專利名稱：用數字電路cd4013制作的觸摸延時開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子技術、節(jié)電技術領域，涉及一種用數字電路CD4013制作的觸摸延時開關。
背景技術：
常見照明延時控制電路多采用555基時集成電路搭接成單穩(wěn)態(tài)延時控制電路，然后直接驅動直流繼電器吸合或釋放，進而控制白熾燈的點亮或熄滅；也有的用分立電子元件搭接成延時電路，通過單向可控硅或雙向可控硅控制白熾燈的點亮或者熄滅。市面用分立電子元件各種成品延時照明燈控制裝置普遍存在著電路結構比較復雜、電路中使用的元器件較多，因而導致制作成本偏高、且電路故障率也隨之增高等一系列問題。為了克服市場上現有成品延時照明燈控制裝置的不足和存在的各種缺陷，研究和開發(fā)一種電路構成簡捷、元器件用量少、電路工作可靠的照明燈延時控制電路制作方案很有必要。以下詳細說明本發(fā)明所述的用數字電路CD4013制作的觸摸延時開關在實施過程中所涉及的相關技術內容。
發(fā)明內容
發(fā)明目的及有益效果本發(fā)明與市面上已有照明燈延時控制裝置相比，具有延時控制電路結構簡捷、元器件用量少、電路性能可靠、制作開發(fā)成本低等特點。因電路結構簡單，不僅制作起來十分容易，而且白熾燈熄滅后完全處于斷電狀態(tài)，電路基本沒有待機耗電，所以該電路有非常顯著的節(jié)電效果。照明延時裝置具有體積小，可以方便地設計組合到 86型電工標準面板中。本發(fā)明適用于走廊、樓道、地下室、車庫等場所的夜晚延時照明。功能與特點1.使用時只需觸摸一下觸摸電極即可導通工作，延長一段時間后開關自動關閉；2.是一種無機械觸點電子開關，延長負載的使用壽命；3.觸摸電極金屬片對地電壓小于36V人體的安全電壓；4.可帶動功率在100W以下任何照明燈具或負載，如日光燈、節(jié)能燈、白熾燈等；5.它可以直接取代普通開關，不必改動室內原有布線。技術方案用數字電路⑶4013制作的觸摸延時開關，由220V交流電源、全橋整流電路及12V直流穩(wěn)電源壓、單穩(wěn)態(tài)電路、單向可控硅控制電路組成，其特征包括單穩(wěn)態(tài)電路的電路中還包括定時電路和單向可控硅觸發(fā)電路；定時電路和單向可控硅觸發(fā)電路由12V直流穩(wěn)壓電源、雙D觸發(fā)器IC1、觸摸電極 A和電阻Rl及電阻R2、電阻R3和電容Cl、電阻R4和電容C2組成，其特征是雙D觸發(fā)器 ICl的3腳接電阻Rl的一端及電阻R2的一端，電阻Rl的另一端接觸摸電極A，電阻R2的另一端接電路地GND，雙D觸發(fā)器ICl的5腳和14腳接電路正極VCC，雙D觸發(fā)器ICl的6 腳和7腳接電路地GND，雙D觸發(fā)器ICl的1腳接電阻R3的一端和電阻R4的一端，雙D觸發(fā)器ICl的4腳接電阻R3的另一端和電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負極接電路地 GND,電阻R4的另一端同接單向可控硅VS的門極和電容C2的一端，電容C2的另一端接電路地GND ；單向可控硅控制電路由全橋整流電路、白熾燈HL、單向可控硅VS及指示電路組成，其特征是白熾燈HL的一端接220V交流電源的火線端L，白熾燈HL的另一端和220V交流電源的零線端N分別接全橋整流電路交流電輸入端，全橋整流電路直流電輸出端的正極接指示電路和12V直流穩(wěn)壓電源，全橋整流電路直流電輸出端的負極和單向可控硅VS的負極同接電路地GND ；指示電路的特征是全橋整流電路直流電輸出端的正極接電阻R5的一端和單向可控硅VS的陽極，電阻R5的另一端接發(fā)光二極管LED的正極，發(fā)光二極管LED的負極接 12V直流穩(wěn)壓電源；12V直流穩(wěn)壓電源由穩(wěn)壓二極管DW和電解電容C3組成，其特征是穩(wěn)壓二極管DW 的負極和電解電容C3的正極與發(fā)光二極管LED的負極相連，穩(wěn)壓二極管DW的正極和電解電容C3的負極同接電路地GND ；12V直流穩(wěn)壓電源的正極與電路正極VCC相連。電路工作原理使用時，只要用手指摸一下觸摸電極A，白熾燈HL被點亮，延時 1 2分鐘后會自動熄滅，它可以直接取代普通單極開關，不必改動室內原有布線。用數字電路⑶4013制作的觸摸延時開關的電路由全橋整流Dl D4、單向可控硅 VS組成開關的主回路，ICl組成單穩(wěn)態(tài)電路包括定時及單向可控硅觸發(fā)電路。由4只硅整流二極管Dl D4組成的全橋整流電路，其輸出的220V脈動直流電經電阻R5降壓、限流， 穩(wěn)壓二極管DW穩(wěn)壓，電解電容C3濾波得到12V直流穩(wěn)壓電源供ICl使用。平時單向可控硅VS處于截止狀態(tài)，白熾燈HL不亮，此時發(fā)光二極管LED發(fā)光用于指示觸摸延時開關的位置，便于夜晚行人尋找和使用。ICl采用CMOS數字集成電路CD4013，只用其中一個D觸發(fā)器將其接成單穩(wěn)態(tài)電路，穩(wěn)態(tài)時1腳輸出低電平，單向可控硅VS關斷。當人手觸摸一下觸摸電極A時，人體感應的交流電壓經電阻Rl、R2分壓，其正半周使單穩(wěn)態(tài)電路翻轉，ICl的1腳輸出高電平，經電阻R4加到單向可控硅VS的門極，使單向可控硅VS導通，白熾燈HL被點亮。這時ICl的1 腳輸出高電平經電阻R3向電解電容Cl緩慢充電，使ICl的4腳電平逐漸升高直至暫態(tài)結束，電路翻轉為穩(wěn)態(tài)，ICl的1腳由高電平突變?yōu)榈碗娖剑瑔蜗蚩煽毓鑆S失去觸發(fā)電壓，交流電過零時即刻關斷單向可控硅VS，白熾燈HL失電而熄滅。
附圖1是本發(fā)明提供一個用CD4013數字集成電路制作的觸摸延時開關的實施例電路工作原理圖。
具體實施例方式按照附圖1所示用數字電路CD4013制作的觸摸延時開關的電路工作原理圖和
，并且按照發(fā)明內容所述的各部分電路中元器件之間的連接關系，以及實施方式中所述的元器件技術參數要求進行實施即可實現本發(fā)明。元器件的選擇及其技術參數ICl應采用型號為⑶4013的CMOS數字集成電路，它是一種雙D觸發(fā)器，本發(fā)明的電路里只使用它的一半，另一個D觸發(fā)器空置；VS為單向可控硅，型號可選用2N6565、MCR100-8等小型塑封單向可控硅，控制功率100W以下任何照明燈具；Dl D4為1N4004型或1N4007型硅整流二極管；D3為硅整流二極管，型號為 IN4001 ；Dff為12V穩(wěn)壓二極管，功率選用IW ；LED可用<2 5mm普通紅色發(fā)光二極管；電阻均為RTX型1/8W碳膜電阻，電阻Rl的阻值為4. 7ΜΩ ；電阻R2的阻值為2ΜΩ ； 電阻R3的阻值為3. 6M Ω ；電阻R4的阻值為20Κ Ω ；電阻R5的阻值為78Κ Ω ；Cl為⑶11型電解電容，其容量為22μ F/25V ；C3為滌綸電容，其容量為0. 01 μ F ； C3為⑶11型電解電容，其容量為470yF/25V ；HL為白熾燈，選用功率40W，或選用日光燈、節(jié)能燈等；A為觸摸電極，選用<2 12mm或IOmmX IOmm銅質金屬片制作。制作要點說明觸摸電極A采用金屬銅皮制作，并焊接一只阻值2ΜΩ的1/8W電阻，再用引線接到電路中雙D觸發(fā)器ICl的3腳上；連接觸摸電極A的引線不宜太長，否則引線容易感應交流信號而使觸摸開關發(fā)生誤動作。設計制作時，電路中的負載可根據需要調換，但要注意選用的負載功率不得超過100W。電路調試用數字電路CD4013制作的觸摸延時開關的電路只要是使用的電子元器件性能完好，按照附圖1所示元器件的連接關系進行焊接，并對物理接線認真核對和檢查，且在安裝、焊接無誤后，電路基本不需要調試即能正常工作。觸摸延時開關的延時時間主要由電阻R3或電解電容Cl的數值決定，按照實施例的數據約為1.5分鐘。若增大或縮短延時時間，可以增大或減小電阻R3及電解電容Cl的數值。
權利要求
1.一種用數字電路⑶4013制作的觸摸延時開關，由220V交流電源、全橋整流電路及 12V直流穩(wěn)電源壓、單穩(wěn)態(tài)電路、單向可控硅控制電路組成，其特征包括單穩(wěn)態(tài)電路的電路中還包括定時電路和單向可控硅觸發(fā)電路；定時電路和單向可控硅觸發(fā)電路由12V直流穩(wěn)壓電源、雙D觸發(fā)器IC1、觸摸電極A和電阻Rl及電阻R2、電阻R3和電容Cl、電阻R4和電容C2組成，其特征是雙D觸發(fā)器ICl 的3腳接電阻Rl的一端及電阻R2的一端，電阻Rl的另一端接觸摸電極A，電阻R2的另一端接電路地GND，雙D觸發(fā)器ICl的5腳和14腳接電路正極VCC，雙D觸發(fā)器ICl的6腳和 7腳接電路地GND，雙D觸發(fā)器ICl的1腳接電阻R3的一端和電阻R4的一端，雙D觸發(fā)器 ICl的4腳接電阻R3的另一端和電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負極接電路地GND， 電阻R4的另一端同接單向可控硅VS的門極和電容C2的一端，電容C2的另一端接電路地 GND ；單向可控硅控制電路由全橋整流電路、白熾燈HL、單向可控硅VS及指示電路組成，其特征是白熾燈HL的一端接220V交流電源的火線端L，白熾燈HL的另一端和220V交流電源的零線端N分別接全橋整流電路交流電的輸入端，全橋整流電路直流電輸出端的正極接指示電路、12V直流穩(wěn)壓電源，全橋整流電路直流電輸出端的負極和單向可控硅VS的負極同接電路地GND。
2.根據權利要求1所述的用數字電路CD4013制作的觸摸延時開關，其特征是指示電路由電阻R5和發(fā)光二極管LED組成，全橋整流電路直流電輸出端的正極接電阻R5的一端和單向可控硅VS的陽極，電阻R5的另一端接發(fā)光二極管LED的正極，發(fā)光二極管LED的負極接12V直流穩(wěn)壓電源。
3.根據權利要求1所述的用數字電路CD4013制作的觸摸延時開關，其特征是12V直流穩(wěn)壓電源由穩(wěn)壓二極管DW和電解電容C3組成，穩(wěn)壓二極管DW的負極和電解電容C3的正極與發(fā)光二極管LED的負極相連，穩(wěn)壓二極管DW的正極和電解電容C3的負極同接電路地GND，12V直流穩(wěn)壓電源的正極與電路正極VCC相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用數字電路CD4013制作的觸摸延時開關。該觸摸延時開關由220V交流電源、全橋整流電路及12V直流穩(wěn)電源壓、單穩(wěn)態(tài)電路、單向可控硅控制電路組成，單穩(wěn)態(tài)電路的電路中還包括定時電路和單向可控硅觸發(fā)電路。本發(fā)明是一種無機械觸點的電子開關，觸摸電極金屬片對地電壓小于36V人體的安全電壓。因電路結構簡單，不僅制作起來十分容易，而且白熾燈熄滅后完全處于斷電狀態(tài)，電路基本沒有待機耗電，因而有非常顯著的節(jié)電效果。照明延時裝置具有體積小，可以方便地設計組合到86型電工標準面板中。本發(fā)明適用于走廊、樓道、地下室、車庫等場所的夜晚延時照明。它可以直接取代普通開關，不必改動室內原有布線。
文檔編號H05B37/02GK102325403SQ20111023265
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權日2011年8月15日
發(fā)明者何林 申請人:何林