紅外遙控節能開關插座的設計原理及測試

　　電視機和紅外節能開關插座的遙控器實現了相互兼容，用戶可以用電視遙控器先將開關插座打開，再用遙控器打開電視機。當電視機處于正常開機狀態時，圖像、聲音等視聽功能被同時打開，使得電視機功耗增大，此時檢測電路監測到的波形與記錄在存儲器中的待機波形差距較大，此刻系統管理主程序、系統調用子程序、檢測過程子程序、報警子程序和系統保護子程序都在正常運行，保證了電視機在這種情況下不會發生自動關機現象。用戶可以正常收看電視節目，這也是節能開關插座所必須具備的基本功能。

　　用戶將電視機用遙控器關閉，使電視機處于待機狀態后，自動斷電子程序開始運行，其流程圖如圖5(b)所示，當檢測到此刻的波形正好與存儲器中記錄的待機波形一致時，單片機就會控制切斷電源，保證用戶使用結束后能將電視機徹底關機，從而達到節約待機能耗的目的。

　　用戶在以后的使用中，如果沒有將電視機插頭從紅外節能開關插座中拔出，沒有將紅外節能開關插座從電源處拔出，就可自動完成待機狀態的關斷，最大限度地節約電視機的待機能耗。

　　3 紅外節能開關插座的定型測試

　　3.1 紅外節能開關的白盒測試

　　從智能開關插座的工作原理可知，檢測電路能否采樣到良好的待機波形，是紅外節能開關插座設計是否成功的前提;比較電路能否明顯辨別待機狀態和工作狀態的波形，是紅外節能開關插座能否實現自動關斷的基礎。可見檢測電路和比較電路就是自動開關插座的關鍵電路，白盒測試就是要針對這兩個電路進行試驗。

　　首先在測試架上對電路板進行測試，測試合格后從中隨機選取1 000個電路板作為白盒測試的樣本，對檢測電路的白盒測試，其結果分為采到和沒采到待機波形兩種情況，而采樣到待機波形又分為波形良好和波形有失真兩種情況，具體的測試數據如表3所示。

　　對于通過上一步白盒測試的半成品，再從中抽取373試件，對比較電路進行白盒測試，得到如表4所示的數據。從實測數據可知，紅外節能開關插座半成品的白盒測試合格率為98.66%，所以該批次達到了量產要求。

　　3.2 紅外節能開關的黑盒測試

　　在紅外節能開關插座的產品定型前，還必須進行整機功能的黑盒測試，以驗證其節能功能。根據紅外節能開關插座的使用環境，測試的嚴酷度等級可分成兩種情況：第一，負載電視機沒有閉路信號與聲音，屏幕藍屏狀態下的高嚴酷度等級功能測試;第二，負載電視機的視聽信號全部打開，用戶欣賞節目狀態下的低嚴酷度等級功能測試。

　　在黑盒測試的過程中，規定電視機的使用時間為5 min。從通過白盒測試的紅外節能開關插座中，隨機選取300個半成品試件，將它們裝成整機進行黑盒功能測試。在第一種情況下，300臺紅外節能開關插座試件進行的測試得到277個功能正常的試件，15個檢測時間超過三分鐘(包含有3個指示燈一直閃爍和12個在檢測階段三分鐘內指示燈不熄滅)，2個開機自動關機，6個1 min內不能自動斷電，共有23個功能不良，具體如表5所示。

　　對上面發現的23個問題試件，進行了第二種情況下的黑盒測試，試驗數據如表6所示，得到15個檢測時間超過3 min的整機中，在電視機有閉路信號的條件下測試合格;而出現自動關機嚴重故障現象的2個試件，把它們放在任選的3臺不同負載電視機上進行測試，其中有一個延時自動斷電，而另一個查明是電路板上比較電路中的一個電阻損壞，經更換后測試功能正常;6個自動斷電時間大于1 min的整機，有2個斷電時間較長，其余4個在電視機有閉路信號的工作條件下均合格。

　　綜上所述，進行黑盒測試的300個紅外遙控節能開關插座整機，有296個功能完全正常，批次合格率達到98.67%。另有1個電路焊接故障和3個自動斷電時間較長。綜上所述，紅外節能開關插座設計合格，達到了正式量產的要求。

　　4 結語

　　電視機等家用電器由于沒有定時控制，它們在待機狀態浪費了大量的能源。紅外節能開關插座固有的節能特性，實現了“用戶自己不用時自動拔下插頭，使用時自動接上插頭”的功能，可以不規律設定斷電和接電時間，達到了操作簡便且節能的目的，對建設節約型社會起到了重要的推動作用。該紅外節能開關插座具有的可靠性高、壽命長、功耗低、反應速度快等優點，使得即使存在當前的全球金融危機，它仍然獲得了德國、英國、澳大利亞等國用戶的青睞，僅2008年下半年就得到約 4.6萬余個的訂單。