智能安全电源插座、墙壁插座、排插的制作方法

本实用新型涉及一种电源插座，特别涉及一种智能安全电源插座。

背景技术：

电源插座，又称开关插座，简称插座。插座是指有一个或一个以上电路接线可插入的座，通过它可插入各种接线。现有技术中，插座始终带电，只要将插头插入到插座中，插座就与插头连接，为连接该插头的电器提供电源供给。但是如果非插头等导体插入电源插座后，由于插座带电，则电流通过导体传输，很容易造成人体伤害或引起火灾，甚至触电身亡。从而带来的较大的安全隐患。另外，现有插座没有过温、过载的保护。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种智能安全电源插座，以克服非插头等导体插入电源插座后造成的用电安全隐患的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种智能安全电源插座，包括插座本体、控制单元和指示灯，所述的插座本体包括与交流电网的火线连接的火线电极片，以及与交流电网的零线连接的零线电极片，所述的控制单元包括用于将交流电网的输出交流电源转换为直流电源的交直流转换电路、微控制器、串接在交流电网的火线与火线电极片之间的第一继电器、串接在交流电网的零线与零线电极片之间的第二继电器、用于同时接通或者断开第一继电器和第二继电器的按键，所述的微控制器的I/O端口连接有插头检测电路，所述的按键与所述的微控制器的一个I/O端口连接；当所述的插头检测电路检测到有插头插入到所述的智能安全电源插座时，闭合或者第一次按下所述的按键时，所述的微控制器控制所述的第一继电器和第二继电器均吸合，以使火线电极片接通火线、零线电极片接通零线，使所述的智能安全电源插座带电，指示灯点亮；当断开或者再一次按下所述的按键时或者当所述的插头检测电路未检测到有插头插入到所述的智能安全电源插座时，所述的微控制器控制所述的第一继电器和第二继电器均断开，以使火线电极片与火线断开连接、零线电极片与零线断开连接，使所述的智能安全电源插座不带电，指示灯熄灭。

作为优选，本实用新型提供的智能安全电源插座，所述的控制单元还包括与所述的微控制器的一个I/O端口连接的电流检测电路。

作为优选，本实用新型提供的智能安全电源插座，所述的控制单元还包括与所述的微控制器的一个I/O端口连接的温度检测电路。

作为优选，本实用新型提供的智能安全电源插座，所述的指示灯连接在所述的微控制器的一个I/O端口或者连接在火线电极片与零线电极片之间。

作为优选，本实用新型提供的智能安全电源插座，所述的火线电极片和零线电极片为数量相等的多个，多个所述的火线电极片串接，多个所述的零线电极片串接。

作为优选，本实用新型提供的智能安全电源插座，所述的插座本体还包括地线电极片，所述地线电极片的数量小于或者等于火线电极片的数量，多个所述的地线电极片串接。

作为优选，本实用新型提供的智能安全电源插座，所述的交直流转换电路与交流电网之间连接有过压过流保护电路。

作为优选，本实用新型提供的智能安全电源插座，所述的交直流转换电路与所述的微控制器之间连接有滤波电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供一种墙壁插座，包括上述的智能安全电源插座。

为了解决上述技术问题，本实用新型又提供一种排插，包括上述的智能安全电源插座。

与现有技术相比，本实用新型提供的智能安全电源插座、墙壁插座、排插，由于将传统的电源插座主要划分为插座本体和控制单元两部分，插座是否带电由控制单元接通或断开。电源插座的默认状态为断开状态，此时当插头或者非插头等导体插入电源插座时，电源插座均不带电，即电极片均不带电，从而保证了电源插座的用电安全，避免了传统的电源插座接入插头或非插头等导体时造成的人体伤害或引起火灾，甚至触电身亡的安全隐患。当使用电源插座时，通过控制单元接通插座本体，此时，当检测到插入电源插座的为插头时，电源插座带电。而当检测到插入电源插座的为非插头等导体包括其中一个插孔插入导体时，插座本体不带电，从而保证了非插头导体插入电源插座时的用电安全，避免了非插头等导体插入电源插座时造成的人体伤害或引起火灾，甚至触电身亡等安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的电源插座的方框原理图；

图2是本实用新型的过压过流保护电路和稳压电路的方框原理图；

图3是本实用新型的微控制器与继电器、检测电路、指示灯的方框原理图；

图4是墙壁插座的结构示意图；

图5-6是排插的结构示意图；

图7是本实用新型电源插座的控制方法流程示意图。

图中所示：L、火线，N、零线，110、插座本体，111、火线电极片，112、零线电极片，120、控制单元，121、交直流转换电路、122、微控制器，123、插头检测电路，124、电流检测电路，125、温度检测电路，126、过压过流保护电路，127、滤波电路，130、指示灯，K1、第一继电器，K2、第二继电器，S、按键。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

实施例一

如图1、3、4、5、6所示，本实施例一提供的智能安全电源插座，包括插座本体110、控制单元120和指示灯130，所述的插座本体110包括与交流电网的火线L连接的火线电极片111，以及与交流电网的零线N连接的零线电极片112，所述的控制单元120包括用于将交流电网的输出交流电源转换为直流电源的交直流转换电路121、微控制器122、串接在交流电网的火线L与火线电极片111之间的第一继电器K1、串接在交流电网的零线N与零线电极片112之间的第二继电器K2、用于同时接通或者断开第一继电器K1和第二继电器K2的按键S，所述的微控制器122的I/O端口连接有插头检测电路123，所述的按键S与所述的微控制器122的一个I/O端口连接；

其中，所述的按键S可以为复位开关，也可以为闭合接通、断开不接通的非复位开关。本实用新型的按键S与微控制器122连接，与按键S连接在交流电网的火线L或者零线N上相比，其优点在于，与微控制器122连接的按键S，对电源的耐压和耐流要求较低，并且连接的稳定的直流电源，其在接通或断电的瞬间的冲击电流或电压较小，从而避免了连接在交流电网中按键S在接通或断开瞬间产生的大电流或大电压冲击造成按键S的损坏或断路的危险，即本实用新型的按键S不仅提高了按键S的连接稳定性，避免了断路的危险，还提高了按键S的使用寿命。另外，本实用新型的按键S与微控制器122中执行对微控制器122构成的外围系统的复位电路中的复位按键不同，其不对微控制器122构成的外围系统的电路进行复位。

当按键S为复位开关时，当所述的插头检测电路123检测到有插头插入到所述的智能安全电源插座时，第一次按下所述的按键S时，所述的微控制器122控制所述的第一继电器K1和第二继电器K2均吸合，以使所述的火线电极片111接通火线L、零线电极片112接通零线N，使所述的智能安全电源插座带电，即火线电极片111和零线电极片112均带电，指示灯130点亮；

当再一次按下所述的按键S时或者当所述的插头检测电路123未检测到有插头插入到所述的智能安全电源插座时，所述的微控制器122控制所述的第一继电器K1和第二继电器K2均断开，以使所述的火线电极片111与火线L1断开连接、零线电极片112与零线N断开连接，使所述的智能安全电源插座不带电，即火线电极片111和零线电极片112均不带电，指示灯130熄灭。

当按键S为非复位开关时，当所述的插头检测电路123检测到有插头插入到所述的智能安全电源插座时，当闭合所述的按键S时，所述的微控制器122控制所述的第一继电器K1和第二继电器K2均吸合，以使所述的火线电极片111接通火线L，使所述的智能安全电源插座带电，即火线电极片111和零线电极片112均带电，指示灯130点亮；

当断开所述的按键S时或者当所述的插头检测电路123未检测到有插头插入到所述的智能安全电源插座时，所述的微控制器122控制所述的第一继电器K1和第二继电器K2均断开，以使所述的火线电极片111与火线L1断开连接、零线电极片112与零线N断开连接，使所述的智能安全电源插座不带电，即火线电极片111和零线电极片112均不带电，指示灯130熄灭。

本实用新型的微控制器122的I/O端口，是指输入或输出端口，其中微控制器122可以是单片机、CPLD等可编程逻辑控制器件。每个继电器与微控制器122的一个I/O端口连接，本实施方式中，采用二个继电器K1、K2，其优点在于，同时断开了火线电极片111和零线电极片112与交流电网的火线L和零线L的连接，从而使该智能安全电源插座的任何一个与电极片对应的插孔均不带电，从而保证了单一电极片插入导体或插头时用电安全，避免了单一电极片带电时，造成的安全隐患。

本实施例中，插头检测电路123连接在微控制器122的I/O端口，例如可以采用红外线传感器等光电传感器检测其中一个电极片对应的插头是否插入到电源插座，也可以对每个电极片对应的插头是否插入到电源插座均进行检测。当然，当选择对每个电极片对应的插头均进行检测时，每个光电传感器与微控制器122的其中一个I/O端口连接。

本实施例一中，微控制器122具体的电路连接关系为分别通过一个I/O端口连接在第一继电器K1、第二继电器K2的两个常开触点，微控制器122分别控制第一继电器K1、第二继电器K2的线圈得电或失电，从而接通或断开继电器K1、K2的常开触点。

如图3所示，本实施例一中的智能安全电源插座，所述的控制单元120还包括与所述的微控制器122的一个I/O端口连接的电流检测电路124。当检测到电流检测电路124中的电流大于微控制器122的设定值时，微控制器122不接通或者断电继电器K1和/或K2，从而避免过大的电流对插座本体110甚至与插座本体110连接的带有插头的电器设备的用电安全，避免了电流过大引起的电器设备的损坏或者火灾的发生，从而进一步提高了电源插座的用电安全。

如图3所示，本实施例一中的智能安全电源插座，所述的控制单元120还包括与所述的微控制器122的一个I/O端口连接的温度检测电路125。该温度检测电路125用于检测与插座本体110连接的带有插头的电器设备，当检测到的温度大于微控制器122的设定值时，微控制器122不接通或者断开继电器K1、K2，从而保证了连接到该智能安全电源插座的电器设备的用电安全，甚至避免了插入的电器设备及该智能安全电源插座的损坏，避免了温度过高引起的火灾事故。

如图3所示，本实施例一中的智能安全电源插座，所述的指示灯130连接在所述的微控制器122的一个I/O端口。当然也可以连接在火线电极片111与零线电极片112之间。连接在微控制器122的其中一个I/O端口，其优点在于，连接在I/O端口与指示灯130的限流电阻的功率和阻值相对于连接在火线电极片111与零线电极片112之间要小，并且能够避免交流电网的电压波动对指示灯130造成的损坏，提高了指示灯的使用寿命。

作为较佳的实施方式，本实施例一中的智能安全电源插座，所述的火线电极片111和零线电极片112为数量相等的多个，多个所述的火线电极片111串接，多个所述的零线电极片112串接。如图4、5、6所示，本实施例中，仅包括火线电极片111和零线电极片112的电源插座为二孔插座。将一对火线电极片111和零线电极片112划分为一个二孔插座单元，当火线电极片111和零线电极片112为数量相等的多个时，则构成多个二孔插座单元。图4中涉及一个二孔插座单元，图5中也涉及一个二孔插座单元，但其与图4中排列分布不同。图6中涉及3个二孔插座单元。

如图4、5、6所示，本实用新型提供的智能安全电源插座，所述的插座本体110还包括地线电极片113，所述地线电极片113的数量小于或者等于火线电极片111的数量，多个所述的地线电极片113串接。本实施例中，包括火线电极片111、零线电极片112和地线电极片113的电源插座为三孔插座每一个火线电极片111、零线电极片112和地线电极片113构成一个三孔插座单元。图4、图5中涉及一个三孔插座单元，图6中涉及3个三孔插座单元。如图4、5、6所示，在地线电极片113的数量小于火线电极片111或零线电极片112的数量时，构成了二孔插座单元和三孔插座单元组合的电源插座。其适应范围较广。如图2所示，本实用新型的智能安全电源插座，所述的交直流转换电路121与交流电网之间连接有过压过流保护电路126。还可以连接有防雷保护电路等，以提高该智能安全电源插座的用电安全。

如图2所示，本实用新型的智能安全电源插座，所述的交直流转换电路121与所述的微控制器122之间连接有滤波电路127。该滤波电路127用于对交直流转换电路121输出的直流电源进行滤波，为微控制器122提供更加稳定的直流电源。

作为较佳的实施方式，本实施例一中，还可以设置过载保护电路，以保护连接到该智能安全电源插座的带插头的电器设备的用电安全以及智能安全电源插座的安全。

实施例二

如图5所示，本实施例二提供一种墙壁插座，包括实施例一中所述的智能安全电源插座。

实施例三

如图6所示，本实施例三提供一种排插，包括实施例一中所述的智能安全电源插座。

如图7所示，本实用新型提供的智能安全电源插座、墙壁插座、排插的控制方法如下：当按键S按下或者闭合时，微控制器122同时检测按键S的按键信号和插头检测电路123的插头信号，当检测到按键信号和插头信号时，微控制器122控制继电器K1、K2吸合，则指示灯130点亮、电源插座带电；当按键信号或插头信号有一个缺失时，微控制器122断开继电器K1、K2的连接，同时指示灯130熄灭，使电源插座不带电，即电源插座断电，即电极片不带电或断电。本实用新型的智能安全电源插座工作时，微控制器122实时检测按键S和插头检测电路123的插头信号，当按键信号或插头信号有一个缺失时，微控制器122断开继电器K1、K2的连接，使电源插座不带电，同时指示灯130熄灭。从而体现了本实用新型智能安全电源插座的智能性，从而实时的保证了该电源插座的用电安全。

如图3、7所示，本实用新型提供的智能安全电源插座、墙壁插座、排插连接有电流检测电路124和温度检测电路125时，微控制器122在同时检测按键S的按键信号和插头检测电路123的插头信号时，还同时检测电流检测电路124的电流信号和温度检测电路125的温度信号，当检测到的电流信号和温度信号符合微控制器122的设定值时，微控制器122控制继电器K1、K2吸合，则指示灯130点灯、电源插座带电；当按键信号、插头信号、电流信号、温度信号中有一个缺失或不符合要求时，微控制器122断开继电器K1、K2的连接，同时指示灯130熄灭，使电源插座不带电，进而保证该智能安全电源插座、墙壁插座、排插的用电安全。本控制方法中的电源插座工作时，微控制器122实时检测按键信号、插头信号、电流信号、温度信号中有一个缺失或不符合要求时，微控制器122断开继电器K1、K2的连接，同时指示灯130熄灭，使电源插座不带电，从而体现了该智能安全电源插座的智能性。

本实用新型提供的智能安全电源插座、墙壁插座、排插，在使用时，通过按键S使电源插座带电，不使用时，通过按键S使电源插座不带电，与一直带电的电源插座相比，节约了供电系统的电能损耗。

本实用新型的结构简单，成本低廉，可靠性高。