电源接口通断控制电路及安全电源装置的制作方法

文档序号:11680274阅读:203来源:国知局
电源接口通断控制电路及安全电源装置的制造方法

本发明涉及电源技术领域,特别涉及一种电源接口通断控制电路及安全电源装置。



背景技术:

目前在交流插座/插排领域,绝大多数插排在通电之后各个插孔都有电,一般的安全插座/排插是采用的机械方式来做安全保护,可以在一般的情况下防止小孩手指插入的误触电,但不能避免小孩用导电物体插入插座/排插的触电情况,安全性低,非常容易引起触电等危险情况出现。

相关技术中公开了一种防触电安全插座,其主要是通过监测手指毛细血管的血容量随心脏搏动而改变的频率来判断是否有手指插入插座,其保护措施较为单一,很难避诸多的误触电情形。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种电源接口通断控制电路。

本发明的另一个目的在于提出一种安全电源装置。

为实现上述目的,一方面,根据本发明实施例的电源接口通断控制电路,应用于具有电源接口的电源装置中,所述电源接口包括具有火线连接件的第一插孔及具有零线连接件的第二插孔,所述电源接口通断控制电路包括:

继电器单元,用以控制所述火线连接件与外部交流电源的火线输出端之间的通断,以及所述零线连接件与外部交流电源的零线输出端之间的通断;

第一感应器和第二感应器,所述第一感应器用以检测所述第一插孔内是否插入第一插脚,所述第二感应器用以检测所述第二插孔内是否插入第二插脚;

控制器,所述控制器与所述继电器单元、第一感应器及第二感应器相连,当所述第一插孔内插入所述第一插脚,所述第二插孔内插入所述第二插脚时,所述控制器输出控制信号控制所述继电器单元,使得所述火线连接件与外部交流电源的火线输出端接通,以及所述零线连接件与外部交流电源的零线输出端接通。

根据本发明实施例提供的电源接口通断控制电路,通过第一感应器检测所述第一插孔内是否插入第一插脚,第二感应器检测所述第二插孔内是否插入第二插脚,当第一插孔内插入第一插脚,第二插孔内插入第二插脚时,控制器输出控制信号控制继电器单元,通过继电器单元控制火线连接件与外部交流电源的火线输出端接通,以及零线连接件与外部交流电源的零线输出端接通,也就是说,只有第一插孔和第二插孔内均插入导电物件,才能够触发电源接口与外部交流电源接通,如此,可以降低儿童采用导电物件误插时的触电风险,极大地提高了插座等电源装置的安全性。

另外,根据本发明上述实施例的电源接口通断控制电路还可以具有如下附加的技术特征:

根据本发明的一个实施例,所述第一感应器包括第一发光管及第一光敏接收单元,所述第一发光管和第一光敏接收单元相对安装于所述第一插孔的两侧,且所述第一光敏接收单元与所述控制器相连;

所述第二感应器包括第二发光管及第二光敏接收单元,所述第二发光管和第二光敏接收单元相对安装于所述第二插孔的两侧,且所述第二光敏接收单元与所述控制器相连。

根据本发明的一个实施例,当所述第一插孔内插入所述第一插脚,所述第二插孔内插入所述第二插脚时,所述第一光敏接收单元产生第一感应电压,所述第二光敏接收单元产生第二感应电压;

当所述第一感应电压大于第一预设电压以及所述第二感应电压大于第二预设电压时,所述控制器输出所述控制信号。

根据本发明的一个实施例,当所述第一插孔内插入所述第一插脚,所述第二插孔内插入所述第二插脚时,所述第一光敏接收单元产生第一感应电压,所述第二光敏接收单元产生第二感应电压;

当所述第一感应电压大于第一预设电压,所述第二感应电压大于第二预设电压,以及所述第一感应电压产生的时间与所述第二感应电压产生的时间之间的差值小于设定时间,所述控制器输出所述控制信号。

根据本发明的一个实施例,所述第一发光管的一端通过第一电阻接第一直流电源,所述第一发光管的另一端接地,所述第一光敏接收单元包括第一光敏电阻、第二电阻、第三电阻及第七电阻,所述第一光敏电阻的一端通过所述第二电阻接第二直流电源,所述第一光敏电阻的另一端通过所述第七电阻接地,所述第七电阻与所述第一光敏电阻的所述另一端的节点通过所述第三电阻连接所述控制器的第一信号输入端;

所述第二发光管的一端通过第四电阻接所述第一直流电源,所述第二发光管的另一端接地,所述第二光敏接收单元包括第二光敏电阻、第五电阻、第六电阻及第八电阻,所述第二光敏电阻的一端通过所述第五电阻接所述第二直流电源,所述第二光敏电阻的另一端通过所述第八电阻接地,所述第八电阻与所述第二光敏电阻的所述另一端的节点通过所述第六电阻连接所述控制器的第二信号输入端。

根据本发明的一个实施例,所述继电器单元包括:

开关电路;

继电器,所述继电器包括线圈、第一开关及第二开关,所述线圈的一端接第一直流电源,所述线圈的另一端连接所述开关电路的第一端,所述开关电路的第二端接地,所述开关电路的控制端连接所述控制器的信号输出端,以接收所述控制信号,并根据所述控制信号控制所述线圈接通,使得所述第一开关及第二开关闭合;所述第一开关连接于所述火线连接件与外部交流电源的火线输出端之间,所述第二开关连接于所述零线连接件与外部交流电源的零线输出端之间;

第一二极管,所述第一二极管与所述线圈并联。

根据本发明的一个实施例,所述开关电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻及第一三极管,所述第九电阻的一端作为所述开关电路的控制端,所述第九电阻的另一端与所述第十电阻的一端及第一三极管的基极相连,所述第十电阻的另一端与所述第一三极管的发射极相连,所述第一三级管的发射极作为所述开关电路的第二端,所述的第一三级管的集电极与所述第十一电阻的一端相连,所述第十一电阻的另一端作为所述开关电路的第一端。

根据本发明的一个实施例,还包括led指示电路,所述led指示电路与所述控制器相连,根据所述控制信号指示所述电源接口的通电状态。

另一方面,根据本发明实施例的电源接口通断控制电路,应用于具有电源接口的电源装置中,所述电源接口包括具有火线连接件的第一插孔、具有零线连接件的第二插孔及具有地线连接件的第三插孔,所述电源接口通断控制电路包括:

继电器单元,用以控制所述火线连接件与外部交流电源的火线输出端之间的通断,所述零线连接件与外部交流电源的零线输出端之间的通断,以及所述地线连接件与外部交流电源的地线端之间的通断;

第一感应器、第二感应器和第三感应器,所述第一感应器用以检测所述第一插孔内是否插入第一插脚,所述第二感应器用以检测所述第二插孔内是否插入第二插脚,所述第三感应器用以检测所述第三插孔内是否插入第三插脚;

控制器,所述控制器与所述继电器单元、第一感应器、第二感应器及第三感应器相连,当所述第一插孔内插入所述第一插脚,所述第二插孔内插入所述第二插脚以及所述第三插孔内插入所述第三插脚时,所述控制器输出控制信号控制所述继电器单元,使得所述火线连接件与外部交流电源的火线输出端接通,所述零线连接件与外部交流电源的零线输出端接通,以及所述地线连接件与外部交流电源的地线端接通。

根据本发明的一个实施例,所述第一感应器包括第一发光管及第一光敏接收单元,所述第一发光管和第一光敏接收单元相对安装于所述第一插孔的两侧,且所述第一光敏接收单元与所述控制器相连;

所述第二感应器包括第二发光管及第二光敏接收单元,所述第二发光管和第二光敏接收单元相对安装于所述第二插孔的两侧,且所述第二光敏接收单元与所述控制器相连;

所述第三感应器包括第三发光管及第三光敏接收单元,所述第三发光管和第三光敏接收单元相对安装于所述第三插孔的两侧,且所述第三光敏接收单元与所述控制器相连。

根据本发明的一个实施例,当所述第一插孔内插入所述第一插脚,所述第二插孔内插入所述第二插脚,以及所述第三插孔内插入所述第三插脚时,所述第一光敏接收单元产生第一感应电压,所述第二光敏接收单元产生第二感应电压,所述第三光敏接收单元产生第三感应电压;

当所述第一感应电压大于第一预设电压,所述第二感应电压大于第二预设电压,以及所述第三感应电压大于第三预设电压时,所述控制器输出所述控制信号。

根据本发明的一个实施例,当所述第一插孔内插入所述第一插脚,所述第二插孔内插入所述第二插脚,以及所述第三插孔内插入所述第三插脚时,所述第一光敏接收单元产生第一感应电压,所述第二光敏接收单元产生第二感应电压,所述第三光敏接收单元产生第三感应电压;

当所述第一感应电压大于第一预设电压,所述第二感应电压大于第二预设电压,所述第三感应电压大于第三预设电压,以及所述第一感应电压产生的时间与所述第二感应电压产生的时间之间的差值,所述第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间时,

或者,当所述第一感应电压大于第一预设电压,所述第二感应电压大于第二预设电压,所述第三感应电压大于第三预设电压,以及所述第一感应电压产生的时间与所述第二感应电压产生的时间之间的差值,所述第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值,所述第二感应电压产的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间时,

所述控制器输出所述控制信号。

再一方面,根据本发明实施例的安全电源装置,具有如上所述电源接口通断控制电路。

根据本发明的一个实施例,所述安全电源装置为排插或插座。

根据本发明实施例提供的安全电源装置,具有上述的电源接口通断控制电路,因此,具有更高的安全性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明一实施例电源接口通断控制电路的原理方框图;

图2是本发明一实施例电源接口通断控制电路的结构示意图;

图3是本发明一实施例电源装置与电源插头插接的结构示意图;

图4是本发明另一实施例电源接口通断控制电路的原理方框图

图5是本发明另一实施例电源装置与电源插头插接的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本发明实施例的电源接口通断控制电路。

参照图1至图3所示,根据本发明一个实施例提供的电源接口通断控制电路,应用于具有电源接口的电源装置中,所述电源接口包括具有火线连接件50的第一插孔60及具有零线连接件51的第二插孔61。可以理解的是,电源装置可以但不限于是排插、插座等。

具体的,该电源接口通断控制电路包括继电器单元10、第一感应器20、第二感应器21及控制器30。

其中,继电器单元10用以控制所述火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l之间的通断,以及所述零线连接件51与外部交流电源的零线输出端n之间的通断。

第一感应器20用以检测所述第一插孔60内是否插入第一插脚701,所述第二感应器21用以检测所述第二插孔61内是否插入第二插脚702。在具体应用中,第一感应器20可以安装在第一插孔60附近,第二感应器21可以安装在第二插孔61附近,例如第一感应器20安装于第一插孔60的侧壁,第二感应器21安装与第二插孔61的侧壁。

控制器30与所述继电器单元10、第一感应器20及第二感应器21相连,当所述第一插孔60内插入所述第一插脚701,所述第二插孔61内插入所述第二插脚702时,所述控制器30输出控制信号控制所述继电器单元10,使得所述火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l接通,以及所述零线连接件51与外部交流电源的零线输出端n接通。

当用电设备需要接入交流电时,用户可以将用电设备的电源线一端的电源插头70与电源接口相插接,也即是,电源插头70上的第一插脚701对应插入至电源接口上的第一插孔60并且与第一插孔60内的火线连接件50接触,电源插头70上的第二插脚702对应插入至第二插孔61内并与第二插孔61内的零线连接件51接触。此时,第一感应器20检测到第一插脚701的插入产生第一感应信号,第二感应器21检测到第二插脚702的插入产生第二感应信号。控制器30接收到该第一感应信号和第二感应信号后,则输出控制信号,通过该控制信号控制继电器单元10闭合,使得火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l接通,以及零线连接件51与外部交流电源的零线输出端n接通,如此,电源接口的第一插孔60和第二插孔61即可实现通电,交流电通过火线连接件50、零线连接件51传输至用电设备的电源插头70。

需要说明的是,由于控制器30是在第一感应器20和第二感应器21均产生感应信号时,才输出控制信号控制继电器单元10闭合,实现电源接口通电,所以,当他人(例如儿童)将一个导电物件插入至第一插孔60或第二插孔61中的任何一个时,电源接口不会通电,因此,不会造成触电危险。

根据本发明实施例提供的电源接口通断控制电路,通过第一感应器20检测所述第一插孔60内是否插入第一插脚701,第二感应器21检测所述第二插孔61内是否插入第二插脚702,当第一插孔60内插入第一插脚701,第二插孔61内插入第二插脚702时,控制器30输出控制信号控制继电器单元10,通过继电器单元10控制火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l接通,以及零线连接件51与外部交流电源的零线输出端n接通,也就是说,只有第一插孔60和第二插孔61内均插入导电物件,才能够触发电源接口与外部交流电源接通,如此,可以降低儿童采用导电物件误插时的触电风险,极大地提高了插座等电源装置的安全性。

在本发明的一个实施例中,第一感应器20包括第一发光管led1及第一光敏接收单元,所述第一发光管led1和第一光敏接收单元相对安装于所述第一插孔60的两侧,且所述第一光敏接收单元与所述控制器30相连;第二感应器21包括第二发光管led2及第二光敏接收单元,所述第二发光管led2和第二光敏接收单元相对安装于所述第二插孔61的两侧,且所述第二光敏接收单元与所述控制器30相连。

也就是说,第一发光管led1与第一光敏接收单元之间形成第一光通路,第二发光管led2与第二光敏接收单元之间形成第二光通路。当所述第一插脚701插入至第一插孔60内及第二插脚702插入至第二插孔61内时,由于第一插脚701遮挡了第一光通路,所以,第一发光管led1发出的光线无法被第一光敏接收单元接收到,此时,第一光敏接收单元产生第一感应信号,对应的,由于第二插脚702遮挡了第二光通路,所以,第二发光管led2发出的光线无法被第二光敏接收单元接收到,此时,第二光敏接收单元产生第二感应信号,由此,控制器30根据第一感应信号及第二感应信号产生控制信号控制继电器单元10闭合实现电源接口通电。

具体地,在本发明的一个实施例中,当所述第一插孔60内插入所述第一插脚701,所述第二插孔61内插入所述第二插脚702时,所述第一光敏接收单元产生第一感应电压,所述第二光敏接收单元产生第二感应电压。当所述第一感应电压大于第一预设电压以及所述第二感应电压大于第二预设电压时,所述控制器30输出所述控制信号。

也就是说,第一光敏接收单元和第二光敏接收单元产生的感应信号为感应电压(电压信号),对于不同大小、形状的导电物件插入至第一插孔60或第二插孔61内时,由于对第一光通路、第二光通路的遮挡面积不同,所以,第一光敏接收单元产生的第一感应电压、第二光敏接收单元产生的第二感应电压是不同的,遮挡面积越大,则产生的感应电压越大,反之越小。而对于电源插头70上的第一插脚701和第二插脚702,由于其大小和形状是固定不变,对第一光通道、第二光通道的遮挡面积是一定的,而且一般不同于普通的导电物件,所以,第一插脚701插入至第一插孔60中时,第一光敏接收单元产生的第一感应电压基本上是固定的,对应的,第二插脚702插入至第二插孔61中时,第二光敏接收单元产生的第二感应电压基本上是固定的。

此外,由于电源插头70上的第一插脚701、第二插脚702的大小基本是与第一插孔60和第二插孔61相适配,所以,当一个标准的电源插头70的第一插脚701、第二插脚702分别对应插入至第一插孔60及第二插孔61内,则第一插脚701能够完全遮挡第一光通道,第二插脚702能够完全遮挡第二光通道,对应的,第一插脚701插入至第一插孔60内时第一光敏接收单元产生感应电压大于细小导电物件插入至第一插孔60内时第一光敏接收单元产生感应电压,第二插脚702插入至第二插孔61内时第二光敏接收单元产生感应电压大于细小导电物件插入至第二插孔61内时第二光敏接收单元产生感应电压。

由此,可以根据标准的电源插头70的第一插脚701、第二插脚702分别对应插入至第一插孔60和第二插孔61中时,第一光敏接收单元产生的第一标准电压和第二光敏接收单元产生的第二标准电压来设置第一预设电压和第二预设电压,例如:标准的电源插头70的第一插脚701、第二插脚702分别对应插入至第一插孔60和第二插孔61中时,第一光敏接收单元产生的第一标准电压和第二光敏接收单元产生的第二标准电压均为2.0伏,则可以将第一预设电压和第二预设电压设置为1.8伏。

当第一光敏接收单元产生的第一感应电压大于第一预设电压,第二光敏接收单元产生的第二感应电压大于第二预设电压时,则判断是标准的电源插头70的第一插脚701和第二插脚702分别插入了第一插孔60和第二插孔61,此时,控制器30输出控制信号控制继电器单元10闭合即可使得电源接口的第一插孔60、第二插孔61通电。

在本实施例中,利用第一光敏接收单元和第二光敏接收单元对于不同大小、形状的导电物件插入至第一插孔60或第二插孔61内时产生的感应电压不同的特性,并通过以第一感应电压、第二感应电压的大小作为控制器30输出控制信号的触发条件,可以进一步提高电源装置的安全性。

下面示例性地列举可以防止误插触电的应用场景:

场景1:导电物件的尺寸小于标准的电源插头70上第一插脚701、第二插脚702的尺寸。

例如:第一插孔60插入一个尺寸较小(例如直径或宽度为1毫米)的导电物件,虽然该导电物件接触到了第一插孔60中的火线连接件50,但是,由于导电物件无法完全遮挡第一光通路,则第一光敏接收单元产生的第一感应电压(例如1.55伏)低于第一预设电压(例如1.8伏),此时,控制器30不会输出控制信号,对应的,继电器单元10保持断开状态,火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l断开,以及零线连接件51与外部交流电源的零线输出端n断开,电源接口断电。

同理,第二插孔61插入一个尺寸较小的导电物件,第二光敏接收单元产生的第二感应电压(例如1.55伏)低于第二预设电压(例如1.8伏),此时,控制器30也不会输出控制信号。

第一插孔60和第二插孔61分别插入一个尺寸较小的导电物件,第一光敏接收单元产生的第一感应电压低于第一预设电压,第二光敏接收单元产生的第二感应电压低于第二预设电压,此时,控制器30也不会输出控制信号。

场景2:第一插孔60和第二插孔61中只有一个插入有导电物件。

例如:只在第一插孔60插入一个尺寸较大(例如直径或宽度为5毫米)的金属针,虽然金属针接触到了第一插孔60内的火线连接件50,而且金属针也能够完全遮挡第一光通路,第一光敏接收单元产生的第一感应电压也大于第一预设电压,但是,第二光敏接收单元没有感应电压,此时,控制器30不会输出控制信号。

同理,只在第二插孔61插入一个尺寸较大的金属针,第二光敏接收单元产生的第二感应电压大于第一预设电压,但是,第一光敏接收单元没有感应电压,此时,控制器30也不会输出控制信号。

在本发明的另一个实施例,当所述第一插孔60内插入所述第一插脚701,所述第二插孔61内插入所述第二插脚702时,所述第一光敏接收单元产生第一感应电压,所述第二光敏接收单元产生第二感应电压。当所述第一感应电压大于第一预设电压,所述第二感应电压大于第二预设电压,以及所述第一感应电压产生的时间与所述第二感应电压产生的时间之间的差值小于设定时间,所述控制器30输出所述控制信号。

也就是说,本实施例中,以第一感应电压、第二感应电压的大小,以及第一感应电压产生的时间与所述第二感应电压产生的时间之间的差值共同作为控制器30输出控制信号的触发条件,只有同时满足第一感应电压大于第一预设电压,第二感应电压大于第二预设电压,以及第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值小于设定时间,控制器30才输出控制信号。

由于在电源装置实际使用过程中,存在将两个导电物件先后分别插入至第一插孔60、第二插孔61中,且两个导电物件也刚好能够完全遮挡对应的第一光通道、第二光通道的情况,在此情况下,控制器30如果输出控制信号的,使得电源接口的第一插孔60和第二插孔61通电,则在此情况下仍然存在触电风险。

由此,本实施例中,增加第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值小于设定时间作为触发条件,作为优选地,该预定时间可以为取自20毫秒至2000毫秒(2秒)之间的任意值,例如设定时间设置为400毫秒,则这400毫秒的时间内,将两个导电物件分别插入至第一插孔60、第二插孔61中基本上很难完成,也就是说,人为的将两个导电物件分别插入至第一插孔60、第二插孔61,其两个导电物件插入的时间基本上会大于400毫秒,则插入后即便是两个导电物件完全遮挡了第一光通道、第二光通道,控制器30也不会发出控制信号,进而确保电源接口的第一插孔60和第二插孔61保持断电状态。

而对于电源插头70而言,由于电源插头70上的第一插脚701和第二插脚702长度一致,在插入时第一插脚701和第二插脚702几乎是同时插入至对应的第一插孔60和第二插孔61内,所以,第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值非常小,能够满足小于设定时间的要求,所以,当第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值小于设定时间时,则可以判断为电源插头70的第一插脚701和第二插脚702插入至对应的第一插孔60和第二插孔61,此时,控制器30输出控制信号,即可控制继电器单元10闭合,实现电源接口的第一插孔60和第二插孔61通电。

本实施例的电源接口通断控制电路,在适用于上述场景1、场景2下起到防止误插触电的作用,同时,也适用于如下场景3下起到防止误插触电:

场景3:第一插脚701和第二插脚702分别插入第一插孔60和第二插孔61:

第一插孔60、第二插孔61先后分别插入一个尺寸较大(例如5毫米)的金属针,虽然两个金属针对应接触到了火线连接件50、零线连接件51,而且也分别完全遮挡了第一光通路和第二光通路,第一光敏接收单元产生的第一感应电压大于第一预设电压,第二光敏接收单元产生的第二感应电压大于第二预设电压,但是,由于是分别先后插入的金属针,分别插入的时间大于预定时间(例如400毫秒),此时,控制器30不会输出控制信号。

参照图2所示,具体地,在本发明的一个实施例中,第一发光管led1的一端通过第一电阻r1接第一直流电源vcc1,所述第一发光管led1的另一端接地,所述第一光敏接收单元包括第一光敏电阻rl1、第二电阻r2、第三电阻r3及第七电阻r7,所述第一光敏电阻rl1的一端通过所述第二电阻r2接第二直流电源vcc2,所述第一光敏电阻rl1的另一端通过所述第七电阻r7接地,所述第七电阻r7与所述第一光敏电阻rl1的所述另一端的节点通过所述第三电阻r3连接所述控制器30的第一信号输入端。

第二发光管led2的一端通过第四电阻r4接所述第一直流电源vcc1,所述第二发光管led2的另一端接地,所述第二光敏接收单元包括第二光敏电阻rl2、第五电阻r5、第六电阻r6及第八电阻r8,所述第二光敏电阻rl2的一端通过所述第五电阻r5接所述第二直流电源vcc2,所述第二光敏电阻rl2的另一端通过所述第八电阻r8接地,所述第八电阻r8与所述第二光敏电阻rl2的所述另一端的节点通过所述第六电阻r6连接所述控制器30的第二信号输入端。

当电源插头70的第一插脚701插入至第一插孔60内并遮挡第一光通道时,第一光敏电阻rl1的阻值增大,通过第三电阻r3进行分压并取样,并将取样电压(第一感应电压)输入至控制器30的第一信号输入端。对应的,当第二插脚702插入至第二插孔61内并遮挡第二光通道时,第二光敏电阻rl2的阻值增大,通过第六电阻r6进行分压并取样,并将取样电压(第二感应电压)输入至控制器30的第二信号输入端,如此,控制器30即可获得第一感应电压及第二感应电压。

参照图2所示,在本发明的一个实施例中,继电器单元10包括开关电路101、继电器102及第一二极管d1,其中,继电器102包括线圈l、第一开关k1及第二开关k2,所述线圈l的一端接第一直流电源vcc1,所述线圈l的另一端连接所述开关电路101的第一端,所述开关电路101的第二端接地,所述开关电路101的控制端连接所述控制器30的信号输出端,以接收所述控制信号,并根据所述控制信号控制所述线圈l接通,使得所述第一开关k1及第二开关k2闭合;所述第一开关k1连接于所述火线连接件50与外部交流电源的火线输出端之间,所述第二开关k2连接于所述零线连接件51与外部交流电源的零线输出端之间。第一二极管d1与所述线圈l并联。

当控制器30的信号输出端输出控制信号时,开关电路101导通,此时,线圈l产生电流,对应的,第一开关k1及第二开关k2即可闭合,火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l之间接通,零线连接件51与外部交流电源的零线输出端n之间接通。

参照图2所示,更为具体地,在本发明的一个实施例中,开关电路101包括第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11及第一三极管q1,所述第九电阻r9的一端作为所述开关电路101的控制端,所述第九电阻r9的另一端与所述第十电阻r10的一端及第一三极管q1的基极相连,所述第十电阻r10的另一端与所述第一三极管q1的发射极相连,所述第一三级管q1的发射极作为所述开关电路101的第二端,所述的第一三级管q1的集电极与所述第十一电阻r11的一端相连,所述第十一电阻r11的另一端作为所述开关电路101的第一端。

当控制器30的信号输出端输出控制信号(例如高电平)时,第一三极管q1导通,线圈l产生电流,第一开关k1及第二开关k2即可闭合,火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l之间接通,零线连接件51与外部交流电源的零线输出端n之间接通。

参照图2所示,在本发明的一个实施例中,还包括led指示电路40,所述led指示电路40与所述控制器30相连,根据所述控制信号指示所述电源接口的通电状态。也就是说,当控制器30输出控制信号控制继电器102单元10闭合使得电源接口通电的同时,也通过该控制信号控制的led指示电路40点亮,进而指示电源接口处于通电状态。

参照图2所示,更为具体的,在本发明的一个示例中,该led指示电路40包括第十二电阻r12、第二三极管q2、第三发光管led3及第十三电阻r13,第十二电阻r12的一端及第二三极管q2的基极共同连接至控制器30的信号输出端,第十二电阻r12的另一端及第二三极管q2的发射极共同接地,第二三极管q2的集电极通过第三发光管led3连接至第十三电阻r13的一端,第十三电阻r13的另一端接第一直流电源vcc1。当控制器30的信号输出端输出控制信号时,第二三极管q2导通,第三发光管led3点亮,进而起到指示作用。

示例性的,控制器30可以采用型号为sn8p2711b的单片机,该单片机的p4.0/ain0/avrefh引脚、p4.1/ain1引脚、p4.2/ain2引脚、p4.3/ain3引脚、p4.4/ain4引脚中的任意两个分别对应作为控制器30的第一信号输出端和第二信号输出端,而p5.3/bz1/pwm1引脚、p5.4/bz0/pwm0引脚中任意一个作为控制器30的信号输出端。

参照图4至图5所示,根据本发明另一个实施例提供的电源接口通断控制电路,应用于具有电源接口的电源装置中,所述电源接口包括具有火线连接件50的第一插孔60、具有零线连接件61的第二插孔及具有地线连接件52的第三插孔62。可以理解的是,电源装置可以但不限于是排插、插座等。

具体的,该电源接口通断控制电路包括继电器单元10、第一感应器20、第二感应器21、第三感应器22及控制器30。

其中,继电器单元10用以控制所述火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l之间的通断,所述零线连接件61与外部交流电源的零线输出端n之间的通断,以及所述地线连接件52与外部交流电源的地线端之间的通断。

第一感应器20用以检测所述第一插孔60内是否插入第一插脚701,所述第二感应器21用以检测所述第二插孔内是否插入第二插脚702,所述第三感应器22用以检测所述第三插孔62内是否插入第三插脚703。

控制器30与所述继电器单元10、第一感应器20、第二感应器21及第三感应器22相连,当所述第一插孔60内插入所述第一插脚701,所述第二插孔内插入所述第二插脚702以及所述第三插孔62内插入所述第三插脚703时,所述控制器30输出控制信号控制所述继电器单元10,使得所述火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l接通,所述零线连接件61与外部交流电源的零线输出端n接通,以及所述地线连接件52与外部交流电源的地线端e接通。

当用电设备需要接入交流电时,用户可以将用电设备的电源线一端的电源插头70与电源接口相插接,也即是,电源插头70上的第一插脚701对应插入至电源接口上的第一插孔60并且与第一插孔60内的火线连接件50接触,电源插头70上的第二插脚702对应插入至第二插孔61内并与第二插孔61内的零线连接件51接触,电源插头70上的第三插脚703对应插入至第三插孔62内并与第三插孔62内的地线连接件52接触。此时,第一感应器20检测到第一插脚701的插入产生第一感应信号,第二感应器2121检测到第二插脚702的插入产生第二感应信号,第三感应器22检测到第三插脚703的插入产生第三感应信号。控制器30接收到该第一感应信号、第二感应信号及第三感应信号后,则输出控制信号,通过该控制信号控制继电器单元10闭合,使得火线连接件50与外部交流电源的火线输出端l接通,零线连接件51与外部交流电源的零线输出端n接通,以及地线连接件52与外部交流电源的地线端e接通,如此,电源接口的第一插孔60、第二插孔61即可实现通电,第三插孔62即可实现接地,交流电通过火线连接件50、零线连接件51传输至用电设备的电源插头70。

需要说明的是,本实施例与上述实施例不同之处在于,本实施例中,具有第三插孔62及第三插孔62内的地线连接件52,对应的,通过第三感应器22检测该第三插孔62内是否插入第三插脚703,如此,只有当第一插孔60、第二插孔及第三插孔62分别对应插入电源插头70的第一插脚701、第二插脚及第三插脚703时,控制器30才输出控制信号控制继电器单元10闭合,实现电源接口通电,所以,当他人(例如儿童)将一个导电物件插入至第一插孔60、第二插孔61、第三插孔62中的任何一个或两个时,电源接口不会通电,因此,不会造成触电危险,可以降低儿童采用导电物件误插时的触电风险,极大地提高了插座等电源装置的安全性。

在本发明的一个实施例中,第一感应器20包括第一发光管及第一光敏接收单元,所述第一发光管和第一光敏接收单元相对安装于所述第一插孔60的两侧,且所述第一光敏接收单元与所述控制器30相连。第二感应器21包括第二发光管及第二光敏接收单元,所述第二发光管和第二光敏接收单元相对安装于所述第二插孔的两侧,且所述第二光敏接收单元与所述控制器30相连。第三感应器22包括第三发光管及第三光敏接收单元,所述第三发光管和第三光敏接收单元相对安装于所述第三插孔62的两侧,且所述第三光敏接收单元与所述控制器30相连。

也就是说,第一发光管led1与第一光敏接收单元之间形成第一光通路,第二发光管led2与第二光敏接收单元之间形成第二光通路,第三发光管与第三光敏接收单元之间形成第三光通路。当所述第一插脚701插入至第一插孔60内、第二插脚702插入至第二插孔61以及第三插脚703插入至第三插孔62内时,由于第一插脚701遮挡了第一光通路,所以,第一发光管led1发出的光线无法被第一光敏接收单元接收到,此时,第一光敏接收单元产生第一感应信号,对应的,由于第二插脚702遮挡了第二光通路,所以,第二发光管led2发出的光线无法被第二光敏接收单元接收到,此时,第二光敏接收单元产生第二感应信号,由于第三插脚703遮挡了第三光通路,所以,第三发光管发出的光线无法被第二光敏接收单元接收到,此时,第三光敏接收单元产生第三感应信号,由此,控制器30根据第一感应信号、第二感应信号及第三感应信号产生控制信号控制继电器单元10闭合实现电源接口通电。

具体地,在本发明的一个实施例中,当所述第一插孔60内插入所述第一插脚701,所述第二插孔内插入所述第二插脚,以及所述第三插孔62内插入所述第三插脚703时,所述第一光敏接收单元产生第一感应电压,所述第二光敏接收单元产生第二感应电压,所述第三光敏接收单元产生第三感应电压。

当所述第一感应电压大于第一预设电压,所述第二感应电压大于第二预设电压,以及所述第三感应电压大于第三预设电压时,所述控制器30输出所述控制信号。

也就是说,第一光敏接收单元、第二光敏接收单元及第三光敏接收单元产生的感应信号为感应电压(电压信号),对于不同大小、形状的导电物件插入至第一插孔60、第二插孔61或第三插孔62内时,由于对第一光通路、第二光通路、第三光通路的遮挡面积不同,所以,第一光敏接收单元产生的第一感应电压、第二光敏接收单元产生的第二感应电压、第三光敏接收单元产生的第三感应电压是不同的,遮挡面积越大,则产生的感应电压越大,反之越小。而对于电源插头70上的第一插脚701、第二插脚702及第三插脚703,由于其大小和形状是固定不变,对第一光通道、第二光通道及第三光通道的遮挡面积是一定的,而且一般不同于普通的导电物件,所以,第一插脚701插入至第一插孔60中时,第一光敏接收单元产生的第一感应电压基本上是固定的,对应的,第二插脚702插入至第二插孔61中时,第二光敏接收单元产生的第二感应电压基本上是固定的,第三插脚703插入至第三插孔62中时,第三光敏接收单元产生的第三感应电压节本上是固定的。

此外,由于电源插头70上的第一插脚701、第二插脚702、第三插脚703的大小基本是与第一插孔60、第二插孔61、第三插孔62相适配,所以,当一个标准的电源插头70的第一插脚701、第二插脚702、第三插脚703分别对应插入至第一插孔60、第二插孔61及第三插孔62内,则第一插脚701能够完全遮挡第一光通道,第二插脚702能够完全遮挡第二光通道,第三插脚703能够完全遮挡第三光通道,对应的,第一插脚701插入至第一插孔60内时第一光敏接收单元产生感应电压大于细小导电物件插入至第一插孔60内时第一光敏接收单元产生感应电压,第二插脚702插入至第二插孔61内时第二光敏接收单元产生感应电压大于细小导电物件插入至第二插孔61内时第二光敏接收单元产生感应电压,第三插脚703插入至第三插孔62内时第三光敏接收单元产生感应电压大于细小导电物件插入至第三插孔62内时第三光敏接收单元产生的感应电压。

由此,可以根据标准的电源插头70的第一插脚701、第二插脚702及第三插脚703分别对应插入至第一插孔60、第二插孔61及第三插孔62中时,第一光敏接收单元产生的第一标准电压、第二光敏接收单元产生的第二标准电压及第三光敏接收单元产生的第三标准电压来设置第一预设电压、第二预设电压及第三预设电压,例如:标准的电源插头70的第一插脚701、第二插脚702及第三插脚703分别对应插入至第一插孔60、第二插孔61及第三插孔62中时,第一光敏接收单元产生的第一标准电压、第二光敏接收单元产生的第二标准电压及第三光敏接收单元产生的第三标准电压均为2.0伏,则可以将第一预设电压、第二预设电压机第三预设顶压均设置为1.8伏。

当第一光敏接收单元产生的第一感应电压大于第一预设电压,第二光敏接收单元产生的第二感应电压大于第二预设电压,以及第三光敏接收单元产生的第三感应电压大于第三预设电压时,则判断是标准的电源插头70的第一插脚701、第二插脚702及第三插脚703分别插入了第一插孔60、第二插孔61和第三插孔62,此时,控制器30输出控制信号控制继电器单元10闭合即可使得电源接口的第一插孔60、第二插孔61通电,第三插孔62接地。

在本实施例中,利用第一光敏接收单元、第二光敏接收单元及第三光敏接收单元对于不同大小、形状的导电物件插入至第一插孔60、第二插孔61或第三插孔62内时产生的感应电压不同的特性,并通过以第一感应电压、第二感应电压及第三感应电压的大小作为控制器30输出控制信号的触发条件,可以进一步提高电源装置的安全性。

在本发明的另一个实施例,当所述第一插孔60内插入所述第一插脚701,所述第二插孔内插入所述第二插脚,以及所述第三插孔62内插入所述第三插脚703时,所述第一光敏接收单元产生第一感应电压,所述第二光敏接收单元产生第二感应电压,所述第三光敏接收单元产生第三感应电压。

当所述第一感应电压大于第一预设电压,所述第二感应电压大于第二预设电压,所述第三感应电压大于第三预设电压,以及所述第一感应电压产生的时间与所述第二感应电压产生的时间之间的差值,所述第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间时,

或者,当所述第一感应电压大于第一预设电压,所述第二感应电压大于第二预设电压,所述第三感应电压大于第三预设电压,以及所述第一感应电压产生的时间与所述第二感应电压产生的时间之间的差值,所述第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值,所述第二感应电压产的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间时,

所述控制器30输出所述控制信号。

也就是说,本实施例中,控制器在以下两种情况下可以被触发进而输出控制信号:

第一种情况:以第一感应电压、第二感应电压、第三感应电压的大小,以及第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值共同作为控制器30输出控制信号的触发条件,只有同时满足第一感应电压大于第一预设电压,第二感应电压大于第二预设电压,第三感应电压大于第三预设电压,以及第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间时,控制器30才输出控制信号。

第二种情况:以第一感应电压、第二感应电压、第三感应电压的大小,以及第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值、和第二感应电压产生的时间与第三感应电压产生的时间之间的差值共同作为控制器30输出控制信号的触发条件,只有同时满足第一感应电压大于第一预设电压,第二感应电压大于第二预设电压,第三感应电压大于第三预设电压,以及第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值、和第二感应电压产生的时间与第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间时,控制器30才输出控制信号。

由于在电源装置实际使用过程中,存在将三个导电物件先后分别插入至第一插孔60、第二插孔61及第三插孔62中,且三个导电物件也刚好能够完全遮挡对应的第一光通道、第二光通道及第三光通道的情况,在此情况下,控制器30如果输出控制信号,使得电源接口的第一插孔60和第二插孔61通电,则在此情况下仍然存在触电风险。

由此,本实施例中,增加第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间作为触发条件,或者增加第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值及第二感应电压产生的时间与第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间作为触发条件,作为优选地,该预定时间可以为取自20毫秒至2000毫秒(2秒)之间的任意值,例如设定时间设置为400毫秒,则这400毫秒的时间内,将三个导电物件分别插入至第一插孔60、第二插孔61、第三插孔62中基本上很难完成,也就是说,人为的将三个导电物件分别插入至第一插孔60、第二插孔61及第三插孔62,其三个导电物件中任意两个插入的时间差值基本上会大于400毫秒,则插入后即便是两个导电物件完全遮挡了第一光通道、第二光通道及第三光通道,控制器30也不会发出控制信号,进而确保电源接口的第一插孔60和第二插孔61保持断电状态。

而对于电源插头70而言,由于电源插头70上的第一插脚701、第二插脚702及第三插脚703长度一致,在插入时第一插脚701、第二插脚702及第三插脚703几乎是同时插入至对应的第一插孔60、第二插孔61及第三插孔62内,所以,第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值、和第二感应电压产生的时间与第三感应电压产生的时间之间的差值均是非常小的,均能够满足小于设定时间的要求,所以,当第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定时间时,或者,当第一感应电压产生的时间与第二感应电压产生的时间之间的差值、第一感应电压产生的时间与所述第三感应电压产生的时间之间的差值,以及第二感应电压产生的时间与第三感应电压产生的时间之间的差值均小于设定值时,则均可以判断为电源插头70的第一插脚701、第二插脚702及第三插脚703插入至对应的第一插孔60、第二插孔61及第三插孔62,此时,控制器30输出控制信号,即可控制继电器单元10闭合,实现电源接口的第一插孔60和第二插孔61通电,第三插孔62接地。由此,本实施例可以进一步提高其使用的安全性。

需要说明的是,本实施例中继电器单元、第一感应器20、第二感应器21、第三感应器22及控制器30的具体结构及工作原理与图1实施例类似,具体可以参见上述实施例中的相关说明,在此不再赘述。

根据本发明实施例的安全电源装置,具有上述实施例所述的电源接口通断控制电路。可以理解的是,安全电源装置可以但不限于是排插或插座等。

根据本发明实施例提供的安全电源装置,具有上述的电源接口通断控制电路,因此,具有更高的安全性。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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