專利名稱：安全節(jié)能插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源插座，具體是一種安全節(jié)能插座，具有負(fù)載待機(jī)或負(fù)荷過(guò)載
自動(dòng)斷電的功能。
背景技術(shù)：
普通的插座都是插座的觸片直接和電源連接，當(dāng)帶負(fù)載的插頭插上插座后，負(fù)載就可通電工作。這種插座存在一些不存之處不論負(fù)載的工作情況如何，負(fù)載上總是通電的。例如，我國(guó)市場(chǎng)上出售的電視機(jī)、DVD、空調(diào)器等都沒(méi)有交流關(guān)機(jī)功能，即用戶在不使用這些電器時(shí)應(yīng)隨時(shí)關(guān)閉其總電源或拔掉電源插頭，否則將產(chǎn)生待機(jī)損耗，而且會(huì)影響到電器的壽命及安全。另外現(xiàn)有的插座不具有過(guò)載保護(hù)功能，如插座的負(fù)載過(guò)大，將造成插座發(fā)熱，甚至產(chǎn)生火災(zāi)事故。當(dāng)前，市場(chǎng)上也有部分節(jié)能安全插座，但均不具有過(guò)載保護(hù)功能。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種新型安全節(jié)能插座，該插座不僅能在負(fù)載待機(jī)狀態(tài)時(shí)自動(dòng)斷電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，而且還具有過(guò)載自動(dòng)斷電功能，起到安全保護(hù)的作用。[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種安全節(jié)能插座，包括殼體、上蓋和置于上蓋上的電源開關(guān)按鈕、電源指示燈和插孔，其特征是插孔包括受控插孔和直通插孔，上蓋上還有軟啟動(dòng)開關(guān)按鈕和功率調(diào)節(jié)旋鈕，在殼體內(nèi)安裝控制電路、給控制電路提供穩(wěn)定工作電壓的電源電路和連接在外部電源與電源電路之間的變壓器；所述的控制電路由依次連接的采樣電路、電壓放大電路、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、前置放大電路、比較控制電路和過(guò)載保護(hù)電路組成；所述的功率調(diào)節(jié)旋鈕連接在控制電路中的比較控制電路上；所述的電源開關(guān)按鈕、軟啟動(dòng)開關(guān)按鈕和電源指示燈則連接在變壓器和外部電源之間的電路上。 控制電路中的采樣電路采樣主電路中的電流，經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)運(yùn)算放大后送至AC/DC轉(zhuǎn)換電路，完成交流信號(hào)到直流信號(hào)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的DC信號(hào)經(jīng)末級(jí)放大電路放大后送至比較控制電路中，由比較控制電路比較判斷、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能控制啟動(dòng)后如果檢測(cè)到小電流信號(hào)(負(fù)載輕，相當(dāng)于負(fù)載處于待機(jī)狀態(tài))系統(tǒng)動(dòng)作切斷主電源，達(dá)到節(jié)能的目的；如果檢測(cè)到的電流信號(hào)等于設(shè)定的參數(shù)則用電設(shè)備正常工作；當(dāng)檢測(cè)到負(fù)載超過(guò)電路允許最大負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切斷總電源，起到安全保護(hù)的作用，防止負(fù)載過(guò)荷燒壞插座。 本實(shí)用新型的有益效果是當(dāng)負(fù)載處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)自動(dòng)切斷總電源起到節(jié)能目的，負(fù)載超過(guò)額定負(fù)載后自動(dòng)切斷總電源起到安全保護(hù)的作用，同時(shí)為解決小負(fù)載用電問(wèn)題，預(yù)留兩路直通插孔。該系統(tǒng)全部采用模擬電路，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)外形圖；[0008] 圖2是本實(shí)用新型控制電路原理圖。 圖中1.殼體、2.控制電路、3.上蓋、4.受控插孔、5.直通插孔、6.電源開關(guān)按鈕、7.軟啟動(dòng)開關(guān)按鈕、8.功率調(diào)節(jié)按鈕、9.電源指示燈、10.采樣電路ll.電壓放大電路、12AC/DC轉(zhuǎn)換電路、13.前置放大電路、14.比較控制電路、15.過(guò)載保護(hù)電路、16.電源電路。
具體實(shí)施方式如圖1所示，控制電路2安裝在殼體1的底部，上蓋3上分別置有受控插孔4、直通插孔5、電源開關(guān)按鈕6、軟啟動(dòng)開關(guān)按鈕7、功率調(diào)節(jié)按鈕8和電源指示燈9。[0011] 如圖2所示，控制電路主要包括依次連接的采樣電路10、電壓放大電路11、 AC/DC轉(zhuǎn)換電路12、前置放大電路13、比較控制電路14、過(guò)載保護(hù)電路15和電源電路16。[0012] 采樣電路選用電流互感器采集電流信號(hào)，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路(由電阻R1構(gòu)成)轉(zhuǎn)換為電壓。為使系統(tǒng)控制準(zhǔn)確，因此選用精密線性好的測(cè)量用的交流互感器。經(jīng)比較計(jì)算在選用實(shí)際變比為1/1000的電流互感器當(dāng)負(fù)載功率等于IOW時(shí)，一次側(cè)的電流為45mA，二次側(cè)的電流則為45 ii A，轉(zhuǎn)換成電壓為4. 5mV。選用了型號(hào)為IWCT-A/5mA的流互感器。[0013] 在電壓放大電路中，電流采樣并經(jīng)過(guò)Rl轉(zhuǎn)換成電壓的信號(hào)，經(jīng)由U3A構(gòu)成的運(yùn)放大電路進(jìn)行放大，放大倍數(shù)為 1 + — = 1 +——=10。A3 3 集成運(yùn)放電路由集成運(yùn)放TL062CP(U4A)及外圍電路構(gòu)成AC/DC平均值整流電路(即AC/DC轉(zhuǎn)換電路)，它是比較經(jīng)典的AC/DC平均值整流電路，圖中C9、C10起到通交隔直的作用，D2、D4和運(yùn)算放大器構(gòu)成精密半波整流，R8、C11構(gòu)成RC平滑濾波電路。C9、C12及R6、R7主要是用來(lái)進(jìn)行相位補(bǔ)償。輸入交流的有效值范圍0 1V，輸出直流0 1V。電阻RP1與R6、R7構(gòu)成一個(gè)放大倍數(shù)可調(diào)的放大電路。通過(guò)調(diào)節(jié)RP1使輸出電壓達(dá)到理想的數(shù)值。 為了保證信號(hào)的線性度好、幅度穩(wěn)定，所以在整流電路的后級(jí)仍加了一級(jí)放大電路，由U4B及外圍元件構(gòu)成，并且選用大的濾波電容，然后經(jīng)電阻分壓后作為比較模塊的輸入信號(hào)。經(jīng)過(guò)這級(jí)放大，可使控制模塊輸入端最大獲得4.3V(1VX4.3)的直流電壓輸出。[0017] 利用集成運(yùn)算放大器在開環(huán)工作狀態(tài)下可作為電壓比較器使用的原理。電路中R15、 R16構(gòu)成基準(zhǔn)電壓u—，當(dāng)有前級(jí)電壓信號(hào)Ui輸入，對(duì)C15進(jìn)行充電，當(dāng)C15上的電壓大于基準(zhǔn)電壓u—時(shí)，U3B輸出高電平信號(hào)，使VT1飽和導(dǎo)通，控制繼電器閉合使電路正常工作。當(dāng)輸入電壓Ui小于基準(zhǔn)電壓u—時(shí)輸出低電平信號(hào)，使VT1截止，控制繼電器斷開，切斷主電源，電路停止工作。調(diào)整R16阻值的大小，可以改變起控制功率的大小。延時(shí)斷開時(shí)間的大小由C5和R14的放電時(shí)間常數(shù)決定。啟動(dòng)時(shí)，C5上充有+5V電壓。 在大功率用電器工作時(shí)采樣到的電流信號(hào)較大，可以直接整流、濾波后進(jìn)行比較后，使電路斷開起到保護(hù)電路的作用。U4B輸出的電壓信號(hào)Ui加至U5B的同相輸入端(u+)經(jīng)與基準(zhǔn)電壓u—進(jìn)行比較后輸出控制信號(hào)如用電設(shè)備負(fù)荷小于2200W， U5B輸出低電平VT2截止，控制電路正常工作；如用電設(shè)備負(fù)荷大于2200W， U5B輸出高電平，VT2、 VT1分別飽和導(dǎo)通，控制繼電器的斷開主電源，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)的目的。 在電源電路中，由于TL062CP作為核心器件，其做放大器用時(shí)供電要求為雙電源
4供電，因此采用雙電源供電的方法。在這里設(shè)計(jì)電路所需要的電源為士5V，采用三端穩(wěn)壓集壓塊LM7805與LM7905來(lái)實(shí)現(xiàn)。為降低自身功耗可考慮用開關(guān)電源作為本系統(tǒng)的電源，但成本稍微高點(diǎn)。 控制電路采用模擬電路進(jìn)行功能控制。該電路以集成運(yùn)放TL062CP為核心，通過(guò)電流互感器采樣電路采樣主電路中的電流，經(jīng)過(guò)由電阻構(gòu)成的電壓轉(zhuǎn)換電路把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)運(yùn)放放大后送至AC/DC轉(zhuǎn)換電路，完成交流信號(hào)到直流信號(hào)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的DC信號(hào)經(jīng)末級(jí)放大電路放大后送至比較控制電路中，由控制路路比較判斷、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能控制在啟動(dòng)后兩分鐘內(nèi)如果檢測(cè)到小電流信號(hào)(負(fù)載輕，相當(dāng)于負(fù)載處于待機(jī)狀態(tài))系統(tǒng)動(dòng)作切斷主電源，達(dá)到節(jié)能的目的；如果檢測(cè)到的電流信號(hào)大于設(shè)定的參數(shù)則用電設(shè)備正常工作；當(dāng)檢測(cè)到負(fù)載超過(guò)電路允許最大負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切斷總電源，起到安全保護(hù)的作用，防止負(fù)載過(guò)荷燒壞插座。為解決小負(fù)載(如充電器)用電問(wèn)題，預(yù)留兩路直通(不可控)插座。
權(quán)利要求一種安全節(jié)能插座，包括殼體(1)、上蓋(3)和置于上蓋(3)上的電源開關(guān)按鈕(6)、電源指示燈(9)及插孔，其特征是所述的插孔包括受控插孔(4)和直通插孔(5)，上蓋(3)上還有軟啟動(dòng)開關(guān)按鈕(7)和功率調(diào)節(jié)旋鈕(8)，在殼體(1)內(nèi)安裝控制電路(2)、給控制電路提供穩(wěn)定工作電壓的電源電路(16)和連接在外部電源與電源電路(16)之間的變壓器；所述的控制電路(2)由依次連接的采樣電路(10)、電壓放大電路(11)、AC/DC轉(zhuǎn)換電路(12)、前置放大電路(13)、比較控制電路(14)和過(guò)載保護(hù)電路(15)組成；所述的功率調(diào)節(jié)旋鈕(8)連接在控制電路(2)中的比較控制電路(14)上；所述的電源開關(guān)按鈕(6)、軟啟動(dòng)開關(guān)按鈕(7)和電源指示燈(9)都連接在變壓器和外部電源之間的電路上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全節(jié)能插座，其特征是所述的采樣電路采用電流互感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種安全節(jié)能插座，屬電插座。包括殼體、上蓋和置于上蓋上的電源開關(guān)按鈕、電源指示燈和插孔，插孔有受控插孔和直通插孔。上蓋上還有軟啟動(dòng)開關(guān)按鈕和功率調(diào)節(jié)旋鈕，在殼體內(nèi)安裝控制電路、該控制電路包括依次連接的采樣電路、電壓放大電路、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、前置放大電路、比較控制電路、過(guò)載保護(hù)電路和電源電路。有益效果是，經(jīng)此控制電路后該插座不僅能檢測(cè)到負(fù)載處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)自動(dòng)斷電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的；而且具有過(guò)載自動(dòng)斷電功能，起到安全保護(hù)的作用。
文檔編號(hào)H02H3/08GK201503971SQ200920232588
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者吉智, 張江偉, 詹新生 申請(qǐng)人:徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院