一种自动开关机装置、方法及插排与流程

本发明涉及插排领域，具体而言，涉及一种自动开关及装置、方法及插排。

背景技术：

随着科技的发展，电器设备的应用也越来越广泛，电器设备工作时需要通过插排为其提供工作电压，此外，现在的插排也能同时为交流负载和直流负载供电。

现有的插排，在其使用时，如手机、移动电源、数码相机的充满电后不拔插头，或是电视、空调用遥控器关机后不关闭电源开关等，会使插排的电源适配器长期处于待机状态。长此以往，容易造成如短路等严重的安全隐患，同时还容易使电器老化，白白浪费电力资源。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动开关机装置、方法及插排，以实现插排的全自动开机、关机，避免负载长时间待机带来的安全隐患，同时也能节省能源。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种自动开关机装置，应用于一插排，所述自动开关机装置包括：

信号接收单元，用于接收一电流采集模块发送的采集到的流过所述插排的电流值；

计时单元，用于计算保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间；

判断单元，用于判断保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间是否大于预设定的时间；

信号生成单元，用于若所述电流值在预设定的阈值范围内且保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间大于预设定的时间时，生成控制信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种自动开关机方法，应用于一插排，所述自动开关机方法包括：

接收一电流采集模块发送的采集到的流过所述插排的电流值；

计算保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间；

判断保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间是否大于预设定的时间；

若所述电流值在预设定的阈值范围内且保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间大于预设定的时间时，生成控制信号。

第三方面，本发明实施例还提供了一种插排，所述插排包括：

处理器；

电流采集模块，所述电流采集模块与所述处理器电连接，用于采集到的流过所述插排的电流值；

负载接入模块，所述负载接入模块与所述电流采集模块电连接，用于与外接负载电连接；

自动开关机装置，所述自动开关机装置包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述自动开关机装置包括：

信号接收单元，用于接收一电流采集模块发送的采集到的流过所述插排的电流值；

计时单元，用于计算保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间；

判断单元，用于判断保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间是否大于预设定的时间；

信号生成单元，用于若所述电流值在预设定的阈值范围内且保持所述电流值在预设定的阈值范围内的时间大于预设定的时间时，生成控制信号；

及开关模块，所述开关模块设置于所述处理器及所述负载接入模块之间，用于响应所述信号以控制所述负载接入模块与一电源模块的连接状态。

本发明实施例提供的自动开关机装置、方法及插排，通过判断保持电流采集模块采集到的电流值在预设定的阈值范围内的时间是否大于预设时间，并根据电流值满足不同的预设条件从而生成不同的控制信号，以实现插排的全自动开机、关机、待机、紧急关机等过程，同时避免了负载过载、过压或过热带来的安全隐患并节省能源。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的插排的电路连接框图。

图2示出了本发明实施例提供的插排的进一步的电路连接框图。

图3示出了本发明实施例提供的自动开关机装置的功能模块图。

图4示出了本发明实施例提供的插排外接直流负载的开机流程图。

图5示出了本发明实施例提供的插排外接交流负载的开机流程图。

图6示出了本发明实施例提供的插排的关机流程图。

图7示出了本发明实施例提供的紧急关机方法的流程图。

图标：100-插排；110-处理器；120-电流采集模块；130-开关模块；140-负载接入模块；142-DC电源适配器；144-AC插座；150-第一供电模块；160-第二供电模块；170-手动开关；180-指示模块；190-报警模块；200-自动开关机装置；201-信号接收单元；202-计时单元；203-判断单元；204-信号生成单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参阅图1，示出了本发明实施例所提供的插排100的电路连接框图。该插排100包括自动开关机装置200、处理器110、电流采集模块120、负载接入模块140、开关模块130、第一供电模块150、第二供电模块160、指示模块180、报警模块190以及手动开关170。

处理器110包括存储器，存储器可以存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的自动开关机装置200及方法对应的的程序指令/模块，同时处理器110通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，如本发明实施例提供的自动开关机方法。处理器110可以是单片机、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

电流采集模块120与处理器110电连接，用于采集到的流过插排100的电流值，并将电流值传输至处理器110。

请参阅图2，示出了本发明实施例所提供的插排100的进一步的电路连接框图。负载接入模块140与电流采集模块120电连接，用于与外接负载电连接。需要说明的是，只有通过负载接入模块140接入负载，负载与插排100形成闭合回路以后，才会有电流从插排100流过，电流采集模块120才能采集到电流。此外，在本实施例中，负载接入模块140包括AC插座144以及DC电源适配器142，AC插座144用于外接交流负载，DC电源适配器142用于外接直流负载。

第一供电模块150分别与处理器110以及DC电源适配器142电连接，用于给自动开关机装置200的运行提供电压。

第二供电模块160通过开关模块130分别与AC插座144以及DC电源适配器142电连接，用于通过AC插座144以及DC电源适配器142为负载提供电压。

开关模块130分别与处理器110、第二供电模块160、AC插座144以及DC电源适配器142电连接，用于受处理器110的控制以改变自身的导通状态，从而分别控制第二供电模块160与AC插座144的连接状态以及第二供电模块160与DC电源适配器142的连接状态；在本实施例中，开关模块130为继电器。需要说明的是，在其他实施例中，也可以采用启动按钮以及轻触开关共同实现开关模块130的功能。

此外，第二供电模块160与DC电源适配器142导通时，第二供电模块160可通过DC电源适配器142自动为第一供电模块150充电，以保证第一供电模块150有充足的电量供自动开关机装置200运行。

指示模块180与处理器110电连接，用于显示插排100当前的工作状态。当插排100处于开机状态时，指示灯表现为红色；当插排100处于待机状态时，指示灯表现为绿色；当插排100处于关机状态时，指示灯熄灭。

需要说明的是，当插排100处于开机、待机或关机状态时，指示灯也可以不分别表现为红色、绿色、熄灭这三种状态，而是可以处于别的显示状态。

报警模块190与处理器110电连接，用于当插排100出线短路现象时报警。在本实施例中，报警模块190为蜂鸣器，当插排100出线短路现象时，蜂鸣器报警。

手动开关170设置于第二供电模块160与AC插座144以及DC电源适配器142之间，用于当自动开关机装置200因缺电或是死机无法运行时，手动按下手动开关170给AC插座144以及DC电源适配器142供电，使插排100可以正常给外接负载供电。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，插排100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

第二实施例

请参阅图3，示出了本发明实施例提供的自动开关机装置200的功能模块图。该自动开关机装置200应用于插排100，包括信号接收单元201、计时单元202、判断单元203以及信号生成单元204。

自动开关机装置200各单元的作用包括但不仅限于以下几种：

第一种，插排100外接直流负载时的自动开机过程：

信号接收单元201用于接收电流采集模块120发送的采集到的流过所述插排100的电流值。

当插排100通过DC电源适配器142外接直流负载时，直流负载与插排100形成闭合回路，产生电流，电流采集模块120采集到该电流值以后，将所述电流值传输至处理器110，由存储在存储器中的信号接收单元201处理。

判断单元203用于判断该电流值是否大于第一阈值。

所述第一阈值与所述插排100的额定电流值的比值小于或等于30％。采用将额定电流值的一定比例作为第一阈值，能适应插排100接入多个直流负载时的自动开机情况。

计时单元202用于计算保持所述电流值大于第一阈值的状态的时间。

判断单元203还用于判断保持所述电流值大于第一阈值的状态的时间是否大于第一预设时间。

第一预设时间作为保持电流值大于第一阈值的状态的时间的阈值，用于判定直流负载是否在第一预设时间内都处于准备工作的状态；当电流值大于第一阈值的状态的时间大于第一预设时间时，能更为准确的判定有直流负载处于准备工作的状态，需要插排100提供工作电压。在本实施例中，第一预设时间为3秒。但需要说明的是，在其他实施例中，第一预设时间可以根据负载的变化而调整。

所述信号生成单元204还用于若所述电流值大于第一阈值，且保持所述电流值大于第一阈值的状态的时间大于所述第一预设时间时，生成直流开机信号。

经由电流值大于第一阈值以及保持电流值大于第一阈值的状态的时间大于第一预设时间这两个条件的综合判定，能较为准确地判断出插排100已经接入直流负载，且该直流负载处于准备工作状态，需要插排100为其提供工作电压，从而生成直流开机信号以控制开关模块130使第二供电模块160与DC电源适配器142导通，以通过DC电源适配器142为直流负载提供工作电压。同时，当信号生成单元204生成直流开机信号后，指示灯显示为红色。

第二种，插排100外接交流负载时的自动开机过程：

信号接收单元201用于接收电流采集模块120发送的采集到的流过所述插排100的电流值。

当AC插座144接入外接直流负载时，外接交流负载与插排100形成闭合回路，产生电流，电流采集模块120采集到该电流值以后，将所述电流值传输至处理器110，由存储在存储器中的信号接收模块处理。

判断单元203用于判断该电流值是否小于第二阈值。

由于插排100外接交流负载时，电流变化较小，若采用跟直流负载相同的自动开机条件，则可能会出现外接交流负载时不能正常自动开机的状况。第二阈值为插排100的短路电流，当电流值小于第二阈值时，说明闭合回路内暂时并未出现短路现象，交流负载准备工作。

计时单元202用于计算保持所述电流值小于第二阈值的状态的时间。

判断单元203还用于判断保持所述电流值小于第二阈值的状态的时间是否大于第二预设时间。

第二预设时间作为保持电流值小于第二阈值的状态的时间的阈值，用于判定交流负载是否在第二预设时间内都并未出现短路状况，并处于准备工作的状态；当电流值小于第二阈值的状态的时间大于第二预设时间时，能更为准确地判定交流负载处于准备工作的状态，需要插排100提供工作电压。在本实施例中，第二预设时间为3秒。但需要说明的是，在其他实施例中，第二预设时间同样可以根据负载的变化而调整。

信号生成单元204用于若所述电流值小于第二阈值，且保持所述电流值小于第二阈值的状态的时间大于第二预设时间时，生成交流开机信号。

经由电流值小于第二阈值、以及保持所述电流值小于第二阈值的状态的时间大于第二预设时间这两个条件的综合判定，能较为准确地判断出交流负载电路处于较为稳定的通路且并未短路的状态，需要插排100为其提供工作电压，因而生成交流开机信号以控制开关模块130使第二供电模块160与AC插座144导通，以通过AC插座144为交流负载提供工作电压。同时，当信号生成单元204生成交流开机信号后，指示灯显示为红色。

第三种，插排100的自动关机过程：

信号接收单元201用于接收电流采集模块120发送的采集到的流过所述插排100的电流值。

判断单元203用于判断所述电流值是否小于第三阈值。

第三阈值与插排100的最大工作电流的比值小于或等于30％。通过判断电流值是否小于第三阈值，能够判断负载是否进入了待机状态。若电流值小于第三阈值，则说明负载已处于待机状态，不再需要插排100为其提供工作电压。

需要说明的是，自动开关机装置200还包括最大工作电流标定单元，最大工作电流标定单元用于标定最大工作电流。最大工作电流为当前负载情况下，电流采集模块120采集到的流过插排100的最大电流。此外，最大工作电流可进行二次标定，即若当前采集到的电流值大于当前最大工作电流，并保持采样电流值大于最大工作电流的状态的时间大于第四预设时间时，便将当前采集到的电流值标定为新的最大工作电流。

自动开关机装置200可检测负载当前的状态，例如，负载是处于正常工作状态或是待机状态等。由于最大工作电流可根据负载的个数以及负载的状态而改变，同时通过将最大工作电流的一定比例作为第三阈值，通过比例的关系设置第三阈值，能较为灵活、准确地判断负载是否进入了待机状态，从而能满足在插排100外接多负载情况下，实现插排100的待机。

信号生成单元204用于当电流值小于第三阈值时，生成待机信号。

当电流值小于第三阈值时，说明负载处于待机状态，负载此时不需要插排100提供过大的电流使其正常工作。

需要说明的是，由于AC插座144和DC电源适配器142是独立工作的，电流采集模块120能分别采集流过AC插座144和DC电源适配器142的电流，因而对于直流负载和交流负载，其最大工作电流也是不同的。当流过AC插座144的电流值小于其第三阈值时，生成交流待机信号；当流过DC电源适配器142的电流值小于其第三阈值时，生成直流待机信号。同时，当信号生成单元204生成待机信号后，指示灯显示为绿色。

计时单元202用于计算保持所述电流值小于第三阈值的状态的时间。

判断单元203还用于判断保持所述电流值小于第三阈值的状态的时间是否大于第三预设时间。

若保持所述电流值小于第三阈值的状态的时间大于第三预设时间，则说明负载已经在第三预设时间内处于待机状态。需要说明是，不同负载的第三预设时间是不同的。例如，若负载为Usb5v输出，这种负载大多为手机、移动电源等，其充电时间较长，到电量较为充足的时候，电流值较小很可能低于第三阈值，若第三预设时间较短则很可能出现还未充满电，插排100就已关机的现象，因而其第三预设时间较长，例如可以为30分钟；而其他的负载，例如9V、12V的DC电源适配器142输出，其待机后就不再需要插排100为其提供电源，因而第三预设时间较短，例如可以为3s。

信号生成单元204还用于若所述电流值小于所述第三阈值，且保持所述电流值小于所述第三阈值的状态的时间大于第三预设时间时，生成关机信号。

当流过AC插座144的电流值小于其第三阈值时，且保持所述电流值小于所述第三阈值的状态的时间大于第三预设时间时，生成关机信号使AC插座144关机；当流过DC电源适配器142的电流值小于其第三阈值时，且保持所述电流值小于所述第三阈值的状态的时间大于第三预设时间时，生成关机信号使DC电源适配器142关机；当流过AC插座144和DC电源适配器142的电流值皆满足上述两个条件时，则AC插座144和DC电源适配器142同时关机。同时，当信号生成单元204生成关机信号后，指示灯熄灭。

需要说明的是，本过程既适用于外接直流负载的情况也适用于外接交流负载的情况。即当外接直流负载，电流采集模块120采集到的电流值满足关机条件时，开关模块130使DC电源适配器142与第二供电模块160断开，使DC电源适配器142停止为直流负载供电，即关机；当外接交流负载，电流采集模块120采集到的电流值满足关机条件时，AC插座144与第二供电模块160断开，使AC插座144停止为交流负载供电，即关机；当同时接直流负载和交流负载时，分别满足关机条件则分别关机，同时满足关机条件就同时关机。

第四种，插排100的紧急关机过程：

信号接收单元201用于接收电流采集模块120发送的采集到的流过所述插排100的电流值。

判断单元203用于判断所述电流值是否大于或等于短路电流。

当判断单元203判断所述电流值大于或等于短路电流时，蜂鸣器报警，提醒用户，电路出现短路现象。

判断单元203还用于判断电流值与额定电流的比值是否大于或等于100％。

信号生成单元204用于若所述电流值大于或等于短路电流时或电流值与额定电流的比值大于或等于100％时，生成强制关机信号。

当电流值会大于或等于短路电流时，回路出现了短路情况；当电流值大于额定电流的第三百分比时，需要说明的是，第三百分比至少大于100％，此时，插排100会出现过载的情况。若长时间处于短路或是过载状态会对负载和插排100都造成损害，因而此时信号生成单元204生成强制关机信号，开关模块130响应该关机信号切断负载接入模块140与第二供电模块160的电连接关系。

本发明实施例提供的自动开关机装置200，通过判断保持电流采集模块120采集到的电流值在预设定的阈值范围内的时间是否大于预设定的时间，并根据电流值满足不同的预设条件从而生成不同的控制信号。预设定的时间分别是第一预设时间、第二预设时间、第三预设时间以及第四预设时间，与之对应的控制信号是直流开机信号、交流开机信号、关机信号或强制关机信号，从而分别控制DC电源适配器142、AC插座144的开关机/待机。

第三实施例

本发明实施例提供的一种自动开关机方法，应用于插排100。需要说明的是，本实施例所提供的自动开关机方法，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

所述自动开关机方法包括：

第一种，请参阅图4，示出了插排100外接直流负载时的自动开机方法流程：

步骤S301：接收电流采集模块120发送的采集到的流过所述插排100的电流值。

可以理解地，利用信号接收单元201可执行步骤S301。

步骤S302：判断电流值是否大于第一阈值。如果是，则执行步骤S303；否则，执行步骤S301。

可以理解地，利用判断单元203可执行步骤S302。

步骤S303：计算保持电流值大于第一阈值的状态的时间。

可以理解地，利用计时单元202可执行步骤S303。

步骤S304：判断保持电流值大于第一阈值的状态的时间是否大于第一预设时间。如果是，则执行步骤S305；否则，执行步骤S301。

可以理解地，利用判断单元203可执行步骤S304。

步骤S305：生成直流开机信号。

可以理解地，利用信号生成单元204可执行步骤S305。

第二种，请参阅图5，示出了插排100外接交流负载时的自动开机方法流程：

步骤S401：接收电流采集模块120发送的采集到的流过所述插排100的电流值。

可以理解地，利用信号接收单元201可执行步骤S401。

步骤S402：判断电流值是否小于第二阈值。如果是，则执行步骤S403；否则，执行步骤S401。

可以理解地，利用判断单元203可执行步骤S402。

步骤S403：计算保持电流值小于第二阈值的状态的时间。

可以理解地，利用计时单元202可执行步骤S403。

步骤S404：判断保持电流值小于第二阈值的状态的时间是否大于第二预设时间。如果是，则执行步骤S405；否则，执行步骤S401。

可以理解地，利用判断单元203可执行步骤S404。

步骤S405：生成交流开机信号。

可以理解地，利用信号生成单元204可执行步骤S405。

第三种，请参阅图6，示出了插排100的自动关机方法流程：

步骤S501：接收电流采集模块120发送的采集到的流过所述插排100的电流值。

可以理解地，利用信号接收单元201可执行步骤S501。

步骤S502：判断电流值是否小于第三阈值。如果是，则执行步骤S503；否则，执行步骤S501。

可以理解地，利用判断单元203可执行步骤S502。

步骤S503：生成待机信号。

可以理解地，利用信号生成单元204可执行步骤S503。

步骤S504：计算保持电流值小于第二阈值的状态的时间。

可以理解地，利用计时单元202可执行步骤S504。

步骤S505：判断保持电流值小于第二阈值的状态的时间是否大于第二预设时间。如果是，则执行步骤S505；否则，执行步骤S506。

可以理解地，利用判断单元203可执行步骤S505。

步骤S506：生成关机信号。

可以理解地，利用信号生成单元204可执行步骤S506。

第四种，请参阅图7，示出了插排100的紧急关机方法流程：

步骤S601：接收电流采集模块120发送的采集到的流过所述插排100的电流值。

可以理解地，利用信号接收单元201可执行步骤S601。

步骤S602可以为以下两种，

第一种：判断电流值是否大于或等于短路电流。如果是，则执行步骤S603；否则，执行步骤S601。

第二种：判断电流值与额定电流的比值是否大于或等于100％。如果是，则执行步骤S603；否则，执行步骤S601。

可以理解地，利用判断单元203可执行步骤S602。

步骤S603：生成强制关机信号。

可以理解地，利用信号生成单元204可执行步骤S603。

综上所述，本发明实施例提供的自动开关机装置、方法及插排，插排包括DC电源适配器和AC插座，用于分别接入直流负载和交流负载。当接入直流负载后，电流采集模块采集到的电流值满足开机条件时，开关模块使DC电源适配器与第二供电模块导通，使DC电源适配器可为直流负载供电，即开机；电流采集模块采集到的电流值满足关机条件时，开关模块使DC电源适配器与第二供电模块断开，使DC电源适配器停止为直流负载供电，即关机。当接入交流负载后，电流采集模块采集到的电流值满足开机条件时，开关模块使AC插座与第二供电模块导通，使AC插座可为交流负载供电，即开机；电流采集模块采集到的电流值满足关机条件时，AC插座与第二供电模块断开，使AC插座停止为交流负载供电，即关机。即DC电源适配器和AC插座两者独立，分别满足开机/关机条件时分别开机/关机，一起满足开机/关机条件时时一起开机/关机，从而实现插排的全自动开机、关机，避免负载过载、过压或过热带来的安全隐患，同时也能节省能源。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。