CN204180041U - 一种近距离红外感应控制***及其近距离红外感应开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气装置技术领域，尤其是一种近距离红外感应控制***及其近距离红外感应开关。其中，控制***包括高压电源输入电路、脉冲调制及降压电路、整流放大电路、主控电路、信号发射及接收电路和调制驱动电路；高压电源输入电路输出300V直流电，脉冲调制及降压电路将300V直流电降压后分别向整流放大电路和调制驱动电路提供12V直流电，同时，脉冲调制及降压电路通过整流放大电路向主控电路输出PWM调制信号，主控电路在接收到信号发射及接收电路所反馈的信号后控制调制驱动电路动作。本实用新型在当有障碍物处于预设的感应距离(如5cm以内)内时，则可触发整个***动作；其不但可以实现PWM调制控制，降低损耗，也可实现整个***的高低压隔离，保证安全性能。

Description

一种近距离红外感应控制***及其近距离红外感应开关

技术领域

本实用新型涉及电气装置技术领域，尤其是一种近距离红外感应控制***及基于此控制***所形成的近距离红外感应开关。

背景技术

众所周知，灯具或门体等装置的控制开关大都为机械式开关，其被安装于建筑物的墙壁、地板等位置上，通过按压等接触方式进行开关的通断控制，进而实现对相应装置的控制。

目前，市面上的此类开关普遍存在如下问题：1、硬件结构复杂、拆装维护极为不便；2、由于是采用接触的方式进行通断控制，故而容易发生交叉感染的问题且使用的便利性较差；3、电路结构复杂、成本高、稳定性差；4、由于采用机械部件进行控制，导致开关件容易老化、损坏，严重缩减了开关的使用寿命；5、强弱电无法实现隔离，开关本身会消耗部分电量，而且容易对人身造成安全威胁。另外，传统的感应开关也存在：控制距离远、不易掌控，反应灵敏度差，容易误触发或不触发。

因此，有必要对现有的机械开关和感应开关提出改进方案，以满足其实际的使用需要。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单、灵敏度高、控制方便、能耗低的近距离红外感应控制***；本实用新型的另一个目的在于提供一种基于上述控制***所形成的近距离红外感应开关，其具有结构简单、操作方便、成本低廉、安全可靠等特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种近距离红外感应控制***，它包括

用于连接外部电源的高压电源输入电路；

连接于高压电源输入电路的输出端的脉冲调制及降压电路；

通过整流放大电路与脉冲调制及降压电路相连接的主控电路；

通过整流放大电路与主控电路相连接的信号发射及接收电路；所述信号发射及接收电路包括一红外发射灯珠和一红外接收灯珠

同时与脉冲调制及降压电路和主控电路相连接的调制驱动电路；

所述高压电源输入电路将外部电源输入的220V交流电整流为300V直流电，所述脉冲调制及降压电路将300V直流电降压后分别向整流放大电路和调制驱动电路提供12V直流电，同时，所述脉冲调制及降压电路通过整流放大电路向主控电路输出PWM调制信号，所述主控电路通过整流放大电路控制信号发射及接收电路，所述主控电路在接收到信号发射及接收电路所反馈的信号后控制调制驱动电路动作。

优选地，所述脉冲调制及降压电路的输入端和输出端之间还连接有用于调整脉冲调制及降压电路的占空比的电压反馈电路。

优选地，所述高压电源输入电路包括整流桥堆U1和高压电容CD1，所述高压电容CD1连接于整流桥堆U1的正负极之间，所述整流桥堆U1的正极与脉冲调制及降压电路的输入端连接。

优选地，所述脉冲调制及降压电路包括变压器TR1、第三电阻R3和第一二极管D1，所述第三电阻R3和第一二极管D1串联后连接于变压器TR1的初级侧，所述第三电阻R3还同时并联有第二电阻R2和第一电容C1；

所述变压器TR1的次级侧通过第二二极管D2分别与整流放大电路的输入端、调制驱动电路的输入端和电压反馈电路的输入端连接。

优选地，所述整流放大电路包括依次连接的电子滤波单元、一级放大单元和二级放大单元，所述电子滤波单元的输入端连接于脉冲调制及降压电路的输出端，所述二级放大单元的输出端与主控电路连接，所述信号发射及接收电路连接于一级放大单元的输入端。

优选地，所述调制驱动电路包括一继电器K1。

优选地，所述电压反馈电路包括顺序连接于脉冲调制及降压电路的输入端和输出端之间的电源管理芯片U2和光电耦合器UA。

一种近距离红外感应开关，它包括一顶侧面呈开口结构的外壳体，所述外壳体内设置有电路板，所述电路板上集成有上述的一种近距离红外感应控制***，所述红外发射灯珠和红外接收灯珠并排的设置于电路板的上表面，所述外壳体的开口处设置有用于罩设红外发射灯珠和红外接收灯珠的透明罩板。

优选地，所述红外发射灯珠和红外接收灯珠上均套接有吸光套管。

优选地，所述透明罩板为玻璃材质或亚克力材质。

由于采用了上述方案，本实用新型的有益效果为：

1、通过最终的信号发射及接收电路实现其感应信号采集、反馈功能，当手指、人体等障碍物进入到整个***的预定感应范围内时，则可触发整个***的动作，感应范围根据主控电路和整流放大电路进行调整，如设置于5cm范围内，从而实现了***或开关的近距离控制，避免了由于采用接触式控制而造成控制不变或交叉感染的问题；

2、通过采用反馈电压电路以及PWM调制控制方式，使得***或开关在静态状态下的电能损耗只有0.08W，基本无耗电问题的发生，达到了节能环保的效果；

3、通过脉冲调制及降压电路实现高低压隔离(即强弱电隔离)，将220V/AC电压转换为12V/DC、5V/DC等安全电压，提高了整个***或开关的安全性能；

4、基于控制***所形成的感应开关，具有结构简单、成本低廉、控制方便等优点，具有很强的实用性和市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的控制***的原理框图；

图2是本实用新型实施例的控制***的电路结构图；

图3是本实用新型实施例的感应开关的结构分解示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，本实施例的近距离红外感应控制***，它包括：

高压电源输入电路1，用于连接外部电源，对外部电源输入的220V/AC电压进行整流，并输出300V/DC电压；

脉冲调制及降压电路2，用于将由高压电源输出电路1输出的300V/DC电压降压为12V/DC电压以向各个电路的电子元器件提供工作电压，同时输出PWM调制信号并实现高低压隔离，其连接于高压电源输入电路1的输出端的；

整流放大电路3,用于将PWM调制信号进行滤波、放大处理以及对信号发射及接收电路4反馈的动作信号进行放大,以输送至主控电路5；

信号发射及接收电路4,通过感应预定距离内的障碍物将信号通过整流放大电路3反馈至主控电路5；

主控电路5,其包括一单片机U3，用于根据整个***的PWM调制信号实现***核心控制并根据信号发射及接收电路4反馈的信号控制调制驱动电路6动作；

调制驱动电路6,用于整个***的对外通断控制；

其中，主控电路5通过整流放大电路3与脉冲调制及降压电路2相连接；信号发射及接收电路4通过整流放大电路3与主控电路5相连接的；调制驱动电路6同时与脉冲调制及降压电路2和主控电路5相连接。

如此，经由高压电源输入电路1输入的220V交流电，在经过整流后变为300V直流电，然后由脉冲调制及降压电路2进行降压，从而形成各个相关电路正常工作所需的12V或5V直流电；同时，脉冲调制及降压电路2可通过整流放大电路3向主控电路5输出PWM调制信号，而主控电路5则可通过整流放大电路3控制信号发射及接收电路4发射信号，当有手指、人体等障碍物进入信号发射及接收电路4的预定范围(如5cm以内)内时，信号发射及接收电路4将信号通过整流放大电路3反馈给主控电路5，主控电路5在接收反馈信号后控制调制驱动电路6动作，从而实现整个开关对灯具、门体等装置的控制。本实施例的感应距离可根据主控电路5和整形放大电路3进行调控，以便于实现近距离感应控制，便免了***的误触发以及避免传统电器开关由于采用接触式控制而容易造成污染或交叉感染等问题。

为避免整个***的静态损耗，使整个***达到节能环保的效果，在脉冲调制及降压电路2的输入端和输出端之间还连接有用于调整脉冲调制及降压电路2的占空比的电压反馈电路7，电压反馈电路7实时采集整个电路的电压状态，当无障碍物进入预定范围内时，脉冲调制及降压电路2可根据电压反馈电路7反馈的信号调整占空比，使得整个***处于静态状态下，经过检测，此状态下的控制***的能耗在0.08W内，基本不存在耗电损失的问题。

为优化整个电路的结构，如图2并结合图1所示：

本实施例的高压电源输入电路1包括整流桥堆U1和高压电容CD1，高压电容CD1连接于整流桥堆U1的正负极之间，而整流桥堆U1的正极则与脉冲调制及降压电路2的输入端连接。

本实施例的脉冲调制及降压电路2包括变压器TR1、第三电阻R3和第一二极管D1；其中，第三电阻R3和第一二极管D1串联后连接于变压器TR1的初级侧，第三电阻R3还同时并联有第二电阻R2和第一电容C1；同时，变压器TR1的次级侧通过第二二极管D2分别与整流放大电路3的输入端、调制驱动电路6的输入端和电压反馈电路7的输入端连接。

本实施例的整流放大电路3则包括依次连接的由第一三极管Q1、第四电阻R4、第二电容C2和第一肖特基二极管DZ1等元件构成的电子滤波单元31，由第二三极管Q2等元件构成的一级放大单元32和由第四三极管等元件构成的二级放大单元33；其中，电子滤波单元31的输入端连接于脉冲调制及降压电路2的输出端，二级放大单元33的输出端与主控电路5连接，信号发射及接收电路4则连接于一级放大单元32的输入端。

本实施例的信号发射及接收电路4包括一红外发射灯珠LED2和一红外接收灯珠LED1。

本实施例的调制驱动电路6包括一继电器K1。

本实施例的电压反馈电路7则包括顺序连接于脉冲调制及降压电路2的输入端和输出端之间的LNK364PN型电源管理芯片U2和PC817型光电耦合器UA。

基于上述控制***，本实用新型实施例还提供了一种近距离红外感应开关，如图3所示并结合图1和图2，它包括一顶侧面呈开口结构的外壳体a，在外壳体a内设置有电路板b，在电路板b上集成有上述的一种近距离红外感应控制***；其中，红外发射灯珠LED2和红外接收灯珠LED1并排的设置于电路板b的上表面，在外壳体a的开口处设置有用于罩设红外发射灯珠LED2和红外接收灯珠LED1的透明罩板c；如此，可利用透明罩板c将整个开关的内部元件进行的封闭，以保证不受到外部环境的干扰；同时，通过透明罩板c进行光线的透射。

为保证光线被发射和被反射的效果，本实施例的透明罩板c可根据实际生产或设计情况采用玻璃材质或亚克力材质。为能够良好的控制散射光和反射光，在红外发射灯珠LED2和红外接收灯珠LED1上均套接有由黑色塑胶材料制成的吸光套管d。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种近距离红外感应控制***，其特征在于：它包括

用于连接外部电源的高压电源输入电路；

连接于高压电源输入电路的输出端的脉冲调制及降压电路；

通过整流放大电路与脉冲调制及降压电路相连接的主控电路；

通过整流放大电路与主控电路相连接的信号发射及接收电路，所述信号发射及接收电路包括一红外发射灯珠和一红外接收灯珠；

同时与脉冲调制及降压电路和主控电路相连接的调制驱动电路；

所述高压电源输入电路将外部电源输入的220V交流电整流为300V直流电，所述脉冲调制及降压电路将300V直流电降压后分别向整流放大电路和调制驱动电路提供12V直流电，同时，所述脉冲调制及降压电路通过整流放大电路向主控电路输出PWM调制信号，所述主控电路通过整流放大电路控制信号发射及接收电路，所述主控电路在接收到信号发射及接收电路所反馈的信号后控制调制驱动电路动作。

2.如权利要求1所述的一种近距离红外感应控制***，其特征在于：所述脉冲调制及降压电路的输入端和输出端之间还连接有用于调整脉冲调制及降压电路的占空比的电压反馈电路。

3.如权利要求2所述的一种近距离红外感应控制***，其特征在于：所述高压电源输入电路包括整流桥堆(U1)和高压电容(CD1)，所述高压电容(CD1)连接于整流桥堆(U1)的正负极之间，所述整流桥堆(U1)的正极与脉冲调制及降压电路的输入端连接。

4.如权利要求2所述的一种近距离红外感应控制***，其特征在于：所述脉冲调制及降压电路包括变压器(TR1)、第三电阻(R3)和第一二极管(D1)，所述第三电阻(R3)和第一二极管(D1)串联后连接于变压器(TR1)的初级侧，所述第三电阻(R3)还同时并联有第二电阻(R2)和第一电容(C1)；

所述变压器(TR1)的次级侧通过第二二极管(D2)分别与整流放大电路的输入端、调制驱动电路的输入端和电压反馈电路的输入端连接。

5.如权利要求2所述的一种近距离红外感应控制***，其特征在于：所述整流放大电路包括依次连接的电子滤波单元、一级放大单元和二级放大单元，所述电子滤波单元的输入端连接于脉冲调制及降压电路的输出端，所述二级放大单元的输出端与主控电路连接，所述信号发射及接收电路连接于一级放大单元的输入端。

6.如权利要求2所述的一种近距离红外感应控制***，其特征在于：所述调制驱动电路包括一继电器(K1)。

7.如权利要求2所述的一种近距离红外感应控制***，其特征在于：所述电压反馈电路包括顺序连接于脉冲调制及降压电路的输入端和输出端之间的电源管理芯片(U2)和光电耦合器(UA)。

8.一种近距离红外感应开关，它包括一顶侧面呈开口结构的外壳体，所述外壳体内设置有电路板，其特征在于：所述电路板上集成有如权利要求1-7中任一项所述的一种近距离红外感应控制***，所述红外发射灯珠和红外接收灯珠并排的设置于电路板的上表面，所述外壳体的开口处设置有用于罩设红外发射灯珠和红外接收灯珠的透明罩板。

9.如权利要求8所述的一种近距离红外感应开关，其特征在于：所述红外发射灯珠和红外接收灯珠上均套接有吸光套管。

10.如权利要求8所述的一种近距离红外感应开关，其特征在于：所述透明罩板为玻璃材质或亚克力材质。