CN101259449B - 一种碎纸机的自动断电***及其自动断电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碎纸机的自动断电***及其自动断电方法，属于办公设备技术领域。它解决了现有碎纸机的自动断电***及其自动断电方法无法实现完全断电且待机能源消耗过高的问题。本碎纸机的自动断电***包括开关电路MO以及联接在一起的开关信号电路M1和控制电路M2，开关电路MO分别与开关信号电路M1和控制电路M2相联接；控制电路M2可切换开关电路MO的通断状态，并且在碎纸机的待机状态超过设定时间时控制电路M2可将开关电路MO切断。本碎纸机的自动断电方法包括如下步骤a、碎纸机进入待机计时状态；b、电源开关S1检测；c、电机工作要求检测；d、时间比较；j、断开电源。本发明具有能源消耗低，安全性能高等优点。

Description

一种碎纸机的自动断电***及其自动断电方法

技术领域

本发明属于办公设备技术领域，涉及一种碎纸机的自动断电***，同时还涉及一种碎纸机的自动断电方法。

背景技术

碎纸机是常用的办公设备之一，目前碎纸机具有的功能越来越多，消费者对碎纸机的功能要求也越来越高，具有省电，安全和自动断电功能就是消费者特别注重的部分功能，也是碎纸机制造商追求的目标。因此，既能实现省电和安全的目的，又具有自动断电功能成为现在制造碎纸机时必须解决的技术问题。

为此，人们针对碎纸机所存在的上述问题而设计出了一些具有自动断电功能的碎纸机。如中国专利所公开的“一种碎纸机的控制***”(其公开号为CN101062486A)，该***包括电源、传感器、电机和控制电路，在碎纸机接通电源的状态下，如果碎纸机处于待机状态，并且待机时间超过所设定的自动断电时间时，控制***自动断开碎纸机电源。

上述专利中的自动断电控制***采用数字处理芯片进行控制，检测和控制电源开关的通断。在该***运行的过程中，不论电源开关通或断，数字处理芯片由于要检测电源开关的按下与否，始终处在未完全断电状态。其为数字处理芯片提供电源的弱点部分在电源开关未按下的状态下即处在通电状态，无法达到在电源开关断开的情况下***完全断电的安全性要求和***能源的零消耗。

由于市场对碎纸机产品安全性和能源消耗越来越高的要求下，目前的自动断电***存在严重的安全隐患和资源浪费。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有的碎纸机的自动断电***所存在的上述问题，而提出了一种可实现碎纸机完全断电，减低***待机能源消耗、提高***断电后的安全性和可靠性的自动断电***。

本发明的第二个目的是针对现有的碎纸机的自动断电方法所存在的上述问题，而提出来一种可实现碎纸机完全断电，减少***待机能源消耗的自动断电方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种碎纸机的自动断电***，连接在碎纸机的电机工作电路M3上，该***包括用于切换电路通断状态的开关电路M0以及联接在一起的开关信号电路M1和控制电路M2，开关电路M0分别与开关信号电路M1和控制电路M2相联接；电源输入后通过开关电路M0对开关信号电路M1及控制电路M2供电，开关信号电路M1用于为控制电路M2提供表示开关电路M0通断状态的控制信号，控制电路M2可根据该控制信号来切换开关电路M0的通断状态，并且在碎纸机的待机状态超过设定时间时控制电路M2可将开关电路M0切断，其特征在于，所述的开关电路M0包括一个双路不带自锁的电源开关S1和继电器J，上述的继电器J包括有触点组一J1和触点组二J2，电源的正极和负极分别与触点组一J1的第一常开触点J11和触点组二J2的第二常开触点J23连接后接在电机工作电路M3的两端；所述的电源开关S 1包括有连接于不同线路内并同步工作的第一开关S11和第二开关S12，第一开关S11与触点组一J1中的第一常闭触点J12串接后并联在第一常开触点J11的两端，第二开关S12与触点组二J2中的第二常闭触点J24串接后并联在第二常开触点J23的两端，上述的开关信号电路M1的输入端连接在第一开关S11和第一常闭触点J12之间，所述的开关信号电路M1包括一个光电耦合器U2和串接在一起的第一分压电阻R1、第二分压电阻R11，光电耦合器U2初级面的一端与第二常开触点J23和第二常闭触点J24的公共端连接，另一端连接在第一常闭触点J12与第一开关S11之间；次级面与第一分压电阻R1和第二分压电阻R11串接后接地，上述的控制电路M2的输入端连接在第一分压电阻R1和第二分压电阻R11的公共端，所述的开关信号电路M1中还设有一滤波电容C1，上述的滤波电容C1与第一分压电阻R1并联。

开关电路M0接通时，可使碎纸机的电机工作电路M3进入工作状态，并由开关信号电路M1根据开关电路M0的通断状况对控制电路M2发出控制信号。控制电路M2接收到开关信号电路M1发出的控制信号后再结合碎纸机本身所处在的状态来作逻辑处理，根据处理的结果控制开关电路M0的通断以及电流的流通线路。同时，碎纸机处于待机状态的时间超过***设定时间时，控制电路M2可将开关电路M0切断，同样能使整个***处于完全断电状态。

继电器J包括有两组单刀双掷触点，分别为触点组一J1和触点组二J2，并且每组触点组均包含有一个常开触点和一个常闭触点。电源开关S1为双路开关，工作人员在操作电源开关S1时，其两个线路上的开关S11和开关S12进行同步工作，并可在工作人员松手后自动复位。

碎纸机未开启时，继电器J的两个触点组J1、J2中的常闭触点J12、J24闭合，当电源开关S1按下时，电源开关S1两个线路上分别与常闭触点J12和J24串接的开关S11和S12闭合，电流首先通过S11、J12和S12、J24对电机工作电路M3供电，使机器启动。与此同时开关信号电路M1对控制电路M2发出一个控制信号，该控制信号表示着电源开关S1处于闭合状态及机器处于启动状态，控制电路M2接收到该控制信号后使继电器J的两个常开触点J11和J23吸合，吸合后电源将改为由继电器J的常开触点J11和J23给电机工作电路M3供电。松开电源开关S1后，机器正常启动。

当***处在已启动状态时，此时继电器J的两个常开触点J11和J23已经吸合，吸合后在电源开关S1未按下之时，电流无法通过开关信号电路M1，开关信号电路M1也无法对控制电路M2发出控制信号，故机器正常工作；一旦电源开关S1被按下，电流通过开关S11流入开关信号电路M1中，开关信号电路M1产生控制信号通知控制电路M2，在正常启动之后状态下，控制电路M2将自动断开常开触点J11和J23，继电器J的常闭触点J12和J24吸合，同时控制电路M2拒绝执行其他命令，一旦松开电源开关S1后，***即可达到断电目的。

另一种情况，当***处在已启动状态时并且不依靠手动断电时，可利用***进入待机状态后进行自动断电。***进入待机状态时，常开触点J11和J23吸合，开关S11和开关S12依旧处于断开状态，一旦***待机时间超过***所设定的时间，控制电路M2即可断开常开触点J11和J23，而此时虽然常闭触点J12和J24闭合，但是由于开关S11和开关S12处于断开状态，***依旧能实现完全断电。

开关S11闭合后，电流通过开关S11输入到光电耦合器U2的初级面，并与电源负极之间形成回路，使光电耦合器U2的发光端发光，以此将输入的电信号转换为光信号传给光电耦合器U2次级面的接收端。光电耦合器U2次级面的接收端再将光信号转换成电信号输出，整个转化过程中没有电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离作用。每次开关S11按下时，均可在分压电阻R1和R11的作用下，对控制电路M2的输入端输出一个表示开关S11还处在按下状态的控制信号。

在上述的一种碎纸机的自动断电***中，所述的控制电路M2包括中央处理器U1和线圈驱动电路，上述的中央处理器U1包括有开关信号输入端RA3和与线圈驱动电路连接的控制信号输出端RA2，开关信号输入端RA3与开关信号电路M1连接。

在上述的一种碎纸机的自动断电***中，所述的线圈驱动电路包括有三极管Q及继电器J的线圈J3，三极管Q的基极连接在控制信号输出端RA2上，三极管Q的集电极与继电器J的线圈J3串接，发射极接地。

控制电路M2的开关信号输入端RA3接收到开关信号电路M1发出的代表电源开关S1状态的控制信号后，再结合机器本身处在的状态来做逻辑处理，当中央处理器U1对所处的状态作出判断时，会相应改变控制信号输出端RA2的高电平或低电平，以此来控制三极管Q的导通或截断。控制信号输出端RA2为高电平时，三极管Q的集电极与发射极导通，相应的继电器J的线圈J3导通，从而控制常开触点J11和常开触点J23吸合。相反，控制信号输出端RA2为低电平时，继电器J的线圈J3断开，常开触点J11和常开触点J23断开，而常闭触点J12和J24吸合。

作为一种较好的方案，在上述的一种碎纸机的自动断电***中，所述的控制电路M2中还设有一自动断电时间的设定电路，与中央处理器U1相连。该设定电路可在碎纸机上引出外部按键，方便用户自己设定自动断电的时间。

在上述的一种碎纸机的自动断电***中，所述的继电器J的线圈J3上还并联有一个硅二极管D2，硅二极管D2的正向接地。硅二极管D2的作用是去除继电器J的线圈J3在放电时产生的反向脉冲干扰电源，防止继电器J在反向电压误动作。

一种碎纸机的自动断电方法，所述的碎纸机包括电源、联接在一起的电机和控制***，电源对电机和控制***供电，所述的控制***中设有控制电路通断状况的电源开关S1，其特征在于，在碎纸机接通电源的状态下，所述的控制***执行自动断电的操作包括如下步骤：

a、碎纸机进入待机计时状态：开启关机计时，同时进行下一步骤；

b、电源开关S1检测：如果电源开关S1处于闭合状态，自动断开机器电源；如果电源开关S1断开，进入下一步骤；

c、电机工作要求检测：如果有碎纸命令，进入工作状态，工作命令完成后返回步骤a；如果无碎纸命令，进入下一步骤；

d、时间比较：比较电机待机时间T2与控制***中存储的自动断电时间T1的逻辑大小关系，若待机时间T2小于自动断电时间T1，则返回步骤b；若待机时间T2大于自动断电时间T1，则进入下一步骤；

e、断开电源：控制***发出超时信号，自动断开机器电源。

控制***中有两条线路可对电机供电，碎纸机进入工作状态或待机状态时，控制***控制电源从其中一条线路对电机供电，电源开关S1位于另一条线路上并处于断开状态。一旦控制***检测到电源开关S1闭合，控制***将原先对电机供电的线路断开，由设有电源开关S1的线路暂时对电机供电，电源开关S1断开后，两条线路均无法对电机供电，碎纸机实现完全断电。同样，当碎纸机处在待机状态时，一旦待机时间T2超过自动断电时间T1时，同样可触发控制***将原先对电机供电的线路断开，而此时电源开关S1并无任何动作，始终处于断开状态。这样一来，碎纸机同样可以依靠自动断电来实现完全断电。

在上述的一种碎纸机的自动断电方法中，步骤d中所述的存储于控制***中的自动断电时间还包括步骤：

I、设定时间，通过设定电路引出碎纸机的外部按键设定自动断电时间T1；

II、存储时间，通过控制***对设定电路设定的自动断电时间T1进行存储。

用户可根据不同的需要自由设定碎纸机待机后自动断电时间T1。

在上述的一种碎纸机的自动断电方法中，步骤d中所设定的自动断电时间T1为0～30分钟。自动断电时间T1的设定范围处于0～30分钟之间是较为合理的。

与现有技术相比，本发明所提供的这种自动断电***及断电方法的有益效果在于：

1、能源消耗低，该***在电源开关S1断开的状态下，真正实现了系***的完全断电，提高了产品的安全性、可靠性和实现了对产品降低能源消耗的要求。

2、安全性能高，开关信号电路M1采用光电耦合器U2传输电信号，整个转化过程中没有电气连接，对输入、输出电信号有良好的隔离作用，同时大大加强了整个***的安全性。

3、功能多样，控制电路M2由单片计算机实现，功能多样，可根据客户要求更改自动断电等待时间。

附图说明

图1是本碎纸机的自动断电***的电路原理方框图。

图2是本碎纸机的自动断电***的电路图。

图3是本碎纸机的自动断电方法的逻辑流程示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参阅图1，图1为本碎纸机自动断电***的电路原理方框图，如图所示，该自动断电***连接在碎纸机的电机工作电路M3上，包括用于切换电路通断状态的开关电路M0以及联接在一起的开关信号电路M1和控制电路M2，开关电路M0分别与开关信号电路M1和控制电路M2相联接；市电输入后通过开关电路M0对开关信号电路M1及控制电路M2供电，本实施例中，***采用市电作为电源进行供电。

开关信号电路M1用于为控制电路M2提供表示开关电路M0通断状态的控制信号，控制电路M2可根据该控制信号来切换开关电路M0的流通线路，并且在碎纸机的电机工作电路M3的待机时间超过设定时间时控制电路M2可将开关电路M0切断。

图2是本碎纸机的自动断电***的具体电路图，如图所示，开关电路M0包括一个双路不带自锁的电源开关S1和继电器J，继电器J包括有常开触点J11、J23和常闭触点J12、J24，电源开关S1包括有连接于不同线路内的开关S11和开关S12，开关S11和开关S12始终同步工作。市电的火线经过闸门开关S2和保险丝F1后，再通过常开触点J11后接入电机工作电路M3中，其零线通过常开触点J23后接入电机工作电路M3中。同时火线还可以经由开关S11和常闭触点J12的串接线路接入到电机工作电路M3中。同样，零线也可经由开关S12和常闭触点J24连入到电机工作电路M3中。

开关信号电路M1包括一个光电耦合器U2、分压电阻R1和R11，开关电路M0与开关信号电路M1之间设有一个限流电阻R2，该限流电阻R2的一端连接在开关S11和常闭触点J12之间，另一端与光电耦合器U2初级面的输入端连接，光电耦合器U2初级面的输出端正向串接一个硅二极管D1后接在市电的零线上。光电耦合器U2次级面的输出端依次串接分压电阻R11和R1后接地，分压电阻R11和R1之间还设有信号输出端KEY端。分压电阻R1上还并联接有一个滤波电容C1，滤波电容C1起到去杂波干扰的作用。D1用于限制市电单向流过开关信号电路M1，防止光电耦合器U2的发光端被市电反向电压击毁。

控制电路M2包括有中央处理器U1，三极管Q及继电器J的线圈J3，中央处理器U1上设有开关信号输入端RA3和控制信号输出端RA2，控制信号输出端RA2串接一个限流电阻R3后接在三极管Q的基极上，三极管Q的集电极与继电器J的线圈J3串接，并且发射极接地；开关信号输入端RA3与开关信号电路M1中的KEY端连接。

本实施例中，图2中所标的VDD即市电通过变压器出来的交流低压电经桥堆整流和电容滤波稳压后产生的直流稳压电源，电压约为+12V左右。由于布线需要，在光电耦合器U2的接收端接了VDD；由于继电器需要+12V左右才能驱动，故继电器线圈端接了VDD。

碎纸机未开启时，继电器J的常开触点J11、J23和常闭触点J12、J24处于如图2所示状态，常闭触点J12、J24吸合，而常开触点J11、J23断开，继电器J的线圈J3未通电，KEY端为低电平。

关闭闸门开关S2，当电源开关S1按下时，电源开关S1两个线路上的开关S11和开关S12同时闭合，市电首先通过S11、J12和S12、J24对电机工作电路M3供电，使机器启动。同时市电还可以通过限流电阻R2这一路在KEY端产生一个5V左右的高电平控制信号，通知中央处理器U1开关S11和开关S12还处在按下状态。中央处理器U1的开关信号输入端RA3接收到该控制信号后，再结合机器本身处在的状态来做逻辑处理，当中央处理器U1对所处的状态作出判断时，使控制信号输出端RA2处于高电平，三极管Q的集电极与发射极导通，线圈J3导通。线圈J3导通后，使常开触点J11和J23吸合。常闭触点J12和J24断开，此时市电将改为由继电器J的常开触点J11和J23给电机工作电路M3供电。松开电源开关S1后，机器正常启动。

当***处在已启动状态时，此时继电器J的两个常开触点J11和J23已经吸合，吸合后在电源开关S1未按下之时，市电无法通过限流电阻R2这一路在KEY端产生高电平控制信号，故机器正常工作；一旦电源开关S1被按下，市电流经开关S11，并使限流电阻R2这一路流通，KEY端产生高电平的控制信号通知中央处理器U1电源开关S1处在按下状态。中央处理器U1结合电机工作电路M3的工作状态对三极管Q的基极发出低电平，将三极管Q截断。线圈J3被断开后，常开触点J11和J23断开，相应的常闭触点J12和J24吸合，同时中央处理器U1拒绝执行其他命令，一旦松开电源开关S1后，***即可达到断电目的。

以上所述的就是***完全依靠手动操作实现***的完全断电过程，另一种情况，***进入待机状态后还可以进行自动断电。当***工作在待机状态时，将自动开始关机计时，此时常开触点J11和J23吸合，开关S11和开关S12依旧处于断开状态，一旦***待机时间超过***所设定的时间，中央处理器U1的控制信号输出端RA2输出低电平，线圈J3断开，常开触点J11和J23断开，而此时虽然常闭触点J12和J24吸合，但是由于开关S11和开关S12处于断开状态，***依旧能实现完全断电。

参考图3，图3是本碎纸机的自动断电方法的逻辑流程示意图。所述的碎纸机采用市电进行供电，控制***中有两条由继电器触点控制通断的线路对电机供电，控制***控制继电器触点的吸合和断开，其中一条线路上设有电源开关S1。

如图所示，碎纸机在进行实际操作时，其实现自动断电的方法步骤如下：a、闭合市电输入闸门；b、闭合电源开关S1；c、进行电源开关S1检测：检测电源开关S1是否处于闭合状态，如果是断开状态，返回步骤b；如果是闭合状态，市电通过电源S1和常闭触点对电机工作电路M3供电，使机器启动并初始化，并进行下一步骤；同时控制***还可接受到一个高电平控制信号，表示电源开关S1还处在按下状态。d、继电器线路切换：控制***断开常闭触点，吸合常开触点，使市电通过另一条线路对电机供电，同时执行等待命令；e、再次进行电源开关S1检测：如果是闭合状态，返回步骤d；如果处于断开状态，进入下一步骤；f、开启关机计时：***进入待机状态，同时进行下一步骤；g、进行电源开关S检测：如果电源开关S1处于闭合状态，自动关闭机器电源；如果电源开关S1断开，进入下一步骤；h、进行工作要求检测：如果有碎纸命令，进入工作状态，工作命令完成后返回步骤f；如果无碎纸命令，进入下一步骤；i、时间比较：设定自动断电时间T1，同时通过控制***对设定的自动断电时间T1进行存储，比较电机待机时间T2与控制***中存储的自动断电时间T1的逻辑大小关系，若时间T2小于时间T1，则返回步骤g；若时间T2大于时间T1，则进入下一步骤；本实施例中，自动断电的时间T1为30分钟；j、断开电源：控制***发出超时信号，自动断开机器电源。

作为一种较好的方案，中央处理器U1上还连接有一自动断电时间的设定电路，该设定电路可在碎纸机上引出外部按键，方便用户自己设定自动断电的时间T1。

继电器J的线圈J3上还可并联有一个硅二极管D2，硅二极管D2的正向接地。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种碎纸机的自动断电***，连接在碎纸机的电机工作电路(M3)上，该***包括用于切换电路通断状态的开关电路(M0)以及联接在一起的开关信号电路(M1)和控制电路(M2)，开关电路(M0)分别与开关信号电路(M1)和控制电路(M2)相联接；电源输入后通过开关电路(M0)对开关信号电路(M1)及控制电路(M2)供电，开关信号电路(M1)用于为控制电路(M2)提供表示开关电路(M0)通断状态的控制信号，控制电路(M2)可根据该控制信号来切换开关电路(M0)的通断状态，并且在碎纸机的待机状态超过设定时间时控制电路(M2)可将开关电路(M0)切断，其特征在于，所述的开关电路(M0)包括一个双路不带自锁的电源开关(S1)和继电器(J)，上述的继电器(J)包括有触点组一(J1)和触点组二(J2)，电源的正极和负极分别与触点组一(J1)的第一常开触点(J11)和触点组二(J2)的第二常开触点(J23)连接后接在电机工作电路(M3)的两端；所述的电源开关(S1)包括有连接于不同线路内并同步工作的第一开关(S11)和第二开关(S12)，第一开关(S11)与触点组一(J1)中的第一常闭触点(J12)串接后并联在第一常开触点(J11)的两端，第二开关(S12)与触点组二(J2)中的第二常闭触点(J24)串接后并联在第二常开触点(J23)的两端，上述的开关信号电路(M1)的输入端连接在第一开关(S11)和第一常闭触点(J12)之间，所述的开关信号电路(M1)包括一个光电耦合器(U2)和串接在一起的第一分压电阻(R1)、第二分压电阻(R11)，光电耦合器(U2)初级面的一端与第二常开触点(J23)和第二常闭触点(J24)的公共端连接，另一端连接在第一常闭触点(J12)与第一开关(S11)之间；次级面与第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R11)串接后接地，上述的控制电路(M2)的输入端连接在第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R11)的公共端，所述的开关信号电路(M1)中还设有一滤波电容(C1)，上述的滤波电容(C1)与第一分压电阻(R1)并联。

2.根据权利1所述的一种碎纸机的自动断电***，其特征在于，所述的控制电路(M2)包括中央处理器(U1)和线圈驱动电路，上述的中央处理器(U1)包括有开关信号输入端(RA3)和与线圈驱动电路连接的控制信号输出端(RA2)，开关信号输入端(RA3)与开关信号电路(M1)连接。

3.根据权利2所述的一种碎纸机的自动断电***，其特征在于，所述的线圈驱动电路包括有三极管(Q)及继电器(J)的线圈(J3)，三极管(Q)的基极连接在控制信号输出端(RA2)上，三极管(Q)的集电极与继电器(J)的线圈(J3)串接，发射极接地。

4.根据权利2或3所述的一种碎纸机的自动断电***，其特征在于，所述的控制电路(M2)中还设有一自动断电时间的设定电路，与中央处理器(U1)相连。

5.根据权利3所述的一种碎纸机的自动断电***，其特征在于，所述的继电器(J)的线圈(J3)上还并联有一个硅二极管(D2)，硅二极管(D2)的正向接地。

6.一种碎纸机的自动断电方法，所述的碎纸机包括电源、联接在一起的电机和控制***，电源对电机和控制***供电，所述的控制***中设有控制电路通断状况的电源开关(S1)，其特征在于，在碎纸机接通电源的状态下，所述的控制***执行自动断电的操作包括如下步骤：

a、碎纸机进入待机计时状态：开启关机计时，同时进行下一步骤；

b、电源开关(S1)检测：如果电源开关(S1)处于闭合状态，自动断开机器电源；如果电源开关(S1)断开，进入下一步骤；

c、电机工作要求检测：如果有碎纸命令，进入工作状态，工作命令完成后返回步骤a；如果无碎纸命令，进入下一步骤；

d、时间比较：比较电机待机时间T2与控制***中存储的自动断电时间T1的逻辑大小关系，若待机时间T2小于自动断电时间T1，则返回步骤b；若待机时间T2大于自动断电时间T1，则进入下一步骤；

e、断开电源：控制***发出超时信号，自动断开机器电源。

7.根据权利要求6所述的一种碎纸机的自动断电方法，其特征在于，步骤d中所述的存储于控制***中的自动断电时间还包括步骤：

I、设定时间，通过设定电路引出碎纸机的外部按键设定自动断电时间T1；

II、存储时间，通过控制***对设定电路设定的自动断电时间T1进行存储。

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