)生的交流電壓經(jīng)BD2整流，C5濾波后形成約13～14V的直流電壓，經(jīng)R4、IC4加給功率場(chǎng)效應(yīng)管V1柵、源兩極由于10V穩(wěn)壓二極管D4鉗位，R6～V1柵極之間電壓僅10V；又因?yàn)槭筕1飽和導(dǎo)通的柵源電壓必須大于4V，因此R4即成為V1飽和導(dǎo)通的限流電阻；當(dāng)V1源極電阻R6取值為2Ω時(shí)，則V1的最大飽和電流僅3安培左右。由于220V電網(wǎng)電壓是經(jīng)橋式整流器BD3及V1、R6串聯(lián)加給傳真機(jī)開(kāi)關(guān)電源的，因此當(dāng)對(duì)傳真機(jī)供電的瞬間，盡管其開(kāi)關(guān)電源內(nèi)高壓濾波電容充電電阻很?。坏捎趫?chǎng)效應(yīng)管V1最大飽和電流的限制，對(duì)高壓電容的最大充電流也不會(huì)大于3A，這對(duì)于傳真機(jī)開(kāi)關(guān)電源輸入回路來(lái)說(shuō)是安全電流。這樣在對(duì)傳真開(kāi)機(jī)的瞬間，由于V1的限流作用，220伏的高壓主要降在V1上，而加給開(kāi)關(guān)電源輸入電路的是低電壓安全電流。隨著開(kāi)關(guān)電源高壓電容充電電流逐漸減少、充電電壓逐漸增大，在經(jīng)過(guò)5RC充電時(shí)間后，場(chǎng)效應(yīng)管V1導(dǎo)通壓降為正常值(小于2V)；而220伏交流輸出電壓基本上全部供給傳真機(jī)開(kāi)關(guān)電源。
由于5RC充電時(shí)間常數(shù)值數(shù)較小(小于1秒)，因此不會(huì)影響傳真機(jī)開(kāi)機(jī)工作的速度。而場(chǎng)效應(yīng)管V1盡管在開(kāi)機(jī)瞬間承受著300多V3A的高功耗；但由于時(shí)間很短，加之本機(jī)所選用場(chǎng)效應(yīng)管允許工作電流達(dá)10A、工作電壓達(dá)900V，設(shè)計(jì)富余量較大，因此是很安全的。
這種對(duì)傳真機(jī)開(kāi)機(jī)供電瞬間采取低電壓、安全電流啟動(dòng)的方式，即稱之謂軟啟動(dòng)，本機(jī)這種軟啟動(dòng)功能可以確保傳真頻繁開(kāi)機(jī)而不會(huì)損壞。
2、超壓保護(hù)電路一般傳真機(jī)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源允許輸入交流電壓大都在160V～240V之間，當(dāng)交流電壓大于230V時(shí)，傳真機(jī)工作在極限值附近。在夜間由于用電負(fù)荷較輕，加上三相用電不平衡，很多地方夜間電網(wǎng)電壓大于230伏，有的甚至高達(dá)250多伏，這已超過(guò)了傳真機(jī)開(kāi)關(guān)電源工作極限值；尤其是在夏季高溫環(huán)境下，再使傳真機(jī)超壓工作，則易造成損壞。
為此本機(jī)設(shè)計(jì)了超壓保護(hù)電路，其工作原理是(1)電壓/頻率變換。當(dāng)向傳真機(jī)供電220V時(shí)，交流輸出取樣變壓器T2次級(jí)電壓經(jīng)BD4整流，C7、R8、C8濾波后形成4V的直流電壓，即取樣電壓，加到電壓/頻率變換集成電路LM331(IC5)7腳。LM331是一個(gè)具有高精度、寬溫度范圍、廉價(jià)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其輸出頻率嚴(yán)格地正比于輸入直流電壓。因此將本電壓/頻率變換器調(diào)正到當(dāng)7腳輸入電壓4V時(shí)，其(2)腳輸出頻率為4KHZ；當(dāng)加給傳真機(jī)的交流電壓為225V時(shí)，取樣直流電壓輸入為4.091V,IC5輸出頻率為4.091KHZ；以此類推，當(dāng)交流電壓為260V時(shí)，取樣直流電壓輸出為4.727V，則IC5輸出頻率為4.727KHZ。IC5的輸出頻率加到單片機(jī)IC1的P3.4口即T0口，將單片機(jī)開(kāi)機(jī)子程序編制為當(dāng)T0口檢測(cè)到輸入頻率大于4.091KHZ時(shí)，即進(jìn)行降壓穩(wěn)壓調(diào)正。(3)降壓穩(wěn)壓調(diào)整。交流電網(wǎng)電壓經(jīng)BD3極性變換后形成10ms寬度的半周波脈沖電壓加到場(chǎng)效應(yīng)管V1的源漏極，如果V1飽和導(dǎo)通，則經(jīng)BD3、V1輸出的電壓仍是50HZ純正弦波電壓；如果V1在每秒鐘內(nèi)有若干個(gè)半周波不導(dǎo)通，則輸出電壓成為某個(gè)時(shí)間不連續(xù)的正弦波電壓。由于50HZ的交流電有若干個(gè)半周波消失，自然其電壓有效值要降底；如果通過(guò)電壓取樣反饋調(diào)節(jié)50HZ交流電源輸出半周波的個(gè)數(shù)，則該降壓調(diào)正就可以使輸出電壓穩(wěn)定在某一設(shè)定值范圍。如果場(chǎng)效應(yīng)管V1導(dǎo)通、截止的時(shí)間正好是在交流電源零點(diǎn)上，則調(diào)整正后輸出的交流電源，仍會(huì)是50HZ的純正弦波交流電，沒(méi)有任何高次諧波干擾。
本機(jī)降壓穩(wěn)壓電路即是按照上述原理設(shè)計(jì)的。首先IC1通過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路取得零點(diǎn)脈沖，零點(diǎn)檢測(cè)電路由電源變壓器T1次級(jí)N3、BD1、D2、R2、R14、R15、D6、IC1中P1.0、P1.1口運(yùn)算放大器等組成。BD1將T1N3的8.5V交流電壓變成10ms脈動(dòng)直流，經(jīng)由R2輸入至IC1的P1.1口，IC1的P1.0口由分壓電阻R14、R15取得IV的電壓，該電壓與P1.1口的脈動(dòng)電壓相比較。當(dāng)在交流電源零點(diǎn)時(shí)，P1.1口的脈動(dòng)電壓低于P1.0口電壓，IC1內(nèi)部運(yùn)算放大器輸出高電平；當(dāng)交流電不在零點(diǎn)時(shí)，P1.1口的電壓都大于p1.0口電壓，IC1內(nèi)運(yùn)算放大器則輸出低電平；因此IC1內(nèi)運(yùn)算放大器輸出的高電平，即是交流電源零點(diǎn)脈沖。其中D6的作用是將P1.1口的輸入電壓鉗位，以防電壓過(guò)高損壞P1.1口；D2的作用是隔斷C3對(duì)BD1輸出的10ms脈沖電壓的濾波。
當(dāng)單片機(jī)IC1從T0口檢測(cè)輸入頻率大于4.091KHZ，便執(zhí)行調(diào)壓子程序。在IC1檢測(cè)到交流電源零點(diǎn)脈沖之際，便將P1.3口輸出高電平，使光電耦合器IC4不導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管V1關(guān)斷。同時(shí)，根據(jù)T0口輸入的頻率計(jì)算每秒鐘應(yīng)關(guān)斷多少個(gè)10ms，以使輸出交流電壓的有效值降至220伏左右；并根據(jù)這一計(jì)算結(jié)果決定P1.3口輸出高電平的時(shí)間。同時(shí)這一調(diào)正的結(jié)果又經(jīng)過(guò)交流輸出取樣變壓器T2及電壓/頻率變換器LM331(IC5)以頻率高低方式反饋到單片機(jī)T0口；單片機(jī)即根據(jù)這一反饋頻率修正調(diào)正誤差，從而保證了本機(jī)輸出電壓降壓調(diào)正的精確度。
本發(fā)明的這種減少50HZ交流電源若干個(gè)半周波來(lái)達(dá)到交流電壓超過(guò)225伏以上時(shí)穩(wěn)定調(diào)正在220伏左右的方式，很適合于應(yīng)用開(kāi)關(guān)電源的機(jī)器；如傳真機(jī)，計(jì)算機(jī)等；因?yàn)槠溟_(kāi)關(guān)電源本身具備160～220伏之間的低電壓穩(wěn)壓輸出功能。正是由于開(kāi)關(guān)電源這種從很低電源電壓即開(kāi)始穩(wěn)壓的設(shè)計(jì)，才造成了在大于220伏電壓時(shí)，由于其穩(wěn)壓調(diào)正的結(jié)果使高壓開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通角很小、開(kāi)關(guān)損耗加大；尤其在過(guò)高電壓下易造成高壓開(kāi)關(guān)管擊穿，所以本機(jī)不設(shè)計(jì)低壓穩(wěn)壓而設(shè)計(jì)高壓下降壓穩(wěn)壓才有較明顯的保護(hù)作用。
六、電話功能本機(jī)可以附加一部電話，將電話機(jī)電話線接口與本機(jī)P3接口聯(lián)結(jié)。拿起手機(jī)時(shí)，便接通了外電話線。同時(shí)由BD7、R29、C26、R30、光電耦合器IC8組成的摘機(jī)檢測(cè)電路輸出低電平，經(jīng)IC8(5)腳加至單片機(jī)IC1的P1.5口，單片機(jī)檢測(cè)這一低電平后便封索P1.4口。使其對(duì)外線不產(chǎn)生干擾。
七、防盜線功能在正常掛機(jī)狀態(tài)，外電話線直流電壓為48V；經(jīng)BD5加至R24,D9、R25的48V電壓，將15V隱壓二極管D9擊穿，使R25的電壓降在4V左右，大于運(yùn)算放大器LM358(IC6a)(2)腳電壓，使IC6a(1)腳輸出高電平。
當(dāng)有人在本機(jī)外線并接電話機(jī)，盜用電話線打電話時(shí)，外線電壓降至10V以下。因此穩(wěn)壓二極管D9不會(huì)擊穿，R25上的電壓為0V，從而使IC6a(1)腳輸出低電平觸發(fā)單片機(jī)。單片機(jī)IC1從P3.7口檢測(cè)到這一低電平后便執(zhí)行干擾外線子程序，即P1.4口輸出1KHZ干擾脈沖，通過(guò)R26加至三極管V3進(jìn)行放大，經(jīng)BD5輸出到外線上干擾盜線話機(jī)使其無(wú)正常撥號(hào)輸出，同時(shí)發(fā)光二極D10閃亮發(fā)出警告信號(hào)。只有盜線電話機(jī)掛機(jī)后，由于外線電壓恢復(fù)到48V，運(yùn)算放大器IC6a(1)腳輸出高電平、單片機(jī)才停止干擾。
權(quán)利要求1．一種智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于控制電路以單片機(jī)電路(D)為核心構(gòu)成，交流電源輸入保護(hù)及低壓直流電路(A)輸入端接市電其輸出端連接單片機(jī)電路(D)和交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電路(B)，交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電路(B)的輸出連接交流輸出電壓/頻率變換電路(C)和傳真機(jī)電源電路；交流輸出電壓/頻率變換電路(C)的輸出端接單片機(jī)電路(D)；電話線通過(guò)電話線接口電路(G)、振鈴檢測(cè)電路(E)接至單片機(jī)電路(D)，電話線接口電路(G)還與防盜用電話線電路(F)、傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路(H)、電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路(J)連接；傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路(H)通過(guò)延時(shí)控制電路(I)與電話線相連，延時(shí)控制電路(I)控制端連接單片機(jī)電路(D)；電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路(J)還與電話線和單片機(jī)電路(D)相連；防盜用電話線電路(F)的輸出與單片機(jī)電路(D)相連。
2．如權(quán)利要求1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述單片機(jī)電路(D)包括主單片機(jī)集成電路(IC1)、由單穩(wěn)觸發(fā)器(IC2)組成抗干擾電路以及由電阻(R14、R15)、二極管(D6)及單片機(jī)內(nèi)運(yùn)算放大器組成的交流電零點(diǎn)檢測(cè)電路。
3．如權(quán)利要求1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述交流電源輸入保護(hù)及低壓直流電路(A)包括電容器(C1、C2)、電感(LF1)和壓敏電阻(VR1)組成的防雷擊保護(hù)電路，變壓器(T1)次級(jí)(N2)與整流器(BD2)、電容器(C5)、電阻器(R3)組成的與地絕緣的低壓直流電路，變壓器(TI)次級(jí)(N3)、整流器(BD1)、電阻器(R2)、二極管(D2)組成的交流電源過(guò)零點(diǎn)取樣電路及穩(wěn)壓集成電路(IC3)和二極管(D3)、電容器(C3、C4)組成的5V穩(wěn)壓電路。
4．權(quán)利要求1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電(B)和交流輸出電壓/頻率變換電路(C)，包括由場(chǎng)效應(yīng)管(V1)、二極管(D4)、電阻器(R5、R6)，整流器(BD3)組成的輸出軟啟動(dòng)電路，由單片機(jī)(IC1)，及光電耦合器(IC4)、場(chǎng)效應(yīng)管(V1)、整流器(BD3)或固態(tài)繼電器組成的降壓穩(wěn)壓調(diào)整電路和由輸出電壓取樣變壓器(T2)、整流器(BD4)、V/F變換器(IC5)組成的輸出電壓/頻率變換電路。
5．權(quán)利要求1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述振鈴檢測(cè)(E)及防盜用電話線電路(F)，包括由整流器(BD5)、電容器(C20)、放電二極管(VR3)組成的極性轉(zhuǎn)換電路和防雷擊保護(hù)電路，由運(yùn)算放大器(IC6b)、二極管(D7、D8)、電阻器(R20～R23)、電容器(C21)組成的振鈴檢測(cè)電路，由運(yùn)算放大器(IC6a)、二極管(D9)、電阻器(R24)、電容器(C2)組成的防盜用電話線檢測(cè)電路和由三極管(V3)、電阻器(R26)、二極管(D10)及單片機(jī)(IC1)組成的干擾盜用電話電路。
6．權(quán)利要求1所述的智能傳真機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述摘機(jī)檢測(cè)(H、J)和延時(shí)控制電路(I)，包括由整流器(BD6)、光電耦合器(IC7)組成的傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路(H)，由整流器(BD7)、光電耦合器(IC8)組成的電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路(J)和由三極管(V2)、二極管(D11)、繼電器(J1)組成的傳真機(jī)線路延時(shí)控制電路(I)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及以單片微機(jī)控制的傳真機(jī)保護(hù)器,它使傳真機(jī)平時(shí)不加電工作,只有收發(fā)傳真時(shí)才加電工作;并具有超壓穩(wěn)壓保護(hù),傳真機(jī)開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)進(jìn)行浪涌電流限制、防雷擊保護(hù)以及防盜用電話線、低功耗功能。包括交流電源輸入保護(hù)及低壓直流電路,交流電源輸出軟啟動(dòng)及超壓保護(hù)電路,交流輸出電壓/頻率變換電路,單片機(jī)電路,振鈴檢測(cè)電路,防盜線路,電話線接口電路,傳真機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路,電話線路延時(shí)控制電路,電話機(jī)摘機(jī)檢測(cè)電路。
文檔編號(hào)H04N1/00GK2323528SQ97226048
公開(kāi)日1999年6月9日 申請(qǐng)日期1997年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月12日
發(fā)明者張作慶, 張文婧, 孫萍 申請(qǐng)人:張作慶