专利名称：一种全智能节能电源转换插座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电器插座，更具体地说涉及一种全智能节能电源转换插座。
背景技术：
由于现在国内各地经常出现电荒，为了有效的缓解用电紧张的情况，国家大力支持节能产品，一些电器厂商采用提高产品工作效率、减小待机功耗等方法来实现节能的目的。申请人:经过大量实验，发现采用“心理节能”方法的节能效果更好，该方法如下通过将功率、电量以数字化的显示，让使用者了解电器功率是多少、用了多少度电等信息，从而让我们百姓知道哪些大功率电器应该尽量少用或不用，以达到有效节能的目的，这就是 “心理节能”的方法。比如天气冷了，我们去购买了一台取暖器(假如2000w)，一用就是半天、一天，但是消费者通常会忽略这一天(即M小时)就会被一台取暖器“吃掉18度电，一个月要1440 度电(按30天算)。其实消费者也不知道哪些电器“吃电”多，哪些电器“吃电”少，如果可以了解电器的用电情况，一看便知哪些是“吃电”多的电器，让消费者从心理上感觉太费电， 从而提高节电意识。而电源插座在我们日常生活中不可缺少的一种电源连接器，应用十分广泛，目前市场上存在各种电器插座，但大多存在功能比较单一的缺点，而一些智能插座则存在耗电大的缺点，并且这些插座都不是为节能设计的，不具备功率显示、电量显示、主控、USB充电、 防雷击浪涌、过载报警和保护、红外遥控等功能。
发明内容本实用新型的目的是对现有技术进行改进，提供一种全智能节能电源转换插座， 可以显示功率、用电量等信息，采用的技术方案如下本实用新型的一种全智能节能电源转换插座，包括插座本体和安装在插座本体内的电路，所述电路包括开关电源模块、功率计量模块、主控模块、单片机处理模块、继电器控制模块、4位数码管显示模块，插座本体上设有主控模块和至少一个被控插孔，其特征在于 所述单片机处理模块的输入端与开关电源模块、功率计量模块、主控模块连接，单片机处理模块的输出端与继电器控制模块、4位数码管显示模块连接；所述主控模块与插座本体的主控插孔连接，继电器控制模块与插座本体的被控插孔连接。为了使插座具备USB充电功能，所述电路还包括USB充电模块，USB充电模块与开关电源模块连接。为了使插座具备过载保护提醒功能，所述电路还包括过载保护提醒模块，过载保护提醒模块与单片机处理模块的输入端连接。为了使插座具备防雷击和防浪涌的功能，所述电路还包括防雷击防浪涌模块，防雷击防浪涌模块分别与开关电源模块、主控模块、功率计量模块、继电器控制模块连接。[0011]为了使插座具备红外遥控功能，所述电路还包括红外遥控模块，红外遥控模块与单片机处理模块的输入端连接。这样可以使用红外遥控器发射遥控信号给红外遥控模块， 以便实现遥控插座通断或显示信息等功能。优选的方案，所述开关电源模块是THX203H或VIPER12芯片。所述THX203H、 VIPER12芯片均为高效开关电源芯片，转换效率达到80%以上，静态功耗小于0. 5W。优选方案，所述功率计量模块是TM7755或ADE7755芯片。优选方案，所述单片机处理模块采用的单片机是S3F94M或BM22P64芯片。本实用新型对照现有技术的有益效果是，采取模块化设计，利用功率计量模块、主控模块和红外接收模块获取的信息，由单片机根据上述信息进行分析后控制继电器控制模块，并驱动4位数码管显示模块显示和报警，解决了现有插座功能单一、不节能的问题。
图1是本实用新型优选实施例的电路原理方框图；图2是本实用新型优选实施例的电路原理图；图3是本实用新型优选实施例的工作流程示意图；图4是主控模块的电路原理图；图5是功率计量模块的电路原理图；图6是优先协议示意图。
具体实施方式
如图1-6所示，本优选实施例中的全智能节能电源转换插座，包括插座本体和安装在插座本体内的电路，所述电路包括开关电源模块、功率计量模块、主控模块、单片机处理模块、继电器控制模块、4位数码管显示模块，插座本体上设有主控模块和两个被控插孔， 所述单片机处理模块的输入端与开关电源模块、功率计量模块、主控模块连接，单片机处理模块的输出端与继电器控制模块、4位数码管显示模块连接；所述主控模块与插座本体的主控插孔连接，继电器控制模块分别与两个插座本体的被控插孔连接。所述电路还包括USB 充电模块，USB充电模块与开关电源模块连接。所述电路还包括过载保护提醒模块，过载保护提醒模块与单片机处理模块的输入端连接。所述电路还包括防雷击防浪涌模块，防雷击防浪涌模块分别与开关电源模块、主控模块、功率计量模块、继电器控制模块连接。所述电路还包括红外遥控模块，红外遥控模块与单片机处理模块的输入端连接。所述开关电源模块，用于给各模块供电；所述功率计量模块，用于检测流过插座的电流、电压，然后计算出功率；所述主控模块，用于检测主控插孔上用电器是否开机，并把该信息送给单片机处理模块；所述单片机处理模块，用于对功率、主控模块送来的信号、遥控送来的信号等进行处理，并驱动4位数码管显示模块、继电器控制模块、以及过载保护提醒模块；所述继电器控制模块，用于控制被控插孔上电源的通、断；所述4位数码管显示模块，用于产生功率、电量以及特定代码的显示；所述过载保护提醒模块，过载时用于产生声音提醒；[0030]所述防雷击防浪涌模块，用于吸收雷击产生的高压脉冲；所述红外遥控模块，用于接收来自红外发射器发射出来的红外信号，并送入单片机进行处理。所述开关电源模块是THX203H芯片。所述THX203H芯片为高效开关电源芯片，转换效率达到80%以上，静态功耗小于0. 5W。所述功率计量模块是TM7755芯片。所述单片机处理模块采用的单片机是S3F94M芯片。如图3所示，下面介绍一下工作过程1、刚通电的3秒内，单片机处理模块从红外接收器电路获取的红外线编码信息， 然后判断编码信息之正确性，如果正确，4位数码管显示模块显示为<CodE>，并发出提示音 “嘀”，告知用户学习代码成功，并将编码信息放入单片机处理模块的内存中作为“参考编码”使用。如果不正确，用户就无法使用红外遥控功能。刚通电的3秒内除学习代码之外， 单片机处理模块不接受其它任何信息。2、学习代码成功以后，单片机处理模块定期从红外接收器电路获取的信息，每次获取的信息都要与参考编码比较，若相同就去控制继电器控制模块，由继电器控制模块执行插座电源的开或关。同时4位数码管显示模块显示特定代码，表示电源插座的开关状态， 开的代码<on>显示3秒，关的代码<oFF>显示3秒。3、主控模块是检测主控插孔上所连接的用电器上电流变化转换为高低电平变化 电器开机、电流大于0. 15A，主控模块输出低电平给单片机处理模块，反之输出高电平给单片机处理模块，单片机处理模块定期接收来至主控模块的电平，若出现低平就去控制继电器控制模块，由继电器控制模块执行被控插孔的开，若出现高电平就去控制继电器控制模块，由继电器控制模块执行被控插孔的关。4、单片机处理模块内部设有一个计数器，用来计录从功率计量模块发出的脉冲信息，单片机处理模块会定期去读取计数器的信息，该信息就是瞬时功率，该信息还要经过平滑数字滤波(软件滤波的一种方法，目的是让数据更加稳定)后送到4位数码管显示模块显示功率信息。5、单片机处理模块定期将4位数码管显示模块上显示功率信息与单片机处理模块预设数据进行比较，预设数据有两个过载报警预设和过载保护预设。如果大于过载保护预设数据，单片机处理模块就去控制继电器控制模块，由继电器控制模块执行插座电源的关。如果大于过载报警预设数据，单片机处理模块就去驱动过载保护提醒模块实现报警。两个预设数据依插座本体设计标称功率和电流不同而不同。如标称功率为2500W和电流16A 插座，我们将过载报警预设为2000W，过载保护预设为2500W。6、单片机处理模块内部设有一个时间计时器，单片机处理模块定期将4位数码管显示模块上显示功率信息与时间计时器数据相乘后，乘以一个系数的结果就是电量数据， 再把电量数据送到4位数码管显示模块显示即可。上述步骤2、步骤3以及步骤5中的过载保护方法都是去控制继电器控制模块，由继电器控制模块执行动作，这样会出现矛盾，所以单片机内部定义了优先协议，也就是过载保护具有最高优先权，其次是红外接收器电路，最后才是主控电路。为了更能说清楚这样的优先协议，请看图6。[0043]上述步骤2、步骤4以及步骤5都是要通过4位数码管显示模块显示，4位数码管显示模块在同一时间不能同时显示步骤2、步骤4以及步骤5中获得的信息。为了解决这一部题，单片机内部定义了显示优先协议，步骤2的特定代码具有最高显示优先权，接下来就是功率和电量，功率和电量采用时间轮流显示办法来实现。上述步骤3主控模块是怎样获得高低电平的，我们结合图4说明如图4所示，在进入主控回路零线中串联了 3个电子器件D1、D2、R1，D1、D2都是二极管，型号为1N5408，我们都知道，只要有电流流过二极管，在二极管两端就会产生0. 7伏电压，而恰恰是这0. 7伏的有无决定高低电平的产生，这0. 7伏电压送给单片机还不够，还需经过三极管Ql电平转换成5V高电平和0伏低电平后再送给单片机，Rl为电阻，用来调整灵敏度用，用于保证产生0. 7伏电平时，负载电流为大于0. 15A。上述步骤4主功率计量模块是怎样获得脉冲信息的，我们结合图5说明如图5所示，零线回路R2为电流采样电阻，用来检测所有插孔上的电流，该电阻阻值很小，只有1.5 毫欧，对所有插孔无任何影响。火线回路用来检测市电电压。它们都分别进入电压采样放大器和电流采样放大器，放大器后的信息再进入各自的模-数转换成数字信息，模-数转换就是模拟信息转换成比较好处理的数字信息，两个数字信息同时送入乘法器，得出结果就是数字功率信息，若将数字功率信息直接传送给单片机，这样的传送比较复杂，所以还要将数字功率信息转换成频率信息，再传送给单片机，这样单片机检测频率信息就可以知道功率信息了。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围； 即凡依本实用新型的权利要求范围所做的等同变换，均为本实用新型权利要求范围所覆盖。
权利要求1.一种全智能节能电源转换插座，包括插座本体和安装在插座本体内的电路，所述电路包括开关电源模块、功率计量模块、主控模块、单片机处理模块、继电器控制模块、4位数码管显示模块，插座本体上设有主控模块和至少一个被控插孔，其特征在于所述单片机处理模块的输入端与开关电源模块、功率计量模块、主控模块连接，单片机处理模块的输出端与继电器控制模块、4位数码管显示模块连接；所述主控模块与插座本体的主控插孔连接， 继电器控制模块与插座本体的被控插孔连接。
2.如权利要求1所述的全智能节能电源转换插座，其特征在于所述电路还包括USB 充电模块，USB充电模块与开关电源模块连接。
3.如权利要求2所述的全智能节能电源转换插座，其特征在于所述电路还包括过载保护提醒模块，过载保护提醒模块与单片机处理模块的输入端连接。
4.如权利要求3所述的全智能节能电源转换插座，其特征在于所述电路还包括防雷击防浪涌模块，防雷击防浪涌模块分别与开关电源模块、主控模块、功率计量模块、继电器控制模块连接。
5.如权利要求4所述的全智能节能电源转换插座，其特征在于所述电路还包括红外遥控模块，红外遥控模块与单片机处理模块的输入端连接。
6.如权利要求5所述的全智能节能电源转换插座，其特征在于所述开关电源模块是 THX203H 或 VIPER12 芯片。
7.如权利要求6所述的全智能节能电源转换插座，其特征在于所述功率计量模块是 TM7755 或 ADE7755 芯片。
8.如权利要求7所述的全智能节能电源转换插座，其特征在于单片机处理模块采用的单片机是S3F94M或BM22P64芯片。
专利摘要一种全智能节能电源转换插座，包括插座本体和安装在插座本体内的电路，所述电路包括开关电源模块、功率计量模块、主控模块、单片机处理模块、继电器控制模块、4位数码管显示模块，插座本体上设有主控模块和至少一个被控插孔，单片机处理模块的输入端与开关电源模块、功率计量模块、主控模块连接，单片机处理模块的输出端与继电器控制模块、4位数码管显示模块连接；主控模块与插座本体的主控插孔连接，继电器控制模块与插座本体的被控插孔连接。本实用新型利用功率计量模块、主控模块和红外接收模块获取的信息，由单片机根据上述信息进行分析后控制继电器控制模块，并驱动4位数码管显示模块显示和报警，解决了现有插座功能单一、不节能的问题。
文档编号H01R27/02GK202014003SQ20112004129
公开日2011年10月19日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者黄浩波 申请人:黄浩波