红外遥控节能开关插座的设计原理及测试

　　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前，还必须进行整机功能的黑盒测试，以验证其节能功能。根据红外节能开关插座的使用环境，测试的严酷度等级可分成两种情况：第一，负载电视机没有闭路信号与声音，屏幕蓝屏状态下的高严酷度等级功能测试;第二，负载电视机的视听信号全部打开，用户欣赏节目状态下的低严酷度等级功能测试。

　　在黑盒测试的过程中，规定电视机的使用时间为5 min。从通过白盒测试的红外节能开关插座中，随机选取300个半成品试件，将它们装成整机进行黑盒功能测试。在第一种情况下，300台红外节能开关插座试件进行的测试得到277个功能正常的试件，15个检测时间超过三分钟(包含有3个指示灯一直闪烁和12个在检测阶段三分钟内指示灯不熄灭)，2个开机自动关机，6个1 min内不能自动断电，共有23个功能不良，具体如表5所示。

　　对上面发现的23个问题试件，进行了第二种情况下的黑盒测试，试验数据如表6所示，得到15个检测时间超过3 min的整机中，在电视机有闭路信号的条件下测试合格;而出现自动关机严重故障现象的2个试件，把它们放在任选的3台不同负载电视机上进行测试，其中有一个延时自动断电，而另一个查明是电路板上比较电路中的一个电阻损坏，经更换后测试功能正常;6个自动断电时间大于1 min的整机，有2个断电时间较长，其余4个在电视机有闭路信号的工作条件下均合格。

　　综上所述，进行黑盒测试的300个红外遥控节能开关插座整机，有296个功能完全正常，批次合格率达到98.67%。另有1个电路焊接故障和3个自动断电时间较长。综上所述，红外节能开关插座设计合格，达到了正式量产的要求。

　　4 结语

　　电视机等家用电器由于没有定时控制，它们在待机状态浪费了大量的能源。红外节能开关插座固有的节能特性，实现了“用户自己不用时自动拔下插头，使用时自动接上插头”的功能，可以不规律设定断电和接电时间，达到了操作简便且节能的目的，对建设节约型社会起到了重要的推动作用。该红外节能开关插座具有的可靠性高、寿命长、功耗低、反应速度快等优点，使得即使存在当前的全球金融危机，它仍然获得了德国、英国、澳大利亚等国用户的青睐，仅2008年下半年就得到约 4.6万余个的订单。