红外遥控节能开关插座的设计原理及测试

min，1 min，10 min，如果前两者超出上述假设条件，将按照不同的原因予以分类。试验得到44个正常，5个功能不佳，其中功能不佳的5个包括2个在开机时自动关机;3个在使用遥控将电视机待机后10 min仍不能自动断电(属于自动断电过程失效)的测试结果。事后经故障检测和隔离发现：开机时自动关机的2个整机故障原因是线圈与电路板虚焊，经修复后正常;10 min不能自动断电的3个整机，经查明其中1个是误测，其余2个属于更换LM358后波形良好类。因此，可以说随机取样的50个半成品装成整机后，不考虑 PCB板焊接故障以及LM358元器件本身可靠性的原因，合格的产品共有49个，合格率达到98%以上，表明该电路的设计达到设计要求。

　　1. 4 开关插头电路的EMC设计

　　欧美发达国家对产品电磁兼容的要求普遍较高，为满足出口红外节能开关插座的需要，其开关插头电路设计有抑制电磁干扰电路。开关插头电路中的抑制电磁干扰部分采用共模电感和电容串联方式构成噪声滤波器电路，如图4所示，C8、La和C9、Lb组成的两组低通滤波器，可以使线路上的电磁干扰信号被控制在规定水平。该噪声滤波器能有效地抑制外部电网电磁干扰信号通过开关插座进入负载电视机，增强电视机的收视效果，也能衰减负载电视机产生的电磁干扰信号污染外部电网，满足了红外节能开关插座的EMC设计初衷。

　　2 红外节能开关插座的软件设计

　　红外节能开关插座控制软件的设计既充分考虑了软件的实用性，又兼顾了代码的可靠性，进行了系统的三方测试。软件设计整体上可分为系统管理主程序、系统调用子程序、上电自检子程序、检测过程子程序、自动断电子程序、延时子程序、报警子程序和系统保护子程序等部分。

　　红外节能开关插座在第一次使用时，需要进行开机上电自检测，首先应把电视机电源插头插到开关插座上，再把红外开关插座插入外部电源插座，然后用遥控器把电视机置于待机状态下。此时红外节能开关插座将以指示灯闪烁表示系统的上电自检过程，软件流程如图5(a)所示。此时，开关插座将对电视机处于待机状态下的波形进行采样、辨别和存储。指示灯闪烁期间检测电路对待机波形进行采样;如果连续五个周期的采样波形完全相同，则以指示灯的闪烁结束来标识完成了对待机波形的辨别;指示灯处于常亮状态后，单片机将此波形记录为电视机的待机波形。然后等待一段时间，如果负载电视机始终没有处于工作状态，则系统检测到的波形与存储器中的波形一致，关断电路就切断外部电源。

　　电视机和红外节能开关插座的遥控器实现了相互兼容，用户可以用电视遥控器先将开关插座打开，再用遥控器打开电视机。当电视机处于正常开机状态时，图像、声音等视听功能被同时打开，使得电视机功耗增大，此时检测电路监测到的波形与记录在存储器中的待机波形差距较大，此刻系统管理主程序、系统调用子程序、检测过程子程序、报警子程序和系统保护子程序都在正常运行，保证了电视机在这种情况下不会发生自动关机现象。用户可以正常收看电视节目，这也是节能开关插座所必须具备的基本功能。

　　用户将电视机用遥控器关闭，使电视机处于待机状态后，自动断电子程序开始运行，其流程图如图5(b)所示，当检测到此刻的波形正好与存储器中记录的待机波形一致时，单片机就会控制切断电源，保证用户使用结束后能将电视机彻底关机，从而达到节约待机能耗的目的。

　　用户在以后的使用中，如果没有将电视机插头从红外节能开关插座中拔出，没有将红外节能开关插座从电源处拔出，就可自动完成待机状态的关断，最大限度地节约电视机的待机能耗。

　　3 红外节能开关插座的定型测试

　　3.1 红外节能开关的白盒测试

　　从智能开关插座的工作原理可知，检测电路能否采样到良好的待机波形，是红外节能开关插座设计是否成功的前提;比较电路能否明显辨别待机状态和工作状态的波形，是红外节能开关插座能否实现自动关断的基础。可见检测电路和比较电路就是自动开关插座的关键电路，白盒测试就是要针对这两个电路进行试验。

　　首先在测试架上对电路板进行测试，测试合格后从中随机选取1 000个电路板作为白盒测试的样本，对检测电路的白盒测试，其结果分为采到和没采到待机波形两种情况，而采样到待机波形又分为波形良好和波形有失真两种情况，具体的测试数据如表3所示。

　　对于通过上一步白盒测试的半成品，再从中抽取373试件，对比较电路进行白盒测试，得到如表4所示的数据。从实测数据可知，红外节能开关插座半成品的白盒测试合格率为98.66%，所以该批次达到了量产要求。

　　3.2 红外节能开关的黑盒测试

在红外节能开关插座的产品定型