一种安全插座的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种安全插座，包括有电源，所述每一插孔面板均设置有检测电路，所述检测电路用于检测对应的插孔面板负载接入情况，所述检测电路包括接入判断模块和接出判断模块，这样设置，一来，可以起到一个非常好的保护效果，二来，可以提高整个电路的安全性和稳定性，同时，如果将人的手指插入插座孔中，那么一种情况是无法构成回路，此时接入判断模块不会工作，所以也不会出现安全隐患，但是电流源电路会输出小电流，同时检测插入物的负载，当负载与人体负载相近时，判断为人体（人体电阻可按1000－2000欧），就不会是的插座通电，保证人体安全性，同时，由于人体不是纯电阻的存在，所以存在阻抗，设置延时电路以减小阻抗对判断的干扰。
【专利说明】
一种安全插座
技术领域
[0001]本发明涉及一种安全插座。【背景技术】
[0002]插座一般在家庭中可以得到非常多的应用，但是目前插座仍然不能非常好的解决安全隐患的问题，例如如果是手指直接插入插座孔，并形成回路这样容易造成触电的安全隐患。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供通过检测实现分辨正常负载和人体的插座，并保证人体安全性。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种安全插座，包括有电源，其特征在于，所述每一插孔面板均设置有检测电路，所述检测电路用于检测对应的插孔面板负载接入情况，所述检测电路包括接入判断模块，所述接入判断模块通过一常闭触点并联于插孔面板的供电接口；所述接入判断模块包括一蓄电池，所述蓄电池组成组成电流源电路，所述蓄电池串联有采样负载，当外部负载接入时，所述电流源电路输出一采样电流以使所述采样负载产生一代表负载阻抗的第一采样电压；比较电路，所述比较电路设置第一基准电压宽度，当所述第一采样电压的值未落入第一基准电压宽度时，所述接入判断模块输出接入信号；接出检测模块，所述接出检测模块通过一常开触点串联于所述插孔面板的供电接口； 所述常开触点和所述常闭触点互锁设置；当外部负载接入时，所述接入判断模块发送接入信号控制常闭触点断开；当外部负载接出时，所述接出检测模块发送接出信号控制所述常闭触点复位。
[0005]通过独立设置的接入判断模块和接出检测模块，以实现对负载电流的检测的同时可以对其供电接口的负载电压进行检测，所以当检测到电路负载接入和接出时分别通过不同的电路模块进行判断状态，同时通过一个常闭触点和一个常开触点实现电源与插孔面板的断开与接入，这样能够实现电器隔离，提高了使用时的安全性，且两个模块独立设置，使该电路的可更替性和拓展性更强。当外部负载接入时，所述采样负载产生第一采样电压用于产生接入信号。通过蓄电池供电进行接入检测，电路更加合理，且当断路时，在面板仅仅存在低压直流电流，不会对人体产生安全等方面的影响。
[0006]本发明可以进一步设置为:所述接入判断模块还包括第一延时电路，所述第一延时电路设置有第一预设时间，当第一采样电压保持第一预设时间后，所述接入判断模块发送接入信号。通过设置第一延时电路，可以在负载接入后延时一段时间接入，使得负载得电，这段延时可设置为短时延时，一来可以提高使用时的安全性，不会因为扰动产生误差电流导致插孔面板得电，二来可以在这段延时时间内，可以根据负载情况接入不同的软启动电路，保证负载运行的安全性，同时防止大电流干扰其他的插孔面板正常工作。
[0007]本发明可以进一步设置为:所述蓄电池耦接有充电电路，当常开触点断开时，所述充电电路用于给蓄电池充电。在外部电源接入后，蓄电池可以由充电电路对其进行充电，这样魔方插座内的蓄电池可以支持长时间工作以保证其使用寿命，且这个蓄电池和充电电路的设计，同时提供魔方插座额外的功能(支持LED显示等功耗较低电路独立工作)。
[0008]本发明可以进一步设置为:所述接入判断模块还包括开关元件和保持电路，所述开关元件受控于比较电路导通，当开关元件导通的瞬间，所述保持电路保持并输出接入信号。通过开关元件和保持电路以保持本电路在接收到一个信号时，可以保持触点正常工作， 由于与电源和插孔面板串联的触点为常开触点，也就是说，只有保持电路保持使才能使得电路导通工作，在电路关断时，不会触发任意信号，也就是说，正常情况下，所有的插孔面板与电源之间的电联接关系都是断路的，保证了使用时的安全性。
[0009]本发明可以进一步设置为:所述接出检测模块包括一互感器，用于检测负载所在回路的电流;整流模块，用于对互感器产生的感应电流进行整流稳压获得一第二采样电压， 所述第二采样电压用于产生接出信号。通过设置整流模块和互感器以实现对输出电压的采样，如果第二采样电压过低，也就判断为此时负载被拔出，所以控制接出检测部进行检测并转化为采样电压的方式，使得控制精度更高。
[0010]本发明可以进一步设置为:所述接出检测模块还包括第二延时电路，所述第二延时电路设置有第二预设时间，当第二采样电压保持第二预设时间后，所述接出检测模块发送接出信号。通过设置第二预设时间，以实现当检测模块检测到负载被拔出或者断电时，延时第二预设时间再断开所述电源和插孔面板之间的连接，同样地，增加了本发明的安全性。
[0011]本发明可以进一步设置为:所述蓄电池用于提供接入判断模块和接出检测模块的工作电压。所有模块通过蓄电池进行供电，结构简单易于实现。
[0012]本发明可以进一步设置为::所述接入判断模块还包括一使能按钮，所述使能按钮用于屏蔽接入判断模块和接出检测模块。
[0013]本发明的第二目的在于提供一种检测人体触电方法，被配置于上述的一种安全插座，步骤一，当负载接入时，接入判断模块输出采样电流；步骤二，根据产生的第一采样电压判断是否为人体负载;如是，则保持断电状态，如不是，则使电路通电；步骤三，输出检测模块根据第二采样电压保持时间判断负载接出，若判断为负载处于接出状态，则控制插座复位。
[0014]通过采用上述技术方案，相比于现有技术，起到了如下有益效果，这样设置，一来， 可以起到一个非常好的保护效果，二来，可以提高整个电路的安全性和稳定性，同时，如果将人的手指插入插座孔中，那么一种情况是无法构成回路，此时接入判断模块不会工作，所以也不会出现安全隐患，但是电流源电路会输出小电流，同时检测插入物的负载，当负载与人体负载相近时，判断为人体(人体电阻可按1000 — 2000欧)，就不会是的插座通电，保证人体安全性，同时，由于人体不是纯电阻的存在，所以存在阻抗，设置延时电路以减小阻抗对判断的干扰。【附图说明】
[0015]图1为本发明主电路电路原理图；图2为本发明接入模块电路图一；图3为本发明接入模块电路图二；图4为本发明一个实施例中接入模块电路原理图三；图5为本发明另一个实施例中接入模块电路原理图三；图6为本发明在一个实施例中电流源电路原理图；图7为本发明在另一个实施例中电流源电路原理图；图8为本发明接入模块电路图四；图9为本发明充电电路原理图；图10为本发明接出模块原理图一；图11为本发明接出模块原理图二；图12为本发明在一个实施例中逻辑电路图；图13为本发明在另一个实施例中逻辑电路图。【具体实施方式】
[0016]参照图1至图13对本发明实施例做进一步说明。
[0017]参照图1所示，所述每一插孔面板均设置有检测电路，所述检测电路用于检测对应的插孔面板负载4接入情况，当对应的插孔面板接入负载4时，所述检测电路接入对应的插孔面板与电源的电连接;当对应的插孔面板接出负载4时，所述检测电路断开对应的插孔面板与电源的电连接。
[0018]在一个实施例中，所述检测电路包括接入判断模块100,所述接入判断模块100通过一常闭触点并联于插孔面板的供电接口；接出检测模块300,所述接出检测模块300通过一常开触点串联于所述插孔面板的供电接口；所述常开触点和所述常闭触点互锁设置；当外部负载4接入时，所述接入判断模块100发送接入信号控制常闭触点断开；当外部负载4接触时，所述接出检测模块300发送接出信号控制所述常闭触点复位。
[0019]参照图2和3所示，接入判断模块100如下所述，在一个实施例中，接入判断模块100 包括一蓄电池111，所述蓄电池111组成组成电流源电路112,所述蓄电池111串联有采样负载1204,当外部负载4接入时，所述采样负载1204产生第一采样电压用于产生接入信号。由于采样负载1204的阻值一定，所以蓄电池111所接的电流源电路112可以产生一个电流值较小的电流，在一个实施例中，这个电流优选为0.1mA至0.01mA;在一个实施例中，采样负载 1204阻值优选为10K欧姆，那么可预见地，产生的采样电压为1V-10V，一般来说，扰动谐波一般电压小于0.5V，所以将采样电压设置为IV以上，可以防止其谐波电流产生的谐波电压对采样电压干扰的判断。如图6所示，在一个实施例中，电流源电路112由蓄电池111、作为供电电源，通过两个基极和射极相互耦接的两个三极管组成的电流镜模块进行电流输出，通过调节电阻R3的阻值调节其电流输出大小，在一个实施例中，R3可以设置为可调电阻。如图7 所示，在一个实施例中，利用Q4的电流放大作用，此电路是利用Q4管的电流放大作用，以减小iBl、iB2对IR的分流，使i2更接近R3，从而有效的减小了IR转换为iC2过程中由于有限的利直引入的误差；比较模块130如图3所示，包括上限比较电路和下限比较电路，由于正常电气的负载均不同，所以需要设置上、下限比较以保证人体相近的负载不会无法供电，所以需要将这个比较模块设置一个第一基准电压宽度，保证1000-2000欧姆的阻抗接入时，不会形成回路，如果正好电气的阻抗和人体的阻抗相同，那么就可以通过屏蔽按钮进行供电，R11\R12\R13提供上下限比较电压，而电路为常见的环宽比较电路，不做赘述。
[0020]如图5所示，在一个实施例中，所述接入判断模块100还包括第一延时电路150,所述第一延时电路150设置有第一预设时间，当第一采样电压保持第一预设时间后，所述接入判断模块100发送接入信号，在一个实施例中，第一延时电路150可设置为一个电容和第一电阻并联设置的RC延时电路322,在一个实施例中，第一延时电路150可设置为由外部晶振以及计数器组成的延时电路，当比较电路130中有信号输出时，控制外部晶振发送信号值计数器，所述计数器的溢出端接接于开关元件140,在一个实施例中，开关元件140可设置为可控硅;在一个实施例中，开关元件140可以设置为三极管。
[0021]如图4和图5所示，在一个实施例中，所述接入判断模块100还包括开关元件140和保持电路160,所述开关元件140受控于比较电路130导通，当开关元件140导通的瞬间，所述保持电路160保持并输出接入信号。通过保持电路160的设置，可以提高其使用时的稳定性。 单稳态触发电路321可以设置为由555定时芯片组成的单稳态触发器;在一个实施例中，保持电路160可设置为RS触发器，其复位端接收S3信号复位其输出为低电平。
[0022]如图8所示，所述蓄电池111耦接有充电电路，当常开触点断开时，所述充电电路用于给蓄电池111充电。所述接入判断模块100还包括比较电路130,所述比较电路130设置第一基准电压宽度，当所述第一采样电压大于第一基准电压宽度时，输出比较信号以消除谐波干扰。在一个实施例中，所述充电电路包括整流模块510、稳压模块520、放大模块530、充电模块5404个部分组成，在一个实施例中，整流模块510设置为全桥整流桥增设一个稳压电容，在一个实施例中，稳压模块520可根据需求选用3/5/12V的稳压芯片;在一个实施例中， 放大模块530用于调节其输出电流，在一个实施例中，充电模块540通过NPN管进行输出，为蓄电池111提供一个稳定的电流。[〇〇23]参照图9所示，所述接出检测模块300包括一互感器2,用于检测负载4所在回路的电流;整流模块310，用于对互感器2产生的感应电流进行整流稳压获得一第二采样电压，所述第二采样电压用于产生接出信号，在一个实施例中，所述互感器2的扎数比为1:100,使得其输出电流尽可能小，在一个实施例中，电容容量设置为4.7uf。[〇〇24]在一个实施例中，所述接出检测模块300还包括第二延时电路320,所述第二延时电路320设置有第二预设时间，当第二采样电压保持第二预设时间后，所述接出检测模块 300发送接出信号，在一个实施例中，所述第二预设时间设置为3S;在一个实施例中，所述第二预设时间设置为5min，虽然第二预设时间可根据用户需求设置，如果为了确保防止断开时产生的电弧影响设备，可选用5min为优选实施方式。如图10,在一个实施例中，所述延时电路同样由一个单稳态触发电路321和一个RC延时电路322组成，通过调节R4阻值可以调节放电时间，从而调节其延时时间，在一个实施例中，开关管Q5和RC延时电路322之间还设置有发光二极管。
[0025]在一个实施例中，接入信号和接出信号共同接于一个逻辑电路600中，所述逻辑电路600在一个实施例中，通过D触发器实实现，所示接入信号和接出信号共同接入D触发器的时钟引脚，所述D触发器的输出端输出控制信号控制触点动作;在一个实施例中，接入信号和接出信号接于一磁保持继电器610中，通过控制开关元件140分别控制不同的线圈得电。 所述蓄电池111用于提供接入判断模块100和接出检测模块300的工作电压。
[0026]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种安全插座，包括有电源，其特征在于，所述每一插孔面板均设置有检测电路，所述检测电路用于检测对应的插孔面板负载接 入情况，所述检测电路包括接入判断模块，所述接入判断模块通过一常闭触点并联于插孔面板的供电接口；所述 接入判断模块包括一蓄电池，所述蓄电池组成组成电流源电路，所述蓄电池串联有采样负载，当外部负载 接入时，所述电流源电路输出一采样电流以使所述采样负载产生一代表负载阻抗的第一采 样电压；比较电路，所述比较电路设置第一基准电压宽度，当所述第一采样电压的值未落入第 一基准电压宽度时，所述接入判断模块输出接入信号；接出检测模块，所述接出检测模块通过一常开触点串联于所述插孔面板的供电接口， 所述常开触点设置于电源和插孔面板的供电接口之间;所述常开触点和所述常闭触点互锁 设置；当外部负载接入时，所述接入判断模块发送接入信号控制常闭触点断开；当外部负载 接出时，所述接出检测模块发送接出信号控制所述常闭触点复位。2.如权利要求1所述的一种安全插座，其特征在于:所述蓄电池耦接有充电电路，当常 开触点断开时，所述充电电路用于给蓄电池充电。3.如权利要求1所述的一种安全插座，其特征在于:所述接入判断模块还包括开关元件 和保持电路，所述开关元件受控于比较电路导通，当开关元件导通的瞬间，所述保持电路保 持并输出接入彳§号。4.如权利要求1所述的一种安全插座，其特征在于:所述接入判断模块还包括第一延时 电路，所述第一延时电路设置有第一预设时间，当第一采样电压保持第一预设时间后，所述 接入判断模块发送接入信号。5.如权利要求1所述的一种安全插座，其特征在于:所述接出检测模块包括一互感器， 用于检测负载所在回路的电流;整流模块，用于对互感器产生的感应电流进行整流稳压获 得一第二采样电压，所述第二采样电压用于产生接出信号。6.如权利要求5所述的一种安全插座，其特征在于:所述接出检测模块还包括第二延时 电路，所述第二延时电路设置有第二预设时间，当第二采样电压保持第二预设时间后，所述 接出检测模块发送接出信号。7.如权利要求1所述的一种安全插座，其特征在于:所述蓄电池用于提供接入判断模块 和接出检测模块的工作电压。8.如权利要求1所述的一种安全插座，其特征在于:所述接入判断模块还包括一使能按 钮，所述使能按钮用于屏蔽接入判断模块和接出检测模块。9.一种检测人体触电方法，被配置于如权利要求1-8中任意一项所述的一种安全插座， 其特征在于:步骤一，当负载接入时，接入判断模块输出采样电流；步骤二，根据产生的第一采样电压判断是否为人体负载;如是，则保持断电状态，如不 是，则使电路通电；步骤三，输出检测模块根据第二采样电压保持时间判断负载接出，若判断为负载处于接出状态，则控制插座复位。
【文档编号】H01R13/717GK105977725SQ201610346791
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】郭森明
【申请人】郭森明