專利名稱：一種節(jié)能插座控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種插座的控制電路，具體涉及一種節(jié)能插座的控制電路。
背景技術(shù)：
節(jié)能插座是節(jié)約用電量的一種插座,節(jié)能插座不但節(jié)電，還能保護電器，有的還具有清除電力垃圾和防雷擊的功能，以及消除開關(guān)電源或電器時產(chǎn)生電脈沖等功能。目前的節(jié)電插座，大多采用阻容降壓電源供電方式，電流采樣判斷是否待機的模式。其中阻容降壓沒有足夠的安全性，容易發(fā)生觸電事故。而僅靠電流很難完全判斷用電設(shè)備是否真正待機，盡管有些方案采樣預(yù)先學(xué)習(xí)的模式來記錄設(shè)備的待機電流，但是增加了用戶操作復(fù)雜度，降低了用戶體驗感。同時普遍使用的普通繼電器，由于需要一直驅(qū)動才能保證電源輸出，所以工作時會消耗一部分額外的功耗，而且系統(tǒng)可靠性也會略降。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有節(jié)能插座采用阻容降壓安全性不夠，容易發(fā)生觸電事故，用戶體驗感不高等問題，本實用新型設(shè)計了一種節(jié)能插座控制電路。本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案是:一種節(jié)能插座控制電路，用于控制插接電器的插座，節(jié)能插座控制電路包括電源管理模塊、功率檢測模塊，微控制器模塊、繼電器開關(guān)模塊，微控制器模塊分別與功率檢測模塊及繼電器輸出模塊連接，電源管理模塊包括雙路變壓器，變壓器一路連接功率檢測模塊，另一路通過整流回路連接線性穩(wěn)壓器。其優(yōu)點是:固有耐短路雙路變壓器的一路輸出降壓整流后提供控制電路工作電源，變壓器的另一路輸出經(jīng)電阻分壓后采集系統(tǒng)電壓，雙路變壓器作為主要部件，隔離效果好。固有耐短路變壓器有很好的安全性，當(dāng)其次級短路時，可以控制整個變壓器在一個安全的溫度范圍內(nèi)，保證其不好發(fā)生自燃事故。所述的節(jié)能插座控制電路，繼電器開關(guān)模塊由磁保持繼電器開關(guān)及其驅(qū)動回路組成，并與插座的主用插孔及備用插孔連接。其優(yōu)點是:采用磁保持繼電器，由于磁保持繼電器不用一直驅(qū)動，其在輸出狀態(tài)時可以節(jié)省不必要的電能消耗，，磁保持繼電器由于僅在驅(qū)動時才消耗電能，而且驅(qū)動時間很短，所以在高可靠性的前提下使整機消耗的功耗始終保持在一個比較低的水平，降低整個控制電路的待機功耗，而且一經(jīng)驅(qū)動其狀態(tài)將一直保持，輸出非常穩(wěn)定，不會出現(xiàn)掉電現(xiàn)象。所述的節(jié)能插座控制電路，功率檢測模塊包括電壓檢測電路和電流檢測電路。其優(yōu)點是:電壓和電流信號接入MCU微控制器，經(jīng)計算后得到電壓、電流、功率功率因數(shù)，經(jīng)上訴值的綜合判斷能準(zhǔn)確的判斷出用電設(shè)備的工作或待機狀態(tài)。所述的節(jié)能插座控制電路，電壓檢測電路由雙路變壓器的一路輸出經(jīng)電阻分壓構(gòu)成。其優(yōu)點是:變壓器隔離的電源信號及電壓采樣信號完全為安全電壓以內(nèi)的低壓，整個控制電路具有非常好的安全性，不會發(fā)生人身觸電事故。所述的節(jié)能插座控制電路，電流檢測電路由電流互感器及其配套電路構(gòu)成。其優(yōu)點是:使用一個電流互感器采集主用插孔電流，實現(xiàn)高低壓的完全隔離，具有非常好的安全性，也有很好的抗干擾性。所述的節(jié)能插座控制電路，功率檢測電路還包括一個采樣基準(zhǔn)電路。其優(yōu)點是:保證向微控制器提供的電壓為正。所述的節(jié)能插座控制電路，微控制器模塊連接有紅外接收器模塊。其優(yōu)點是:紅外接收電路由一個一體化紅外接收頭組成，該紅外信號經(jīng)MCU微控制器接收、分析后，感知用戶的遙控器操作，作為判斷條件提供給邏輯分析。所述的節(jié)能插座控制電路，微控制器模塊連接有告警模塊，告警模塊為光信號或聲音信號設(shè)備。其優(yōu)點是:告警電路可以采用有發(fā)光二極管或一個蜂鳴器構(gòu)成，提供聲音或光學(xué)告報警信號。所述的節(jié)能插座控制電路，節(jié)能插座控制電路與電源輸入端之間串聯(lián)有浪涌保護模塊，并與電源管理模塊及繼電器開關(guān)模塊連接。其優(yōu)點是:浪涌保護模塊由3只接于火線、零線、地線之間的壓敏電阻組成，它可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓，吸收浪涌電流，保護電路免受過電壓的損害。

圖1是本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型浪涌保護模塊電路原理圖；圖3是本實用新型電源管理模塊電路原理圖；圖4是本實用新型功率采集模塊電路原理圖；圖5是本實用新型繼電器開關(guān)模塊電路原理圖；圖6是本實用新型紅外接收模塊電路原理圖；圖7是本實用新型告警模塊電路原理圖；圖8是本實用新型采樣基準(zhǔn)電路原理圖；圖9是本實用新型浪涌保護模塊與電源管理模塊及功率采集模塊連接電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)解釋說明，具體實施方式
為，一種節(jié)能插座控制電路，用于控制插接電器的插座，節(jié)能插座控制電路包括電源管理模塊、功率檢測模塊，微控制器模塊、繼電器開關(guān)模塊，微控制器模塊分別與功率檢測模塊及繼電器輸出模塊連接，電源管理模塊包括雙路變壓器，變壓器一路連接功率檢測模塊，另一路通過整流回路連接線性穩(wěn)壓器。繼電器開關(guān)模塊由磁保持繼電器開關(guān)及其驅(qū)動回路組成，并與插座的主用插孔及備用插孔連接。功率檢測模塊包括電壓檢測電路和電流檢測電路。電壓檢測電路由雙路變壓器的一路輸出經(jīng)電阻分壓構(gòu)成。電流檢測電路由電流互感器及其配套電路構(gòu)成。功率檢測電路還包括一個采樣基準(zhǔn)電路，如圖8所示本實用新型采樣基準(zhǔn)電路原理圖。微控制器模塊連接有紅外接收器模塊。微控制器模塊連接有告警模塊，告警模塊為光信號或聲音信號設(shè)備。節(jié)能插座控制電路與電源輸入端之間串聯(lián)有浪涌保護模塊，并與電源管理模塊及繼電器開關(guān)模塊連接。所述微控制器模塊為MCU微控制器。[0023]下面結(jié)合圖1 圖7對本實用新型進行描述，所述控制電路包括浪涌保護模塊、電源管理模塊、功率檢測模塊、MCU微控制器、繼電器開關(guān)模塊、紅外接收模塊、告警模塊。浪涌保護模塊將有效降低外部沖擊電壓電流對用電設(shè)備的影響，保護用電設(shè)備安全；電源管理模塊提供所述控制電路需要的電源，其使用一個雙路變壓器作為主要部件，隔離效果好；所述功率檢測模塊主要是利用將電壓電流信號提供給MCU微控制器，經(jīng)計算后得出邏輯判斷所需的相關(guān)參數(shù);MCU微控制器除需要計算功率外，還負(fù)責(zé)對繼電器開關(guān)模塊的控制、紅外信號的接收、告警模塊的驅(qū)動等；繼電器開關(guān)模塊作為執(zhí)行機構(gòu)，負(fù)責(zé)接通或斷開主用插孔和備用插孔的電源供給；紅外接收模塊可以感知用戶的遙控器操作；告警模塊在繼電器開關(guān)模塊動作時給用戶提示。如圖1所示本實用新型節(jié)能插座控制電路的系統(tǒng)圖，節(jié)能插座包括控制電路、主用插孔，、備用插孔、常用插孔等，其原理為，當(dāng)主用插孔的實際使用功率被判斷為待機時，MCU微控制器將驅(qū)動繼電器開關(guān)模塊斷開主用插孔和備用插孔的電源。當(dāng)特定時間周期內(nèi)紅外接收模塊為感知到用戶的遙控器操作，MCU微控制器將驅(qū)動繼電器開關(guān)模塊斷開主用插孔和備用插孔的電源。當(dāng)MCU微控制器將驅(qū)動繼電器開關(guān)模塊前，告警模塊將有一定時間的信號輸出，其可以是聲音信號如蜂鳴器或是光信號如發(fā)光二極管信號燈。如圖2所示，浪涌保護模塊由只接于火線、零線、地線之間的壓敏電阻組成，它可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓，吸收浪涌電流，保護電路免受過電壓的損害。如圖3所示，電源管理模塊的電壓由一個固有耐短路特性的雙路變壓器的一路輸出7.5V電壓提供，該7.5V電壓經(jīng)整流模塊整流后提供給線性穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后輸出5V電壓供電路使用。固有耐短路變壓器有很好的安全性，當(dāng)其次級短路時，可以控制整個變壓器在一個安全的溫度范圍內(nèi)，保證其不好發(fā)生自燃事故。該變壓器的另一路輸出提供給功率檢測模塊作電壓米樣。如圖4所示，功率檢測模塊由電壓和電流采樣組成。電壓由雙路變壓器的一路輸出經(jīng)電阻分壓后輸入到MCU微控制器的A/D采樣回路中；同時用一個有隔離作用的電流互感器采集電流，其主要作用是采集主用插孔中流過的電流?？梢钥闯鼋?jīng)過變壓器隔離的電源信號及電壓采樣信號完全為安全電壓以內(nèi)的低壓，配合具有隔離作用的電流互感器，整個控制電路具有非常好的安全性，不會發(fā)生人身觸電事故。如圖5所示，繼電器開關(guān)模塊主要由一只繼電器及其驅(qū)動回路組成，該繼電器為磁保持繼電器，由于磁保持繼電器不用一直驅(qū)動，其在輸出狀態(tài)時可以節(jié)省不必要的電能消耗，降低整個控制電路的待機功耗，而且一經(jīng)驅(qū)動其狀態(tài)將一直保持，輸出非常穩(wěn)定，不會出現(xiàn)掉電現(xiàn)象。如圖6所示，紅外接收模塊電路由一個一體化紅外接收頭組成，該紅外信號近MCU微控制器接收、分析后，感知用戶的遙控器操作，作為判斷條件提供給邏輯分析。如圖7所示，由發(fā)光二極管組成告警電路，也可以采用蜂鳴器提供聲音告警信號。圖9是本實用新型浪涌保護模塊與電源管理模塊及功率采集模塊連接電路原理圖。MCU微控制器模塊為整個控制電路的處理核心，它通過功率采集模塊來的電壓電流信號計算除實際的電壓、電流、功率、功率因數(shù)，上述值可以判斷出主用插孔當(dāng)前的功耗等特性，經(jīng)過和閥值的綜合比較，可以判斷出該主用插孔所接設(shè)備是在工作模塊或待機模式，從而根據(jù)邏輯來驅(qū)動繼電器開關(guān)模塊斷開主用插孔和備用插孔的電源供給。其邏輯可以簡述如下:當(dāng)紅外接收模塊感知到用戶的遙控器操作，MCU微控制器模塊驅(qū)動繼電器開關(guān)模塊接通主用插孔和備用插孔的220V電源。并給出相應(yīng)提示信號。當(dāng)一定時間周期后主用插孔在待機狀態(tài)，MCU微控制器模塊驅(qū)動告警模塊動作一定周期，然后后切斷主用插孔和備用插孔的220V電源。上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本實用新型技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對其中某些部分所可能做出的一些變動均體現(xiàn)了本實用新型的原理，屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能插座控制電路，包括電源管理模塊、功率檢測模塊，微控制器模塊、繼電器開關(guān)模塊，微控制器模塊分別與功率檢測模塊及繼電器輸出模塊連接，其特征在于，電源管理模塊包括雙路變壓器，變壓器一路連接功率檢測模塊，另一路通過整流回路連接線性穩(wěn)壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，繼電器開關(guān)模塊由磁保持繼電器開關(guān)及其驅(qū)動回路組成，并與插座的主用插孔及備用插孔連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，功率檢測模塊包括電壓檢測電路和電流檢測電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，電壓檢測電路由雙路變壓器的一路輸出經(jīng)電阻分壓構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，電流檢測電路由電流互感器及其配套電路構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，所述功率檢測電路還包括一個米樣基準(zhǔn)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，微控制器模塊連接有紅外接收器模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，微控制器模塊連接有告警模塊，告警模塊為光信號或聲音信號設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，節(jié)能插座控制電路與電源輸入端之間串聯(lián)有浪涌保護模塊，并與電源管理模塊及繼電器開關(guān)模塊連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能插座控制電路，其特征在于，所述微控制器模塊為MCU微控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種節(jié)能插座控制電路，用于控制插接電器的插座，節(jié)能插座控制電路包括電源管理模塊、功率檢測模塊，微控制器模塊、繼電器開關(guān)模塊，微控制器模塊分別與功率檢測模塊及繼電器輸出模塊連接，電源管理模塊包括雙路變壓器，變壓器一路連接功率檢測模塊，另一路通過整流回路連接線性穩(wěn)壓器。本實用新型設(shè)計的節(jié)能插座控制電路解決了現(xiàn)有節(jié)能插座采用阻容降壓安全性不夠，容易發(fā)生觸電事故，用戶體驗感不高等問題。
文檔編號H01R13/66GK202940400SQ201220643650
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者方黎明, 應(yīng)華, 徐圣 申請人:杭州尚思科技有限公司