專利名稱：電器待機(jī)安全節(jié)能方法及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電器產(chǎn)品的安全節(jié)能技術(shù)，具體是一種電器待機(jī)安全節(jié)能方法及其控制裝置，它適用于所有具有紅外遙控開關(guān)機(jī)的電器產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
目前，電器待機(jī)技術(shù)主要有三種方案1、采用變壓器待機(jī)，2、開關(guān)電源間歇式振蕩待機(jī)，3、專用待機(jī)裝置。
國內(nèi)普遍采用前兩種待機(jī)方式，其功耗較大，通常有5W～25W的待機(jī)功耗。
第3種待機(jī)方式待機(jī)功耗一般為1W～5W，在國外逐漸采用，而這種待機(jī)方式除還有一定功耗外，有的還存在一些控制方面的問題，如有的需要改變被控電路來配合工作、有的交流開機(jī)后則會(huì)改變?cè)瓩C(jī)器的開機(jī)屬性(如有的電器交流開機(jī)為啟動(dòng)狀態(tài)，有的為待機(jī)狀態(tài)，有的則為上次交流關(guān)機(jī)時(shí)的狀態(tài))。當(dāng)?shù)?種待機(jī)方式中待機(jī)回路為間歇工作方式的，再次啟動(dòng)電器工作時(shí)需要按下POWER的時(shí)間大于待機(jī)回路間歇工作的1個(gè)周期，這種方式需對(duì)被控回路作相應(yīng)更改，并且待機(jī)時(shí)不能響應(yīng)遙控信號(hào)，故操作也不方便，此類方案的代表如專利號(hào)為00136997.0的“電器節(jié)能待機(jī)方法及電路”等。
對(duì)第3種待機(jī)方式中只給遙控接收頭供電的，這種方式雖然待機(jī)功耗可以降低，但操作不便，功耗也不確定，原因是它啟動(dòng)過程是按下遙控器上任意鍵或鍵盤POWER來喚醒CPU工作、并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)再按下開機(jī)鍵，即啟動(dòng)時(shí)須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按兩次鍵盤POWER，或按遙控器上任意鍵+遙控器上POWER，故操作不便，并且在使用別的紅外遙控器時(shí)，CPU也會(huì)被喚醒工作(這時(shí)等于普通待機(jī)方式功耗)，所以主機(jī)CPU會(huì)經(jīng)常啟動(dòng)，這樣的待機(jī)功耗并不確定(如專利號(hào)為99238505.9的“家電空載減耗裝置”)。類似專利號(hào)為93120032.6的“遙控系統(tǒng)及其待機(jī)電路”設(shè)計(jì)方案純屬一種簡單的電子開關(guān)，對(duì)一些交流開機(jī)時(shí)為待機(jī)狀態(tài)的電器，若按原先的操作方式則無法實(shí)現(xiàn)再啟動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有電器產(chǎn)品待機(jī)技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提出一種電器待機(jī)安全節(jié)能方法及其控制裝置，適用于所有具有紅外遙控開關(guān)機(jī)的電器產(chǎn)品使用，操作方便，待機(jī)時(shí)完全切斷主電路，使被控電器在待機(jī)期間更加安全、省電，壽命更長。
本發(fā)明提出的電器待機(jī)安全節(jié)能控制方法，采取如下步驟a、將若干種紅外遙控?cái)?shù)據(jù)格式預(yù)置于單片機(jī)的存儲(chǔ)器中；b、用被控電器的紅外遙控器向紅外收發(fā)系統(tǒng)發(fā)送開/關(guān)機(jī)信號(hào)，單片機(jī)把紅外收發(fā)系統(tǒng)送來的數(shù)據(jù)信號(hào)與預(yù)置在存儲(chǔ)器中的紅外遙控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果相等，則觸發(fā)過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器使繼電器吸合或關(guān)閉過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器使繼電器斷開，否則不動(dòng)作；以及，c、單片機(jī)根據(jù)檢測被控電器的狀態(tài)，決定是開啟被控電器工作或關(guān)閉被控電器，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
一種電器待機(jī)安全節(jié)能控制裝置，包括單片機(jī)(CPU)6、與CPU連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12和紅外線收發(fā)系統(tǒng)10，限流電容5以及穩(wěn)壓電源9，其特征在于還包括過零檢測和開關(guān)機(jī)檢測電路2，它串聯(lián)在一條交流輸入線中，它的輸出連接CPU的一輸入端；繼電器4，交流輸入電源通過該繼電器4的兩組觸點(diǎn)提供交流輸出至被控電器；用于驅(qū)動(dòng)所述繼電器4的過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器7，該過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器7的觸發(fā)輸入端接CPU的一控制端；以及，手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵11，它接于地與CPU的另一輸入端之間，用于手動(dòng)開/關(guān)機(jī)或紅外遙控器的數(shù)據(jù)格式的預(yù)置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下待機(jī)時(shí)對(duì)被控回路采用繼電器控制方式，因此待機(jī)時(shí)被控回路無任何電流流過，100％安全；由于待機(jī)回路本身功耗極低，待機(jī)功耗小于0.2W，又具有保護(hù)裝置，因此工作時(shí)安全可靠，即使長時(shí)間待機(jī)，機(jī)內(nèi)溫度也不變化，壽命更長。
由于采用單片機(jī)為核心控制，使整個(gè)待機(jī)回路控制方式更為靈活，還可實(shí)現(xiàn)更多功能，對(duì)各種可能出現(xiàn)的端口干擾除硬件抗干擾外，還使用軟件識(shí)別干擾信號(hào)，并消除干擾，使整個(gè)待機(jī)回路工作更加穩(wěn)定，無誤動(dòng)作。本開機(jī)時(shí)不影響被控電器的任何操作和功能；對(duì)被控電器原來具有的電器性能無任何改變；只響應(yīng)正確的開關(guān)機(jī)信號(hào)，任何開關(guān)機(jī)以外的信號(hào)都無法喚醒主回路工作。
方案實(shí)施容易，可制成外置式的獨(dú)立裝置，使受控電器的電源線直接插入該裝置的電源插座，即可達(dá)到待機(jī)節(jié)能的目的，此裝置特別方便適用于現(xiàn)有電器的節(jié)能改造；也可將該電器的電路移植到受控電器中，實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)，并降低成本。


圖1為本發(fā)明的電器待機(jī)安全節(jié)能控制裝置原理框圖；圖2為初始設(shè)置流程圖圖3為交流開機(jī)流程圖；圖4為遙控開機(jī)流程圖；圖5為遙控與定時(shí)關(guān)機(jī)流程圖；
圖6為使用本裝置的手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵開機(jī)流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明詳細(xì)描述。
圖1所示電器待機(jī)安全節(jié)能控制裝置是一典型的外置控制裝置，主要包括1電源開關(guān)、2過零檢測和開關(guān)機(jī)檢測電路、3抗干擾電路、4繼電器、5限流電容、6單片機(jī)(CPU)、7過零觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)器、8抗干擾電路、9+5V穩(wěn)壓電源、10紅外線收發(fā)系統(tǒng)、11手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵、12 CPU的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(EEPROM)。
單片機(jī)采用廉價(jià)低功耗的MCS-51芯片，單片機(jī)內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器中駐留有目前所有種類的紅外遙控?cái)?shù)據(jù)格式，如常見的NEC、AIWA、SONY、SHARP、JVC、PANASONIC-A、PANASONIC-B、MITSUBISHI-A、MITSUBISHI-B等。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12掛接于單片機(jī)6的I2C總線，同時(shí)接CPU的時(shí)鐘信號(hào)(CLOCK)及數(shù)據(jù)(DATA)。過零檢測和開關(guān)機(jī)檢測電路2的輸出接CPU的一輸入端，手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵11接于地與CPU的另一輸入端，它用于手動(dòng)開機(jī)或紅外遙控器的數(shù)據(jù)格式的預(yù)置。
紅外線收發(fā)系統(tǒng)10與CPU相應(yīng)的端口相接，紅外線收發(fā)系統(tǒng)10由紅外接收組件和紅外發(fā)送組件構(gòu)成。
交流輸入端接電源開關(guān)1，電源開關(guān)1后的一交流線穿接熔斷器和過零檢測與開關(guān)機(jī)檢測電路2至繼電器4的一組觸點(diǎn)，另一交流線直接接繼電器4的另一組觸點(diǎn)，交流輸入電源通過繼電器4的兩組觸點(diǎn)提供交流輸出至被控電器。為了減少被控電器對(duì)本控制裝置的干擾，還在繼電器4的兩組觸點(diǎn)與過零檢測和開關(guān)機(jī)檢測電路2之間連接有抗干擾電路3。
繼電器4由過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器7驅(qū)動(dòng)工作，繼電器的線包接在所述驅(qū)動(dòng)器7的輸出回路中，過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器7的觸發(fā)輸入端接CPU的一控制端，CPU輸出脈沖信號(hào)觸發(fā)過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器7使繼電器4的吸合。
+5V穩(wěn)壓電源提供CPU、過零檢測與開關(guān)機(jī)檢測電路2、過零觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)器7、紅外線收發(fā)系統(tǒng)10及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12的工作電壓。在交流輸入端還設(shè)有抗干擾電路8，它的輸出接穩(wěn)壓電源，一輸入端通過限流電容C5接一交流輸入線，另一輸入端直接接另一交流輸入線，抗干擾電路8用于抑制電網(wǎng)的干擾。
當(dāng)圖1所示控制裝置用于電器內(nèi)置時(shí)，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12、電源開關(guān)1以及熔斷器等可以采用被控電器原有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電源開關(guān)以及熔斷器等，以降低成本。
上述的過零檢測和開關(guān)機(jī)檢測電路2由負(fù)載大小檢測和交流零電位檢測及放大整形電路構(gòu)成。它串接在主電源回路的其中一條線上，在開機(jī)時(shí)向CPU 6反饋回被控電器的開關(guān)機(jī)信號(hào)和主電源回路中的交流電的過零點(diǎn)。
本裝置采用單片機(jī)為核心控制，單片機(jī)首先接收遙控輸入或按鍵送來的開關(guān)機(jī)信號(hào)，再根據(jù)檢測到的當(dāng)前電器的狀態(tài)來決定是開機(jī)或關(guān)機(jī)；并且具有對(duì)任何狀態(tài)下的交流關(guān)機(jī)(如停電或手動(dòng)關(guān)閉電源開關(guān))后再次交流開機(jī)時(shí)保持原有的電器特性(有的電器交流開機(jī)為啟動(dòng)狀態(tài)，有的為待機(jī)狀態(tài)，有的則為上次交流關(guān)機(jī)時(shí)的狀態(tài))，具體工作過程如下本裝置將若干種紅外遙控?cái)?shù)據(jù)格式預(yù)置于單片機(jī)6的存儲(chǔ)器中。生產(chǎn)中使用可提前固化在待機(jī)CPU 6的片內(nèi)ROM中，對(duì)于未知數(shù)據(jù)格式的紅外遙控器(被控電器原配帶的)的使用，只須在第一次使用時(shí)進(jìn)行初始設(shè)置。
對(duì)于未知數(shù)據(jù)格式的紅外遙控器預(yù)置數(shù)據(jù)的步驟是按下手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵，用所述紅外遙控器對(duì)著紅外收發(fā)系統(tǒng)發(fā)送開機(jī)信號(hào)，單片機(jī)接收進(jìn)行識(shí)別，將所述紅外遙控器數(shù)據(jù)格式存入外部存儲(chǔ)器中。具體操作參考流程圖2。
打開交流電源開關(guān)1，按下待機(jī)裝置中手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵11不放，用被控電器的紅外遙控器對(duì)著紅外收發(fā)系統(tǒng)10窗口按下開關(guān)機(jī)鍵，然后松開手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵11，重新啟動(dòng)電源，初始設(shè)置完成。
交流開機(jī)如圖3所示。按下交流電源開關(guān)1待機(jī)CPU 6上電工作，并觸發(fā)過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器7使繼電器4工作，CPU6檢測開關(guān)機(jī)電路2是否為開機(jī)信號(hào)，若被控電器已開機(jī)，繼續(xù)開啟繼電器4，維持被控電器的工作；否則，關(guān)閉繼電器4，被控電器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。單片機(jī)輸出的用于觸發(fā)過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)是脈沖信號(hào)。
遙控開機(jī)過程參考圖4。節(jié)電回路處于待機(jī)狀態(tài)，用被控電器的紅外遙控器向紅外收發(fā)系統(tǒng)發(fā)送開機(jī)信號(hào)，遙控收發(fā)系統(tǒng)10把接收到的紅外遙控信號(hào)數(shù)據(jù)送到待機(jī)CPU6，CPU送來的數(shù)據(jù)信號(hào)與預(yù)置在存儲(chǔ)器中的紅外遙控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果是否相等，觸發(fā)過零觸發(fā)器7使繼電器4吸合，否則不動(dòng)作；進(jìn)而CPU6檢測開關(guān)機(jī)電路2開關(guān)機(jī)狀態(tài)，被控電器已開機(jī)則維持其工作，否則，單片機(jī)向紅外收發(fā)系統(tǒng)10送出開機(jī)命令啟動(dòng)被控電器工作。
遙控關(guān)機(jī)與定時(shí)關(guān)機(jī)過程見圖5所示。節(jié)電回路及被控電器處于待機(jī)狀態(tài)，開關(guān)機(jī)檢測回路2是否檢測到開機(jī)信號(hào)；有開機(jī)信號(hào)，CPU輸出脈沖信號(hào)觸發(fā)過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路7使繼電器4工作，繼續(xù)開機(jī)；若無開機(jī)信號(hào)，則CPU關(guān)閉過零觸發(fā)電路7迫使繼電器4斷開，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
使用本裝置的手動(dòng)開/關(guān)機(jī)流程如圖6。按下手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵鍵11，檢測開關(guān)機(jī)檢測回路2是否檢測到開機(jī)信號(hào)；有開機(jī)信號(hào)時(shí)，過零觸發(fā)電路7迫使繼電器4斷開，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；否則，CPU6輸出信號(hào)觸發(fā)過零觸發(fā)電路7驅(qū)動(dòng)繼電器4工作，CPU6向遙控收發(fā)電路10送出開機(jī)指令，啟動(dòng)被控電器工作。
關(guān)閉電源開關(guān)1，本裝置電路和被控電器均被斷電。
本發(fā)明裝置采用了多種抗干擾措施，對(duì)被控電器產(chǎn)生的干擾由抗干擾電路3吸收；對(duì)電源產(chǎn)生的干擾由抗干擾電路8吸收；另外軟件抗干擾方法是，待機(jī)CPU6在對(duì)各端口采樣時(shí)進(jìn)行多次采樣，再加以寬度識(shí)別的方式排除各種可能產(chǎn)生的干擾。
權(quán)利要求
1.一種電器待機(jī)安全節(jié)能控制裝置，包括單片機(jī)CPU(6)、與CPU連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(12)和紅外線收發(fā)系統(tǒng)(10)，限流電容(5)以及穩(wěn)壓電源(9)，其特征在于還包括一個(gè)過零檢測和開關(guān)機(jī)檢測電路(2)，它串聯(lián)在一條交流輸入線中，輸出連接CPU的一輸入端；一個(gè)繼電器(4)，交流輸入電源通過該繼電器(4)的兩組觸點(diǎn)提供交流輸出至被控電器；一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)所述繼電器(4)的過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器(7)，該過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器(7)的觸發(fā)輸入端接CPU的一控制端；以及，一個(gè)手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵(11)，它接于地與CPU的另一輸入端之間，用于手動(dòng)開/關(guān)機(jī)或紅外遙控器的數(shù)據(jù)格式的預(yù)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電器待機(jī)安全節(jié)能控制裝置，其特征在于在繼電器(4)的兩組觸點(diǎn)和過零檢測和開關(guān)機(jī)檢測電路(2)之間連接有抗干擾電路(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電器待機(jī)安全節(jié)能控制裝置，其特征在于在交流輸入端還設(shè)有抗干擾電路(8)，它的輸出接穩(wěn)壓電源，一輸入端通過限流電容(5)接一交流輸入線，另一輸入端直接接另一交流輸入線。
4.電器待機(jī)安全節(jié)能控制方法，其特征在于采取如下步驟a、將若干種紅外遙控?cái)?shù)據(jù)格式預(yù)置于單片機(jī)的存儲(chǔ)器中；b、用被控電器的紅外遙控器向紅外收發(fā)系統(tǒng)發(fā)送開/關(guān)機(jī)信號(hào)，單片機(jī)把紅外收發(fā)系統(tǒng)送來的數(shù)據(jù)信號(hào)與預(yù)置在存儲(chǔ)器中的紅外遙控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果相等，則觸發(fā)過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器使繼電器吸合或關(guān)閉過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器使繼電器斷開，否則不動(dòng)作；c、單片機(jī)根據(jù)檢測到的被控電器狀態(tài)，選擇開機(jī)或進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電器待機(jī)安全節(jié)能控制方法，其特征在于在所述步驟a中，對(duì)于未知數(shù)據(jù)格式被控電器的紅外遙控器預(yù)置數(shù)據(jù)的步驟是，按下手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵，用所述紅外遙控器對(duì)著紅外收發(fā)系統(tǒng)發(fā)送開機(jī)信號(hào)，單片機(jī)接收進(jìn)行識(shí)別，將所述紅外遙控器數(shù)據(jù)格式及鍵值存入外部存儲(chǔ)器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述電器待機(jī)安全節(jié)能控制方法，其特征在于在所述步驟a中單片機(jī)輸出的用于觸發(fā)過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)是脈沖信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電器待機(jī)安全節(jié)能方法及裝置，包括單片機(jī)CPU、存儲(chǔ)器和紅外線收發(fā)系統(tǒng)及電源，還包括過零和開關(guān)機(jī)檢測電路，它串聯(lián)在交流輸入線中，輸出接CPU一輸入端；向被控電器提供交流電源的繼電器；繼電器的過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器，以及手動(dòng)開關(guān)/學(xué)習(xí)按鍵。其方法是，用原機(jī)紅外遙控器向紅外收發(fā)系統(tǒng)發(fā)送開/關(guān)機(jī)信號(hào)，CPU接收的數(shù)據(jù)信號(hào)與預(yù)置在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果相等，則視為正確的開/關(guān)機(jī)信號(hào)，再觸發(fā)或關(guān)閉過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器使繼電器吸合或斷開；CPU根據(jù)檢測到的被控電器狀態(tài)，決定是繼續(xù)開機(jī)或進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。其構(gòu)思新穎，待機(jī)功耗小于0.2W，安全可靠，使用壽命長。
文檔編號(hào)G08C23/00GK1484381SQ0213479
公開日2004年3月24日 申請(qǐng)日期2002年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月21日
發(fā)明者張正德 申請(qǐng)人:張正德