專利名稱：關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子開關(guān)領(lǐng)域，尤其是觸摸式電子開關(guān)類。 觸摸式電子開關(guān)的使用場合越來越廣泛，尤其是各種電器上，逐漸由輕觸開關(guān)轉(zhuǎn) 向使用觸摸開關(guān)。
背景技術(shù)：
目前所應(yīng)用的觸摸開關(guān)都是采用低壓電路工作，能夠識別人體觸摸的電路，自從 電器電源一接通，這部分電路，包括向這部分電路供電的電源電路都一直在工作，在耗電， 這就是待機功耗。而人觸摸"關(guān)"，其實僅僅是能夠識別人體觸摸的電路去關(guān)掉后級的功能 電路而已。如果將能夠識別人體觸摸的電路的電源關(guān)掉，就無法識別人體的觸摸信號了。所 以，迄今凡是采用觸摸方式控制的電器，都有大到四十多瓦，小到兩瓦多不等的待機功耗。 待機功耗是24小時一直不停地消耗，我國有數(shù)以億計的電器，每年因待機功耗所浪費掉的 電能有數(shù)百億度之多。也有眾多關(guān)于觸摸開關(guān)的專利發(fā)明，仍然存在"關(guān)機"耗電的待機 功耗問題，如ZL94204138. 0 "引線式觸摸開關(guān)"、ZL94220756. 4 "觸摸開關(guān)雙態(tài)調(diào)光裝置"、 ZL94237774.5 "電子觸摸開關(guān)"。迄今仍然沒有一種好的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種觸摸開關(guān)方案，它能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸控制方式，當(dāng)人體觸摸 "關(guān)"后，電器、包括開關(guān)本身都完全不耗電，實現(xiàn)零待機功耗。但是，它仍然敏感人體的"開" 觸摸，當(dāng)人體觸摸"開"時，它會立即響應(yīng)，瞬間接通電源，恢復(fù)功能電路的工作。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，工頻交流電源經(jīng)過整流濾波的高壓直流，提供給本 發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)工作電源。將一 P型半導(dǎo)體器件的控制極與一 N型半導(dǎo)體器 件的輸出極相連，將所說的N型半導(dǎo)體器件的控制極與所說的P型半導(dǎo)體器件的輸出極相 連，形成一正反饋互補開關(guān)電路。在其反饋環(huán)路中，插入功能電路，把反饋電量作為功能電 路的電源，把功能電路的輸出信號，去控制反饋環(huán)路的通斷，就形成了具有不同功能的互補 開關(guān)電路。再在互補開關(guān)電路的反饋環(huán)路中接入一個觸摸電路，提供一個啟動信號和一個 控制信號，就會激勵所說的具有不同功能的互補開關(guān)電路的翻轉(zhuǎn)。在沒有人體觸摸觸摸電 路的觸摸電極時，所說的互補開關(guān)電路處于截止?fàn)顟B(tài)，這時整個電路完全不耗電。當(dāng)人體觸 摸觸摸電路的觸摸電極時，觸摸電路提供一個啟動信號，使功能電路獲得工作電源，這時， 只要將功能電路的輸出設(shè)置為有利于互補開關(guān)電路的正反饋極性，就會使所說的互補開關(guān) 電路進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，即"開"狀態(tài)。這時，只要所說的功能電路的該輸出端極性不變，所 說的互補開關(guān)電路的狀態(tài)就不會改變，這時所說的功能電路便可以按照常規(guī)的低壓環(huán)境進(jìn) 行工作。所說的功能電路可以是通常的數(shù)字電路、模擬電路、單片機電路等。當(dāng)人體觸摸觸 摸電路的觸摸電極時，或者當(dāng)功能電路程序執(zhí)行完畢時，功能電路的輸出由高電平變?yōu)榈?電平，打破了正反饋環(huán)路，使所說的觸摸開關(guān)變?yōu)?關(guān)"狀態(tài)。 在現(xiàn)有各種使用觸摸式電源開關(guān)的電器中，如果采用本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸
3開關(guān)方案，其使用功能和效果不變，但是就能夠使現(xiàn)有電器的數(shù)瓦至數(shù)十瓦的待機功耗降 低到零瓦，從而大大節(jié)約了電能消耗，也使原電器中長期工作的電路，如電源電路、人體觸 摸識別電路等的壽命得到延長，提高了電器的可靠性和使用壽命。


圖1是本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案的原理框圖； 圖2是本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案的電源電路； 圖3是本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案的實施例； 圖4是本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案的實施例的替換方案； 圖5是本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案應(yīng)用的一種實施例； 圖6是本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案應(yīng)用的另一種實施例； 圖7是本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案應(yīng)用的又一種實施例；
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖中的實施例，詳細(xì)說明本發(fā)明的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案的原 理。從圖l可以看出，關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案，包括電源電路(9)、觸摸電極(TK)、穩(wěn)壓 濾波電路(4)、功能電路(5)，輸出口 (OUT)，還包括觸發(fā)電路(1)、啟動電路(2)、P型開關(guān)電 路(3)、整形電路(8)、N型開關(guān)電路(6)、和鎖定電路(7)， (TK)電性連接在(1)的輸入端， (1)的輸出端一路通過(2)連接到(3)的輸出端，(1)的輸出端的另一路通過(8)整形后， 連接到(5)的控制端，(3)的輸出通過(4)穩(wěn)壓濾波后向(5)提供電源，(5)的輸出端連接 到(6)的控制端，(6)的輸出端一路連接到(OUT)輸出到負(fù)載，另一路通過(7)連接到(3) 的控制端。圖2中，交流電源從(101)、 (102)端口接入，經(jīng)過橋式整流器(103)整流、電容 (104)濾波，在電源端(106)得到供關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)工作電源，端口 (105)是公共 端。圖3中，觸發(fā)電路(1)由觸摸電極(TK)即(201)、電阻(202)、二極管(203) 、 PNP三極 管(204)構(gòu)成，啟動電路(2)由二極管(205)構(gòu)成，P型開關(guān)電路(3)由PNP三極管(218) 構(gòu)成，整形電路(8)由電阻(210)、 (211)構(gòu)成，N型開關(guān)電路(6)由NPN三極管(216)構(gòu) 成，鎖定電路(7)由電阻(217)構(gòu)成。端口 (223)是公共端，與圖1中的端口 (105)相連。 端口 (222)是供電端，與圖1中的端口 (106)相連。功能電路(215)中，(209)是功能電路 的電源端，(213)是公共端，(212)是控制端，(214)是輸出端。(221)是關(guān)態(tài)不耗電的觸摸 開關(guān)的負(fù)載，可以是燈、LED、小功率電器等，也可以接繼電器、光耦合電路等進(jìn)行功率擴展。 其中端口 (220)與(222)相連，(219)是輸出口 (OUT)，與NPN三極管(216)的集電極相連， (201)是觸摸電極(TK)。 當(dāng)(101)、 (102)端口接入交流電源后，(214)、 (218)、 (216)均處于截止?fàn)顟B(tài)， (215)沒有電源電壓而不工作，(221)不得電，所有電路都沒有電流流過，所以一點不耗電。 當(dāng)人體觸摸(201)使(204)導(dǎo)通，一方面通過(205)、 (206)，經(jīng)過(207)穩(wěn)壓、(208)濾波 后，向(215)的供電端(209)提供工作電源使(215)進(jìn)入工作狀態(tài)，另一方面(204)導(dǎo)通經(jīng) 過(210)、 (211)向(215)的控制端(212)提供觸發(fā)信號，使其進(jìn)入預(yù)定的初始狀態(tài)，這時 (214)輸出高電平，使(216)導(dǎo)通，(216)導(dǎo)通一方面提供(221)做功，另一方面通過(217) 使(218)飽和導(dǎo)通。這樣，即使(201)沒有了人體觸摸，(218)飽和導(dǎo)通通過(206)繼續(xù)向(215) 供電，所說的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)處于"開"狀態(tài)。當(dāng)再次觸摸(201)時，由于(205) 反向偏置而關(guān)閉，(204)的導(dǎo)通僅僅通過(210)、 (211)向(212)提供觸發(fā)信號。當(dāng)(215) 得到再次觸發(fā)信號翻轉(zhuǎn)，或者在(215)執(zhí)行完畢預(yù)定的程序后，使(214)輸出低電平，這時
(216) 、 (218)截止，電路完全關(guān)閉，回到初始狀態(tài)，所說的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)處于"關(guān)" 狀態(tài)。 下面是關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案結(jié)合不同的功能電路而形成的不同的關(guān)態(tài)不 耗電的觸摸開關(guān)的實施例 圖5是一種功能電路(415)，是采用555時基電路搭接的延時電路。當(dāng)采用(415) 取代圖3中的(215)時，所說的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)就成為關(guān)態(tài)不耗電的觸摸延時開關(guān)， (415)的端口 (412)接入到(212)位置，(413)接入到(213)位置，(414)接入到(214)位 置，(409)接入到(209)位置。這樣，當(dāng)人體觸摸(201)時，(204)導(dǎo)通，通過(205) 、 (206)、 (207) 、 (208)接入(409)，向(415)供電。同時通過(210) 、 (211)接入(412)使555的復(fù)位 端置低，端口 (414)輸出高電平，使(216) 、(218)導(dǎo)通，(221)得電。這樣，所說的關(guān)態(tài)不耗 電的觸摸延時開關(guān)處于"開"狀態(tài)。當(dāng)人體離開(201)時，復(fù)位端由低電平變?yōu)楦唠娖?，?是開關(guān)的狀態(tài)不變。經(jīng)過555置位端的電阻向電容充電，使置位端的電壓逐漸變高，當(dāng)置位 端的電壓超過(209)端口電壓的2/3時，電路翻轉(zhuǎn)，端口 (414)輸出低電平，使(216) 、(218) 截止，(22D失電，所說的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸延時開關(guān)處于"關(guān)"狀態(tài)。其所說的關(guān)態(tài)不耗電 的觸摸延時開關(guān)的開啟時間取決于555置位端的電阻與電容的值。 圖6是另一種功能電路(515)，當(dāng)采用(515)取代圖3中的(215)時，所說的關(guān)態(tài)不 耗電的觸摸開關(guān)就成為關(guān)態(tài)不耗電的單鍵觸摸翻轉(zhuǎn)開關(guān)，(515)的端口 (512)接入到(212) 位置，(513)接入到(213)位置，(514)接入到(214)位置，(509)接入到(209)位置。這樣， 當(dāng)人體觸摸(201)時，(204)導(dǎo)通，通過(205) 、 (206) 、 (207) 、 (208)接入(509)，向(515)供 電。同時(515)內(nèi)部電路將端口 (514)置高電平，使(216) 、(218)導(dǎo)通，(221)得電。這時 端口 (512)的輸入不起作用，所說的單鍵觸摸翻轉(zhuǎn)開關(guān)處于"開"狀態(tài)。當(dāng)人體離開(201) 后再次觸摸(201)時，通過(210)、 (211)接入(512)，使(515)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，端口 (514)輸出 低電平，使(216)、 (218)截止，(221)失電，所說的單鍵觸摸翻轉(zhuǎn)開關(guān)處于"關(guān)"狀態(tài)。
圖7是又一種功能電路(615)，當(dāng)采用(615)取代圖3中的(215)時，所說的關(guān)態(tài) 不耗電的觸摸開關(guān)就成為關(guān)態(tài)不耗電的程序控制開關(guān)，(615)的端口 (612)接入到(212)位 置，(613)接入到(213)位置，(614)接入到(214)位置，(609)接入到(209)位置。這樣， 當(dāng)人體觸摸(201)時，(204)導(dǎo)通，通過(205)、 (206)、 (207)、 (208)接入(609)，向(615) 供電。同時通過(210)、(211)接入(612)，使單片機復(fù)位。單片機在執(zhí)行程序的過程中，維 持端口 (614)為高電平，開關(guān)的狀態(tài)就不會改變，所說的關(guān)態(tài)不耗電的程序控制開關(guān)處于 "開"狀態(tài)。這時(221)有電，可以帶負(fù)載，也可以不帶負(fù)載。單片機的其它端口 (616)按照 程序去控制相應(yīng)的電器狀態(tài)。當(dāng)程序執(zhí)行完畢時，程序的最后一條指令置端口 (614)低電 平，使(216)、 (218)截止，(221)失電，所說的關(guān)態(tài)不耗電的程序控制開關(guān)處于"關(guān)"狀態(tài)。
如圖4，所說的觸發(fā)電路(1)中的PNP三極管(204)，可以由P溝道場效應(yīng)晶體管 (304)替換，所說的P型開關(guān)電路(3)中的PNP三極管(218)，可以由P溝道場效應(yīng)晶體管 (318)替換，所說的N型開關(guān)電路(6)中的NPN三極管(216)，可以由N溝道場效應(yīng)晶體管 (316)替換。
權(quán)利要求
關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案，包括電源電路(9)、觸摸電極(TK)、穩(wěn)壓濾波電路(4)、功能電路(5)，輸出口(OUT)，其特征在于還包括觸發(fā)電路(1)、啟動電路(2)、P型開關(guān)電路(3)、整形電路(8)、N型開關(guān)電路(6)、和鎖定電路(7)，(TK)電性連接在(1)的輸入端，(1)的輸出端一路通過(2)連接到(3)的輸出端，(1)的輸出端的另一路通過(8)整形后，連接到(5)的控制端，(3)的輸出通過(4)穩(wěn)壓濾波后向(5)提供電源，(5)的輸出端連接到(6)的控制端，(6)的輸出端一路連接到(OUT)輸出到負(fù)載，另一路通過(7)連接到(3)的控制端；
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案，其特征在于觸發(fā)電路(1)由觸摸電極(TK)即(201)、電阻(202)、二極管(203)、 PNP三極管(204)構(gòu)成，啟動電路(2)由二極管(205)構(gòu)成，P型開關(guān)電路(3)由PNP三極管(218)構(gòu)成，整形電路(8)由電阻(210) 、(211)構(gòu)成，N型開關(guān)電路(6)由NPN三極管(216)構(gòu)成，鎖定電路(7)由電阻(217)構(gòu)成；
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案，其特征在于所說的觸發(fā)電路(1)中的PNP三極管(204)，可以由P溝道場效應(yīng)晶體管(304)替換，所說的P型開關(guān)電路(3)中的PNP三極管(218)，可以由P溝道場效應(yīng)晶體管(318)替換，所說的N型開關(guān)電路(6)中的NPN三極管(216)，可以由N溝道場效應(yīng)晶體管(316)替換。
全文摘要
關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)方案屬于電子開關(guān)領(lǐng)域，尤其是觸摸式電子開關(guān)類。通常使用的觸摸式電子開關(guān)關(guān)態(tài)要耗電，浪費大量能源。本發(fā)明提供一種關(guān)態(tài)不耗電的觸摸式電子開關(guān)方案，應(yīng)用該方案，可以制作不同功能的關(guān)態(tài)不耗電的觸摸開關(guān)。交流電源經(jīng)整流濾波，提供工作電源。將P型半導(dǎo)體器件的控制極與N型半導(dǎo)體器件的輸出極相連，將N型半導(dǎo)體器件的控制極與P型半導(dǎo)體器件的輸出極相連，形成一正反饋互補開關(guān)電路。在其反饋環(huán)路中，插入功能電路，把反饋電量作為功能電路的電源，把功能電路的輸出信號，去控制反饋的通斷，就形成了具有不同功能的互補開關(guān)電路。再在互補開關(guān)電路的反饋環(huán)路中接入一個觸摸電路，提供一個啟動信號，就會激勵所說的具有不同功能的互補開關(guān)電路的翻轉(zhuǎn)。
文檔編號H03K17/96GK101771406SQ20081023728
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者劉忠憲, 劉碩 申請人:劉碩