一种静电感应开关 |
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| 申请号 | CN201710131565.7 | 申请日 | 2017-03-07 | 公开(公告)号 | CN107046419A | 公开(公告)日 | 2017-08-15 |
| 申请人 | 王世朝; | 发明人 | 王世朝; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种静电感应 开关 ，包括静电感应器、电容、 信号 处理 电路 、开关电路和电源；静电感应器分别与电容的一端和 信号处理 电路的输入端连接，电容的另一端接地，信号处理电路的输出端与开关电路的输入端连接；静电感应器在静电体进入感应范围时感应静电，电容储存静电并产生 电压 信号，信号处理电路对电压信号进行预处理，开关电路根据经过预处理的电压信号实现通断，电源给信号处理电路和开关电路供电。本发明基于静电感应的原理，能够根据静电来控制电路的通断，不需要发声、不易受外界环境干扰，具有节能、小巧、成本低、使用简便的特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种静电感应开关，其特征在于，包括静电感应器、电容、信号处理电路、开关电路和电源； |
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| 说明书全文 | 一种静电感应开关技术领域[0001] 本发明涉及开关领域，尤其涉及一种静电感应开关。 背景技术[0002] 目前现在的感应开关有很多，如声控开关、红外感应开关等，其中，声控开关必须要有一定音量才可以打开，过一会关闭后还得再发声，这样会给用户的使用带来不便，而且声控开关容易受到声音干扰而误动作；红外感应开关必须有一定量的红外热源(如人体热量散发)才可打开，如果周围有干扰热源或夏天天气太热时也容易受到干扰而误动作，或者人体热量被厚衣服隔绝时容易使开关不动作。 发明内容[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种静电感应开关，包括静电感应器、电容、信号处理电路、开关电路和电源；所述静电感应器分别与电容的一端和信号处理电路的输入端连接，所述电容的另一端接地，所述信号处理电路的输出端与所述开关电路的输入端连接； [0005] 所述静电感应器，用于在静电体进入感应范围时感应静电；所述电容，用于储存静电并产生电压信号；所述信号处理电路，用于对所述电压信号进行预处理；所述开关电路，用于根据经过预处理的电压信号实现通断；所述电源，用于给所述信号处理电路和开关电路供电。 [0006] 本发明的有益效果是：本发明通过静电感应器在静电体进入感应范围时感应静电，通过电容储存静电并产生电压信号；通过信号处理电路对所述电压信号进行预处理，开关电路根据经过预处理的电压信号实现通断，本发明基于静电感应的原理，能够根据静电来控制电路的通断，不需要发声、不易受外界环境干扰，具有节能、小巧、成本低、使用简便的特点。 [0007] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。 [0008] 进一步，还包括泄放电阻，所述泄放电阻与所述电容并联。 [0009] 采用上述进一步方案的有益效果是，给电容提供一个消耗能量的通路，保障电路安全。 [0010] 进一步，所述信号处理电路包括电压跟随电路、滤波电路和电压放大电路；所述电压跟随电路的输入端连接静电感应器和电容C1的公共端，所述电压跟随电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与电压放大电路的输入端连接，所述电压放大电路的输出端与开关电路的输入端连接。 [0011] 进一步，所述开关电路包括驱动电路和继电器；所述继电器的线圈两端与所述驱动电路连接，用于根据驱动信号控制继电器触点的通断。 [0012] 进一步，所述继电器为磁保持继电器。 [0014] 进一步，所述电源包括电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、稳压管D1、稳压管D2、二极管D3和二极管D4，220V交流电源的两个输入端之间串联有电容C2、电容C3、电容C4和电容C5，二极管D3的阳极连接电容C2和电容C3的公共端，二极管D3的阴极分别与稳压管D1的阴极和电容C6的一端连接后作为+12V输出端，二极管D4的阴极连接电容C4和电容C5的公共端，二极管D4的阳极分别与稳压管D2的阴极和电容C7的一端连接后作为-12V输出端，稳压管D1的阳极和稳压管D2的阳极连接后接地，还连接电容C3和电容C4的公共端。 [0016] 进一步，还包括控制电路，所述信号处理电路的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与所述开关电路的输入端连接；所述控制电路，用于根据经预处理的电压信号生成开关控制信号；所述开关电路，用于根据所述开关控制信号实现通断。 [0017] 采用上述进一步方案的有益效果是，采用控制电路能够添加更多的逻辑控制功能，使得静电感应开关具有更多的智能化功能。 [0018] 进一步，所述控制电路用于判断信号处理电路的输出信号的电压是否在预设范围内，若是则输出开启控制信号，否则输出关闭控制信号。 [0019] 采用上述进一步方案的有益效果是，预设一定的电压范围，防止某些干扰物造成静电感应开关误动作。 [0020] 进一步，还包括光照感应电路，所述光照感应电路与所述控制电路的输入端连接； [0021] 所述光照感应电路，用于检测光照强度并将光照强度信号发送至控制电路，所述控制电路用于判断所述光照强度信号的电压是否在预设范围内，以及所述信号处理电路的输出信号的电压是否在预设范围内，若是则输出开启控制信号，否则输出关闭控制信号。 [0022] 采用上述进一步方案的有益效果是，避免静电感应开关在白天光照充足的情况下动作，达到节能的效果。 [0023] 进一步，所述控制电路生成关闭控制信号并发送给开关电路，开关电路延长预设时长断开；控制电路生成关闭控制信号并延长预设时长后将关闭控制信号发送给开关电路，开关电路在接收到关闭控制信号时断开。 [0025] 图1为本发明实施例一提供的一种静电感应开关的结构示意图； [0026] 图2为本发明实施例提供的信号处理电路的结构示意图； [0027] 图3为本发明实施例提供的开关电路的结构示意图； [0028] 图4为本发明实施例提供的电源的结构示意图； [0029] 图5为本发明实施例二提供的一种静电感应开关的结构示意图； [0030] 图6为本发明实施例三提供的一种静电感应开关的结构示意图。 具体实施方式[0031] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。 [0032] 如图1所示，本发明实施例提供一种静电感应开关，包括静电感应器、电容C1、信号处理电路、控制电路、开关电路和电源； [0033] 所述静电感应器分别与电容C1的一端和信号处理电路的输入端连接，所述电容C1的另一端接地，所述信号处理电路的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与所述开关电路的输入端连接； [0034] 所述静电感应器，用于在静电体进入感应范围时感应静电； [0035] 所述电容C1，用于储存静电并产生电压信号； [0036] 所述信号处理电路，用于对所述电压信号进行预处理； [0037] 所述控制电路，用于根据经预处理的电压信号生成开关控制信号； [0038] 所述开关电路，用于根据所述开关控制信号实现通断； [0039] 所述电源，用于给所述信号处理电路、控制电路和开关电路供电。 [0040] 应理解，静电感应器通常选用一定形状(如圆形)的金属感应板。 [0041] 具体的，上述静电感应开关的工作原理是：静电体(人或物体)进入静电感应器的感应范围后，静电感应器感应到电荷，串联的电容也有相同的电荷感应，由于电容的电压V＝Q/C，电容上产生电压信号并通过信号处理电路进行处理，开关电路根据处理后的电压信号实现导通，当静电体离开静电感应器的感应范围后，静电感应器感应的电荷减少，开关电路关断。 [0042] 可选地，在该实施例中，如图1所示，还包括泄放电阻R1，泄放电阻R1与电容C1并联。在作为储能元件的电容C1两端并联电阻R1，给电容C1提供一个消耗能量的通路，可以保护电路安全，这个电阻叫做泄放电阻。 [0043] 信号处理电路采用现有技术，用于对电压信号进行预处理，如电压跟随、滤波、放大等。可选地，在该实施例中，如图2所示，所述信号处理电路包括电压跟随电路、滤波电路和电压放大电路；所述电压跟随电路的输入端连接静电感应器和电容C1的公共端，所述电压跟随电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与电压放大电路的输入端连接，所述电压放大电路的输出端与开关电路的输入端连接。 [0044] 应理解，电压跟随电路用于对电压信号进行电压跟随，滤波电路用于对经过电压跟随的电压信号进行滤波，电压放大电路用于对经过滤波的电压信号进行电压放大。 [0045] 可选地，在该实施例中，如图3所示，所述开关电路包括驱动电路和继电器； [0046] 所述继电器的线圈两端与所述驱动电路连接，用于根据驱动信号控制继电器触点的通断。 [0047] 应理解，驱动电路可采用现有技术中成熟的继电器驱动电路，驱动电路通过控制继电器线圈电流的通断，从而控制继电器触点K1的通断，从而控制触点K1所在的回路的通断。 [0048] 可选地，所述继电器为磁保持继电器。 [0049] 应理解，磁保持继电器只需要一个脉冲控制信号就能闭合，无信号时一直保持闭合状态，具有省电、性能稳定、体积小、承载能力大，比一般电磁继电器性能优越的特点。 [0050] 可选地，在该实施例中，如图4所示，所述电源包括电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、稳压管D1、稳压管D2、二极管D3和二极管D4，220V交流电源的两个输入端之间串联有电容C2、电容C3、电容C4和电容C5，二极管D3的阳极连接电容C2和电容C3的公共端，二极管D3的阴极分别与稳压管D1的阴极和电容C6的一端连接后作为+12V输出端，二极管D4的阴极连接电容C4和电容C5的公共端，二极管D4的阳极分别与稳压管D2的阴极和电容C7的一端连接后作为-12V输出端，稳压管D1的阳极和稳压管D2的阳极连接后接地，还连接电容C3和电容C4的公共端。 [0051] 应理解，电源采用电容器分压220V，得到正负12V电压，在待机状态时，由于电容器的特性，虽然有电流但无功耗，能够节约电能、降低运行成本。 [0052] 可选地，作为本发明的一个实施例，如图5所示，所述静电感应开关还包括控制电路，所述信号处理电路的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与所述开关电路的输入端连接；所述控制电路，用于根据经预处理的电压信号生成开关控制信号；所述开关电路，用于根据所述开关控制信号实现通断。 [0054] 可选地，在该实施例中，所述控制电路用于判断信号处理电路的输出信号的电压是否在预设范围内，若是则输出开启控制信号，否则输出关闭控制信号。 [0055] 应理解，某些干扰物(如猫、老鼠等)可能会造成静电感应开关误动作，由于这些干扰物的电荷量与人体的电荷量相比较少，输入控制电路的电压也较低，因此在控制电路中设置一定的范围(如高于2V)，当信号处理电路的输出信号的电压在预设范围内时，控制电路输出开启控制信号，当电压不在范围内时，输出关闭控制信号。 [0056] 可选地，在该实施例中，如图6所示，该静电感应开关还包括光照感应电路，所述光照感应电路与所述控制电路的输入端连接；所述光照感应电路，用于检测光照强度并将光照强度信号发送至控制电路，所述控制电路用于判断所述光照强度信号的电压是否在预设范围内，以及所述信号处理电路的输出信号的电压是否在预设范围内，若是则输出开启控制信号，否则输出关闭控制信号。 [0057] 应理解，光照感应电路可以将光照强度转换为相应的电信号输入到控制电路中，在某些场合下，例如，用于控制楼道照明灯时，在白天光照充足的情况下，控制电路可以控制开关电路断开，达到节能的效果。 [0058] 可选地，在该实施例中，所述控制电路生成关闭控制信号并发送给开关电路，开关电路延长预设时长断开；控制电路生成关闭控制信号并延长预设时长后将关闭控制信号发送给开关电路，开关电路在接收到关闭控制信号时断开。 [0059] 应理解，在某些场合下，例如，在控制楼道照明灯时，由于人离开感应范围后照明灯就会关闭，给用户造成了不便，这里控制电路延时输出关闭控制信号，可以为用户带来便利。可通过采用延时关闭继电器实现开关电路延长预设时长断开，可通过在控制电路中设置相关逻辑程序实现控制电路生成关闭控制信号并延长预设时长后将关闭控制信号发送给开关电路。 [0060] 具体的，下面以将上述静电感应开关应用于控制楼道照明灯为例，介绍其工作原理：当人进入静电感应器的感应范围时，静电感应器感应到电荷，串联的电容上生成电压信号并通过信号处理电路进行处理，经过处理的电压信号输入控制电路，控制电路判断电压值是否在预设范围内，控制电路还判断光照感应电路输出的检测信号的电压值是否在预设范围内，如果是则通过驱动电路驱动继电器，使继电器触点导通，从而使触点所在的外部电路中的照明灯打开；当人离开静电感应器的感应范围时，静电感应器感应的电荷减少，电容生成的电压信号的电压也随之减少，当电压值不在预设范围内时，控制电路延时输出关闭控制信号，从而使照明灯延长一定时间后熄灭。 [0061] 另外，在白天光照充足时，如果光照感应电路的检测信号的电压不在控制电路的预设范围内，则控制电路输出关闭控制信号，熄灭照明灯，达到节能的效果。 |
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