一种定时控制电路通断的节能插头及节能方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及节能领域，特别涉及一种定时控制电路通断的节能插头及节能方法。
【背景技术】
[0002]随着公共电器的不断增加，其造成的电能浪费问题日益严重。公共电器功率大，使用频繁，长期处于通电状态，如饮水机、电梯、路灯等；而且这些用电设备的使用者为一个相对特定的群体，使用具有一定的规律，呈现周期性。因此解决这些公共电器的电能利用率低下的问题，对我国节能减排工作具有重要的意义。
[0003]目前对于公共电器的电路通断控制主要通过采用节能电器、节能插座、节能插头等方法来完成。I)市场上主要有三类节能电器产品:节能电力设备类、节能家电类和工业节能类产品，但不少产品因性价比偏低而限制了销售量，使这些节能设备和产品陷入“产业化难”的尴尬，尽管政府对节能灯等部分产品采取了补贴措施，但由于补贴分散，难以形成推动节能市场发展的合力，而且这些产品都是在改进原有产品内部结构或电子电路的基础上制作而成，势必会消耗大量的人力、物力和财力。2)节能插座是在普通插座的基础上改造内部结构，嵌入单片机电子电路，可在监测到电器待机工作状态时，自动切断供电电源，达到节能目的。然而节能插座的使用必须要替换原有插座，在实际推广中难度较大。3)大部分节能插头与节能插座类似，近年来也出现了一种新型节能插头的设计理念，即仅在用电设备插头与插座之间添加一个小巧实用的电路装置，从而实现用电设备与电源之间的定时通断，然而在产品定位、定时电路的实现、成本等方面存在不明确性。
[0004]综上所述，针对公共电器、定时电路简单、成本低的节能插头的实现是非常必要的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种定时控制电路通断的节能插头，适用于对饮水机、电梯、路灯等公共电器进行定时通断控制，并且不改变公共电器内部结构。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种定时控制电路通断的节能方法。
[0007]本发明的目的通过以下的技术方案实现:
[0008]一种定时控制电路通断的节能插头，包括顺序相连的多谐振荡电路、分频电路、单稳态电路、继电器，还包括分别与多谐振荡电路、分频电路、单稳态电路相连的电源。
[0009]所述的多谐振荡电路，包括555定时器芯片ICl及外置电路元件，具体为555定时器芯片ICl的输入端2、6引脚接在一起构成施密特触发器，反相输出端7引脚经RC积分电路接回到2、6引脚。
[0010]所述的分频电路，包括依次串联的14位二进制串行计数/脉冲分频器IC2、十进制计数/脉冲分配器IC3、反相器。多谐振荡电路模块的输出信号工作周期十分有限，用分频电路模块拓宽其工作周期。
[0011]所述的单稳态电路，包括555定时器芯片IC4与外置电路元件，具体为555定时器芯片的输入端2引脚接分频电路模块的输出端，反相输出端7引脚与输入端6引脚相接，同时输入端6引脚对地接入电容。
[0012]本发明的另一目的通过以下的技术方案实现:
[0013]一种定时控制电路通断的节能方法，包含以下顺序的步骤:
[0014]S1.电源为多谐振荡电路、分频电路和单稳态电路提供所需的工作电压；
[0015]S2.多谐振荡电路首先产生工作周期可调的方波输出信号并传输给分频电路；
[0016]S3.分频电路将多谐振荡电路的输出信号分频后提供给单稳态电路；
[0017]S4.单稳态电路产生周期内高电平时间可调的控制信号；
[0018]S5.通过分别调节多谐振荡电路和单稳态电路的电路参数实现控制信号工作周期和周期内高电平时间的可调，从而使控制信号通过继电器实现公共电器与220V工频交流电源间电路的定时通断。
[0019]步骤S2中，所述的多谐振荡电路，包括555定时器芯片ICl及外置电路元件，具体为555定时器芯片ICl的输入端2、6引脚接在一起构成施密特触发器，反相输出端7引脚经RC积分电路接回到2、6引脚。
[0020]步骤S3中，所述的分频电路，包括依次串联的14位二进制串行计数/脉冲分频器IC2、十进制计数/脉冲分配器IC3、反相器。多谐振荡电路模块的输出信号工作周期十分有限，用分频电路模块拓宽其工作周期。
[0021]步骤S4中，所述的单稳态电路，包括555定时器芯片IC4与外置电路元件，具体为555定时器芯片的输入端2引脚接分频电路模块的输出端，反相输出端7引脚与输入端6引脚相接，同时输入端6引脚对地接入电容。
[0022]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0023]1、能够定时控制公共电器与220V工频交流电源间的电路通断；
[0024]2、可实现公共电器工作周期和周期内工作时间的可调，且调节范围大，定时操作方便、快捷；
[0025]3、独立安装在公共电器插头与插座之间，装置体积小、结构简单、成本低、装卸方便，适合在220V工频交流电源供电的用电具有规律性的公共电器上推广使用，可有效地减少电能浪费，具有很大的实用价值和广阔的市场空间。
【附图说明】
[0026]图1为本发明所述的一种定时控制电路通断的节能插头的结构示意图；
[0027]图2为图1所述节能插头的多谐振荡电路的电路图；
[0028]图3为图1所述节能插头的分频电路的电路图；
[0029]图4为图1所述节能插头的单稳态电路的电路图；
[0030]图5为图1所述节能插头与外电路的接线示意图；
[0031]图6为图1所述节能插头的工作流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0033]如图1，一种定时控制电路通断的节能插头，包括顺序相连的多谐振荡电路、分频电路、单稳态电路、继电器，还包括分别与多谐振荡电路、分频电路、单稳态电路相连的电源；
[0034]如图2，所述的多谐振荡电路，包括555定时器芯片ICl及外置电路元件，具体为:
[0035](1)555定时器芯片ICl的输入端2、6引脚接在一起构成施密特触发器，反相输出端7引脚经RC积分电路接回到2、6引脚；
[0036](2) ICl与外置电路元件电阻札和R 5、电位器R2、电容CjP C fl组成的电路为多谐振荡电路，输入输出信号为一个持续的方波信号，工作周期为:
[0037]T = 0.693 [2 (R2+R5) +R1] C1
[0038](3)其输出信号的工作周期可通过调节电位器R2来改变，可调范围为14ms?750ms ；
[0039](4) ICl选用低功耗CMOS型555芯片，Cl选用IuF钽电解电容；
[0040]如图3，所述的分频电路，包括依次串联的14位二进制串行计数/脉冲分频器IC2、十进制计数/脉冲分配器IC3、反相器；具体为:
[0041](I)所述分频电路模块由一片14位二进制串行计数/脉冲分频器IC2和一片十进制计数/脉冲分配器IC3串联而成；
[0042](2)通过分频器IC2进行212= 4096次分频，通过分频器IC3进行10次分频，因此多谐振荡电路模块输出信号的工作周期扩大4096*10 = 40960倍，为:10min?8.5h ;
[0043](3)在IC3的输出端串联一个反相器，以满足单稳态电路模块的输入信号必须为负脉冲波的要求；
[0044](4) IC2采用CMOS型14位二进制串行计数/脉冲分频器⑶4020，IC3采用CMOS型十进制计数/脉冲分配器CD4017 ;
[0045]如图4，所述的单稳态电路，包括555定时器芯片IC4与外置电路元件，具体为:
[0046](1)555定时器芯片的输入端2引脚接分频电路模块的输出端，反相输出端7引脚与输入端6引脚相接，同时输入端6引脚对地接入电容。
[0047](2) IC4与外置电路元件电阻R6、电位器R4、电容(:2和C ^组成的电路为单稳态电路，输出的控制信号的周期内高电平时间为:
[0048]Td= 1.1 (R 4+R6) C2
[0049](3)其周期内高电平