專利名稱：插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)及民用的低壓電器中，電連接時大量采用了電源插座和插頭的形式，這種連接方 式設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本低，操作方便，但其不足之處是往往會產(chǎn)生電火花和電浪涌，從而可 能會燒蝕電極、對電網(wǎng)和用電器產(chǎn)生電浪涌沖擊，不僅易使電器、電網(wǎng)、插座發(fā)生故障，而 且在特殊條件下還有可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等惡性事故，存在安全隱患大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的方法，消除 插頭插拔時的不安全因素。
本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題
在電源插座中安裝有單片機(jī)，由單片機(jī)控制電源插座與插頭在零電壓或零電流時切斷或 者接通電路。
本發(fā)明的插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的方法，只在零電壓或零電流時切斷或者接 通電路，因此時的電路上為零功率，電路的導(dǎo)通或切斷根本不會產(chǎn)生任何電火花或電浪涌， 徹底解決了因插拔插頭產(chǎn)生電火花和電浪涌造成安全事故發(fā)生的問題。


圖1是電壓過零檢測的原理圖。 圖2是圖1的波形圖。 圖3是電流過零檢測的原理圖。
圖4是圖3的波形圖。
圖5是本發(fā)明在插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的方法中，電源插座中的單片機(jī)的邏 輯判斷圖。
具體實(shí)施方式
在常規(guī)的插頭插座技術(shù)中，產(chǎn)生電火花或電浪涌的能量來源于切斷或者接通瞬間電功 率不為零。當(dāng)線路上出現(xiàn)零電壓或零電流時，該瞬時功率為零，故無論線路切斷還是接通， 此時的能量都是零，就不可能發(fā)生電火花和電浪涌。
由圖1和圖2可見當(dāng)電源交流正半波或負(fù)半波時，在兩只反向并聯(lián)二極管上取得士 0.7伏穩(wěn)壓直流電壓，由于電容C隔斷直流，使負(fù)載電阻R。無輸出訊號，U。等于零，僅在交 流電源過零瞬間、電容C充電放電瞬間，輸出微分脈沖訊號U。v,檢測出"交流電源電壓過 零"訊號。
由圖3和圖4可見當(dāng)輸入電源流過用電設(shè)備Pw時的負(fù)載電流1。流過矩形磁化曲線的 磁環(huán)B的初級繞組N,，感應(yīng)到次極繞組N2，然后，在N2回路再應(yīng)用圖1的原理，取得"負(fù)載 電流過零"的訊號U。i。
圖5是本方法所用電源插座的單片機(jī)MCU的邏輯判斷圖。電源插座有電源指示IL表示 "有電"或"無電"；插拔檢測由人體感應(yīng)電容實(shí)現(xiàn)，過零檢測由圖1、 2、 3、 4的結(jié)構(gòu)完 成，插拔檢測及過零檢測訊號輸入單片機(jī)MCU，單片機(jī)MCU在得到訊號的瞬時即先指令過零 通斷可控硅的電力電子開關(guān)過零動作，隨之再用繼電器切斷電力電子開關(guān)的殘流，電子開關(guān) 和機(jī)械開關(guān)同時協(xié)助實(shí)現(xiàn)了電路無殘流，電壓、電流通斷干脆、徹底，沒有拖泥帶水，電路 切斷和接通均處于過零，界限分明，完滿地完成了插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的任務(wù)。
可以采用以下自鎖機(jī)構(gòu)或光電檢測方式，檢測插頭是否已經(jīng)插入插座？或插頭是否需要 拔出插座？
當(dāng)采用自鎖機(jī)構(gòu)方式檢測時，如已有插頭插入插座并推動自鎖機(jī)構(gòu)到達(dá)自鎖位置時，自 鎖狀態(tài)檢測觸點(diǎn)結(jié)合,MCU檢測到該觸點(diǎn)結(jié)合判斷自鎖機(jī)構(gòu)已經(jīng)自鎖、插頭已經(jīng)插入插座， MCU驅(qū)動繼電器或可控硅在電源電壓的過零點(diǎn)時間導(dǎo)通，接通供電。當(dāng)插頭拔出插座須先 解除自鎖機(jī)構(gòu)的自鎖狀態(tài)，自鎖狀態(tài)檢測觸點(diǎn)分離，MCU檢測到該觸點(diǎn)分離判斷自鎖機(jī)構(gòu) 已經(jīng)解除自鎖、插頭需要拔出插座，MCU驅(qū)動繼電器或可控硅在電源電流過零點(diǎn)時間截止， 停止供電。
采用光電檢測方式檢測時，當(dāng)有插頭插入插座，MCU檢測到插頭阻斷光敏器件檢測到 發(fā)光二極管發(fā)出的光線，判斷插頭己經(jīng)插入插座，MCU驅(qū)動繼電器或可控硅在電源電壓過 零點(diǎn)時間導(dǎo)通，接通供電。當(dāng)插頭需要拔出插座時，由于光電檢測的光敏器件和發(fā)光二極管 位于插座底部，插頭剛離開插座底部，光敏器件首先檢測到發(fā)光二極管發(fā)出的光線，但此時 插頭尚未完全拔出插座，插頭與插座還有良好的接觸，MCU判斷插頭需要拔出插座，就驅(qū) 動繼電器或可控硅在電源電流的過零點(diǎn)時間截止，停止供電。插座檢測電源電壓的過零點(diǎn)時間和電源電流的過零點(diǎn)時間根據(jù)不同需要可以使用電阻 取樣或互感器取樣方式。
本發(fā)明的方法可以使用可控硅或繼電器作為開關(guān)，在使用繼電器時，由于繼電器吸合、
分?jǐn)嘈枰欢〞r間，所以在使用繼電器作為開關(guān)時，MCU驅(qū)動繼電器是在電源下一個過零 點(diǎn)提前繼電器吸合、分?jǐn)嗨枰臅r間給出驅(qū)動信號，從而確保繼電器在電源電壓過零點(diǎn)導(dǎo) 通，電源電流過零點(diǎn)截止。
本發(fā)明的方法工作流程是
(1) 電功率過零時間的檢測
MCU實(shí)時檢測插頭是否已經(jīng)插入插座或插頭是否需要拔出插座、下一次電源電壓的過 零點(diǎn)時間和下一次電源電流的過零點(diǎn)時間。
(2) 電功率過零時間接通電路
當(dāng)檢測到自鎖機(jī)構(gòu)自鎖狀態(tài)檢測觸點(diǎn)結(jié)合時或光敏器件會檢測不到發(fā)光二極管發(fā)出的 光線時，MCU判斷插頭巳經(jīng)插入插座，驅(qū)動繼電器或可控硅在下一次電源電壓的過零點(diǎn)時 間導(dǎo)通，接通供電。此時，因?yàn)殡娫措妷涸谶^零點(diǎn)，電壓為零，并且插頭己插入插座，插頭 與插座已有良好的接觸，所以此時接通電源避免了產(chǎn)生電火花和電浪涌。
(3)電功率過零時間切斷電路
當(dāng)檢測到自鎖機(jī)構(gòu)自鎖狀態(tài)檢測觸點(diǎn)分離時或光敏器件檢測到發(fā)光二極管發(fā)出的光線 時，MCU判斷插頭需要拔出插座，驅(qū)動繼電器或可控硅在下一次電源電流的過零點(diǎn)時間截 止，停止供電。此時，因?yàn)殡娫措娏髟谶^零點(diǎn)，電流為零，并且插頭尚未完全拔出插座，插 頭與插座還有良好的接觸，所以此時分?jǐn)嚯娫幢苊饬水a(chǎn)生電火花和電浪涌。
權(quán)利要求
1.一種插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的方法，其特征是在電源插座中安裝有單片機(jī)，由單片機(jī)控制電源插座與插頭在零電壓或零電流時切斷或者接通電路。
全文摘要
一種插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的方法，其特征是在電源插座中安裝有單片機(jī)，由單片機(jī)控制電源插座與插頭在零電壓或零電流時切斷或者接通電路。本發(fā)明的插拔插頭時不產(chǎn)生電火花和電浪涌的方法，只在零電壓或零電流時切斷或者接通電路，因此時的電路上為零功率，電路的導(dǎo)通或切斷根本不會產(chǎn)生任何電火花或電浪涌，徹底解決了因插拔插頭產(chǎn)生電火花和電浪涌造成安全事故發(fā)生的問題。
文檔編號G05B19/042GK101630152SQ200910114308
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者李明波 申請人:李明波