一种电源转接插头的制作方法

本发明属于电源插头技术领域，具体地说，是涉及一种应用在电源插座与电器设备之间的电源转接插头。

背景技术：

随着电气化水平的不断提高，现代家庭中所使用的电器设备的种类日渐繁多，用电功率也相差甚远。而且，对于现有的家电设备来说，一般不具备自动通断电的功能，一旦将电器设备的插头插入到电源插座中，大多数电器设备将始终带电，即便不运行也会产生待机功耗，导致能源的无谓浪费。虽然有些电器设备自带交流开关，可以切断交流市电与电器设备内部电路板之间的交流供电线路，使电器设备彻底断电，但是，这种交流开关要么采用机械式手动开关，需要用户手动按压开关才能进行切换控制，存在操作不便的问题；要么需要在电器设备的内部电路板上设计专门电路进行交流供电线路的通断控制，存在一定的不可靠问题。因此，如何保证家庭用电设备使用的安全性、可靠性和节能性就显得十分重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电源转接插头，独立于电器设备，可以根据外部指令自动控制电器设备的供电线路物理断开。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电源转接插头，包括前插头和后插头，所述前插头包括用于与外部的电源插座相插接的插头插片、磁吸合部以及与所述插头插片电连通的插针座；所述后插头包括插针、电磁铁、电路板和插片接收弹片；其中，所述插针在所述前插头与后插头插接时，与所述插针座插接或接触，进而与所述插头插片电连通；所述电路板与所述插针电连通，在有供电经由所述插针接入时，控制所述电磁铁产生磁场，使所述电磁体与所述磁吸合部吸合；在接收到断电信号时，控制所述电磁铁断电或生成反向磁场，使所述后插头与前插头分离；所述插片接收弹片与所述插针电连通，用于与外部的电器设备的电源插头相插接。

进一步的，所述前插头还包括第一前壳和第一后壳；所述第一前壳包括由第一前端面和四周侧面围成的第一腔室，在所述第一前端面上开设有插片穿孔，所述插头插片穿过所述插片穿孔从所述第一腔室内延伸到所述第一腔室外；所述磁吸合部和插针座位于所述第一腔室内；所述第一后壳安装在所述第一前壳的后部，用于封闭所述第一腔室，在所述第一后壳上开设有通孔，所述通孔与所述插针座正对，所述插针穿过所述通孔与所述插针座插接或接触。

又进一步的，为了便于所述插头插片和插针座的安装固定，本发明在所述前插头中还设置有第一基板、第二基板和第一柔性电路板；其中，所述第一基板位于所述第一腔室内，其上安装有所述的插头插片；所述第二基板位于所述第一腔室内，其上安装有所述的插针座；所述第一柔性电路板连接在所述第一基板和第二基板之间，所述插头插片通过所述第一柔性电路板与所述插针座电连通。

优选的，所述第一基板优选固定安装在所述第一前端面上；所述第二基板优选固定安装在所述第一后壳上，且位于第一后壳的上半部分；所述磁吸合部可以是铁板或磁铁，优选固定安装在所述第一后壳上，且位于所述第二基板的下方。

进一步的，所述后插头还包括第二前壳和第二后壳；所述第二前壳包括由第二前端面和四周侧面围成的第二腔室，在所述第二前端面上开设有插针穿孔，所述插针穿过所述插针穿孔从所述第二腔室内延伸到所述第二腔室外；所述电磁铁和电路板位于所述第二腔室内；所述第二后壳安装在所述第二前壳的后部，用于封闭所述第二腔室，在所述第二后壳上开设有插孔，所述插孔与所述插片接收弹片正对，所述电器设备的电源插头穿过所述插孔插入到所述插片接收弹片中。

又进一步的，为了便于所述插针的安装固定，本发明在所述后插头中还设置有第三基板和第二柔性电路板；所述第三基板位于所述第二腔室内，其上安装有所述的插针；所述第二柔性电路板连接在所述第三基板与所述电路板之间，所述电路板通过所述第二柔性电路板与所述插针电连通。

优选的，所述第三基板优选固定安装在所述第二前端面上，且位于第二前端面的上半部分；所述电磁铁安装在所述电路板的正面，且紧邻所述第二前端面的下半部分；所述插片接收弹片安装在所述电路板的背面，在所述第二后壳安装到所述第二前壳上后，所述插片接收弹片与所述第二后壳上的所述插孔贴合或紧邻。

作为所述电路板的一种优选设计方案，本发明在所述电路板上设置有无线通信模块、控制电路和电源转换电路；所述无线通信模块用于接收远程控制终端发出的所述断电信号；所述控制电路连接所述无线通信模块，并对所述电磁铁进行通断电控制或者控制所述电磁铁改变极性；所述电源转换电路与所述插针电连通，将通过所述插针接入的供电转换成低压直流电，为所述无线通信模块和所述控制电路供电。

进一步的，在所述电路板上还设置有电池和充电管理电路；所述电池在所述后插头与所述前插头分离时，为所述控制电路和无线通信模块供电；所述控制电路在接收到所述断电信号并控制所述电磁铁与所述前插头中的磁吸合部分离后，若检测到通过所述插针无供电接入，则生成表示所述后插头已与前插头分离的确认信号，通过所述无线通信模块发送至所述的远程控制终端，以通知远程控制终端电器设备已安全断电；所述充电管理电路连接在所述电源转换电路与所述电池之间，在通过所述插针有供电接入时为所述电池充电。

为了使本发明的电源转接插头同时具备USB充电功能，本发明在所述第二后壳上还设置有USB接口，连接所述电路板，所述电路板将通过所述插针接入的供电转换成+5V直流电源，传输至所述的USB接口。外部的USB设备可以直接插接到所述电源转接插头的所述USB接口上进行充电。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明将电源转接插头分成前插头和后插头两部分，其中前插头用于插接电源插座，后插头用于插接电器设备的电源插头，在使用过程中通过建立磁场使电源转接插头的两部分吸合对接，由此可以使得电器设备与电源插座接通，满足电器设备的正常供电需求；而当电器设备需要关机时，可以通过取消磁场或者建立反向磁场来使电源转接插头的两部分分离，继而使电器设备的电源插头彻底与电源插座物理断开，由此不仅可以确保电器设备关机后彻底断电，有效降低待机功耗，达到节约能源的技术效果，而且还有助于提高电器设备的安全性和可靠性，简化电器设备自身的电路结构设计。本发明的电源转接插头结构简单，使用方便，安全性高，产品内部自带智能芯片，提供了其与其他智能设备连接的可能；产品内部自带电池，可以提供产品是否断电的自检功能。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的电源转接插头的一种实施例的整体结构前视图；

图2是本发明所提出的电源转接插头的一种实施例的整体结构后视图；

图3是本发明所提出的电源转接插头的一种实施例的分体式结构图；

图4是图3中前插头的一种实施例的结构爆炸图；

图5是图3中后插头的一种实施例的结构爆炸图；

图6是图5中电路板的一种实施例的电路原理框图；

图7是图5所示的后插头组装后的结构透视图；

图8是前插头和后插头的插接关系示意图；

图9是后插头从前插头上脱离下来的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是：术语“一”、“二”、“三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1-图3所示，本实施例的电源转接插头1主要应用在电源插座（例如居民家墙上的交流插座等）与电器设备（例如家用电器等）的电源插头之间，分成前插头100和后插头200两部分。前插头100上设置有用于插接电源插座的插头插片130，后插头200上设置有用于插接电源插头的插孔221。电器设备在插电工作时，不是将其电源插头直接插入到电源插座中进行取电，而是经由本实施例的电源转接插头作为中间桥梁，间接地与电源插座接通，获取供电。当电器设备需要彻底断电时，只需控制电源转接插头1的后插头200从前插头100上脱离，即可实现电器设备的电源线的物理断开，彻底断电。

图1、图2为本实施例的电源转接插头1的整体外形图，正面设置所述的插头插片130，背面设置所述的插孔221。虽然图1、图2示出的电源转接插头1的整体外形呈长方体状，但应该理解的是，本实施例的电源转接插头1的整体外形也可以设计成椭圆形、半球形等其他不同的形状，本实施例对此不进行具体限制。

为了使电源转接插头1能够实现物理断开，本实施例将所述电源转接插头1设计成相互独立的两部分：前插头100和后插头200，如图3所示。其中，前插头100和后插头200通过插针230实现电源线路的对接，以保证供电电流的正常传送。

图4示出了前插头100的具体结构设计，主要包括第一前壳110、第一后壳120、插头插片130、插针座140和磁吸合部150等部分。其中，第一前壳110包括第一前端面111以及围绕第一前端面111的四周环绕设置的四周侧面112，即，第一前壳110形成一个后部开放的第一腔室113。图4中的第一前壳110以透视图的方式呈现。在第一前壳110的第一前端面111上开设用于使插头插片130穿过的插片穿孔114，所述插片穿孔114的大小、个数、位置关系应根据所述插头插片130的配置情况具体确定。所述插头插片130可以是双插头，也可以是三插头，具体根据所需插接的电源插座的插孔配置情况确定，如图4示出了三相电源插座所对应的插头插片130布设方式。

在本实施例中，所述插头插片130的选择可以同电器设备的电源插头上所使用的插头插片。将所述插头插片130穿过插片穿孔114从所述第一腔室113的内部延伸到第一腔室113的外部，即，从第一前端面111的内侧伸出到第一前端面111的外侧，以便于插接电源插座。为了提高插头插片130在第一前壳110上装配的牢固性，本实施例优选将所述插头插片130首先固定到第一基板131上，将所述插头插片130从插片穿孔114中穿出后，将所述第一基板131固定安装到第一前端面111的内侧，以实现插头插片130在第一前壳110上的固定。

将磁吸合部150和插针座140设置在第一前壳110所形成的第一腔室113内，并在第一前壳110的后部安装第一后壳120，通过第一后壳120封闭所述的第一腔室113，以起到保护和封装内部器件的作用。

在所述第一后壳120上还开设有通孔121，所述通孔121与安装在第一腔室113内的插针座140正对，以使插针座140外露，以便于后插头200上的插针230能够经由所述通孔121与所述插针座140相插接或者相接触。

本实施例的插针座140可以设计成内凹的铜座，也可以设计成铜片或者其他结构形式，只要能够使其与后插头200上的插针230实现良好的电连通即可。本实施例优选将所述插针座140首先安装在第二基板141上，通过将第二基板141安装到第一后壳120的内侧，以实现插针座140在第一后壳120上的装配固定。

在第一基板130与第二基板140之间连接第一柔性电路板132，通过第一柔性电路板132实现插头插片130与插针座140之间的电连接，以将通过插头插片130接入的供电传导至所述的插针座140，进而经由插针座140传送至所述的后插头200。

作为本实施例的一种优选设计方案，所述通孔121优选开设在第一后壳120的上半部分，如图4所示，将磁吸合部150安装在第一后壳120内侧的下半部分，即，使插针座140位于磁吸合部150的上方，通过尽量地增大磁吸合部150与第一后壳120的接触面积，以增加前插头100与后插头200的吸合强度。

在本实施例中，所述磁吸合部150可以是铁片或钢片等自身不带磁力、但可与磁铁吸合的金属片，也可以直接选用永磁铁，以配合后插头200中设置的电磁铁，实现前插头100与后插头200的吸合。所述插针座140可以设置有两个、三个或者更多个，以用于传输单相交流电、三相交流电或者其他类型的供电电源。

图5示出了后插头200的具体结构设计，主要包括第二前壳210、第二后壳220、插针230、插片接收弹片240、电路板250和电磁铁260等部分。其中，第二前壳210包括第二前端面211以及围绕第二前端面211的四周环绕设置的四周侧面212，即，第二前壳210形成一个后部开放的第二腔室213。图5中的第二前壳210以透视图的方式呈现。在第二前壳210的第二前端面211上开设用于使插针230穿过的插针穿孔214，所述插针穿孔214的大小和个数应根据插针230的配置情况具体确定，在保证插针230可由第二腔室213内穿出的同时，对内置于第二腔室213中的部件应起到有效的封装作用。在本实施例中，所述后插头200的第二前端面211的形状和尺寸最好与前插头100的第一后壳120的形状和尺寸一致，所述插针穿孔214最好开设在第二前端面211的上半部分，位置与第一后壳120上开设的通孔121的位置相对应，以方便插针230与插针座140对准。通过将插针230插入到插针座140中或者使插针230与插针座140良好接触，以实现供电线路的可靠连通。

在本实施例中，所述插针230优选设计成头部为半球形的铜柱，且最好设计成伸缩式结构，以实现插针230与插针座140之间更好地接触。

为了提高插针230在第二前壳210上装配的牢固性，本实施例优选在第二腔室内213增设一块固定板，即第三基板231，如图5所示。将所述插针230安装在第三基板231的正面，装配时，首先将插针230从第二腔室213的内部通过插针穿孔214穿出，并使第三基板231的正面与第二前端面211的内侧贴合，然后将第三基板231的正面采用粘接或者本领域公知的其他接合手段固定到第二前端面211上，以实现插针230在第二前壳210上的可靠装配。

在第三基板231与电路板250之间连接柔性电路板232，插针230通过所述柔性电路板232与电路板250电连通，以将插针230接收到的供电传送至所述的电路板250。

所述电路板250设置在第二腔室213内，具体可以与第二前壳210的四周侧面212装配固定。将所述电磁铁260安装在电路板250上，优选安装在电路板250的正面，并在电路板250安装到第二腔室213中时，刚好贴合或者邻近第二前壳210的第二前端面211，以便于与设置在前插头100中的磁吸合部150产生足够的吸合力，确保前插头100与后插头200稳固对接。

在所述电路板250的背面安装用于插入外部电器设备的电源插头的插片接收弹片240，如图5所示。所述插片接收弹片240垂直于电路板250的背面向外延伸，可以包括两个、三个或者其他数目，其大小、个数和排布方式可以根据其所要插接的电器设备的电源插头的具体类型确定，如图5示出了三相插头所对应的插片接收弹片240的布设方式。所述插片接收弹片240与柔性电路板232电连通，通过柔性电路板232连通插针230，继而连通外部供电的传输通路。

在所述第二前壳210的后部安装第二后壳220，通过第二后壳220封闭所述第二腔室213，以起到保护和封装内部器件的作用。图7为组装后的后插头200的透视图。

在所述第二后壳220上还开设有插孔221，在所述第二后壳220安装到第二前壳210上后，所述插孔221刚好与安装在电路板250上的插片接收弹片240正对，以便于电器设备的电源插头能够经由所述插孔221与所述插片接收弹片240插接。

在所述后插头200中还可以进一步设置电池270，安装在所述的电路板250上，优选安装在电路板250的背面，且位于插片接收弹片240的下方，用于在后插头200与前插头100分离后，为电路板上的某些功能电路供电，以完成特定的功能。

下面结合图6对本实施例的电路板上布设的电路结构及其工作原理进行详细阐述。

如图6所示，在本实施例的电路板250上布设有电源转换电路252、控制电路251、无线通信模块（例如WiFi模块253、GSM/CDMA模块254等）等功能电路，对于内置有电池270的电源转接插头1来说，还可以在电路板250上进一步设置充电管理电路255，连接在电源转换电路252与电池270之间，以用于在所述电源转接插头1插入到电源插座上时，利用电源插座提供的外部供电为所述电池270充电蓄能。

在本实施例中，可以将所述电源转换电路252的输入端通过第二柔性电路板232连接插针230，将通过插针230接入的外部供电转换成电路板250上其他用电负载所需的工作电源（例如低压直流电源），为所述控制电路251、无线通信模块253、254以及充电管理电路255等用电负载供电。将电磁铁260和无线通信模块253、254连接至控制电路251，通过控制电路251控制无线通信模块253、254完成射频信号的收发，并对电磁铁260进行通断电控制。

当需要电器设备插电运行时，可以首先将电源转接插头1插入到电源插座中，例如插入到用户家中的220V交流电源插座中；然后，将电器设备的电源插头插入到电源转接插头1的插孔221中，通过电源转接插头1间接地获取交流供电。

在插接所述电源转接插头1时，可以首先将前插头100的插头插片130插入到电源插座中，由于前插头100的插头插片130与插针座140电连通，因此插针座140上也带有了220V交流电。然后，将后插头200的插针230插入到前插头100的插针座140中，使插针230连通220V的交流供电。此时，电路板250上的电源转换电路252上电运行，将220V交流供电转换成直流电源，传输至控制电路251、无线通信模块253、254和充电管理电路255，使各功能电路上电运行。控制电路251在上电运行后，首先控制电磁铁260通电，产生磁场，以与前插头100中的磁吸合部150吸合，继而确保前插头100与后插头200能够稳固接合，如图8所示。此时，由于电器设备的电源插头通过后插头200的插孔221插入到插片接收弹片240中，而插片接收弹片240又通过第二柔性电路板232与插针230连通，因此，便将220V交流供电传送至电器设备的电源插头，使电器设备上电运行。

所述控制电路251在上电运行后，与所述无线通信模块253、254通信，等待接收远程控制终端发出的断电信号。所述远程控制终端可以是烟雾报警器、温度报警器、手机等，当烟雾报警器检测到烟雾浓度超标时，或者温度报警器检测到环境温度超过上限值时，或者用户通过手机欲控制电器设备物理断电时，通过烟雾报警器、温度报警器或手机生成断电信号，并以无线形式发送至所述电源转接插头1。所述电源转接插头1利用其内部的无线通信模块253、254接收所述的断电信号，并转换成模拟信号或数字信号传输至所述的控制电路251。所述控制电路251在接收到断电信号后，切断电磁铁260的供电，使磁场消失。此时，后插头200在其重力的作用下，从前插头100上脱离下来，如图9所示，由此使得电器设备的供电线路物理断开，实现彻底断电。

对于前插头100中设置的磁吸合部150为磁铁的情况，控制电路251在接收到断电信号后，可以转换电磁铁260的供电电极，以转换电磁铁260的磁性，使后插头200中的电磁铁260与前插头100中的磁铁150磁性互斥，继而在互斥力的作用下，使后插头200与前插头100分离，实现电器设备的物理断电。

对于后插头200中内置有电池270的电源转接插头1，在后插头200从前插头100上脱离后，此时，后插头200中的插针230由于与前插头100中的插针座140分离，因此切断了插针230与外部交流供电的连接。此时，电路板250上的电源转换电路252断电停止运行，改由电池270为所述控制电路251和无线通信模块253、254供电。利用控制电路251对通过插针230接入的供电进行检测，具体可以采用增设电压采样电路或电流采样电路的方式检测插针230上是否带电，或者通过检测电源转换电路252是否有直流电源输出来间接地判断插针230上是否带电。当检测到插针230上无供电接入时，认为后插头200已从前插头100上脱离。此时，控制电路251生成表示后插头200已与前插头100分离的确认信号，传输至所述的无线通信模块253、254，进而通过无线通信模块253、254转换成射频信号，发送至指定的远程控制终端，例如用户的手机，以通知用户“电器设备已物理断电”。

所述控制电路251在控制无线通信模块253、254将确认信号发出后，切断电池270连接控制电路251和无线通信模块253、254的供电线路，使控制电路251和无线通信模块253、254停止运行，节约电能。

此外，为了扩展电源转接插头1的功能，本实施例在所述后插头200的第二后壳220上还设置有USB接口222，如图5所示，连接电路板250上的电源转换电路252。所述电源转换电路252将通过所述插针230接入的220V交流供电转换成+5V直流电源，传输至所述的USB接口，为插接到所述USB接口上的USB 外设供电。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。