一种电脑节能电源插座的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及节能电源插座技术领域，具体涉及一种电脑节能电源插座。
【背景技术】
[0002]在日常工作和生活中，人们在将电脑主机关机后一般都不会拔掉电源插头，电脑还会消耗电能，常用的台式电脑主机关机后待机功耗约为3W，笔记本电脑关机后待机功耗约为2W。同时，电脑长时间待机会加速老化，缩短使用寿命，增大安全隐患。电脑使用面广，使用频率高，由于人为习惯造成的待机功耗浪费很大，但运用关机自动断电插座可实现节能。目前，国内外关于关机自动断电插座的研宄，已有一些技术成果，但未能得到推广应用，主要有两个方面的原因:一是目前国内专门为电脑设计的关机自动断电电路板面积较大，与电源插座集成应用有较大难度；二是耗电和成本较高。因此，研宄和应用电脑节能电源插座，对节能和安全使用电脑，有重要的积极意义。
【发明内容】
[0003]为解决现有节能电源插座的不足，本发明公开一种电脑节能电源插座。该电脑节能电源插座采用CSE7759单相电能计量芯片检测电脑消耗的有功功率，应用HLW7021单片机进行数据处理和控制电源插座与交流市电的接通与断开，利用非隔离十5V电源供电，电源插座主插孔的最大负载电流为10A，主插孔的负载功率小于5W时自动断开电源插座与交流市电的连接。将电脑的电源插头插入主插孔，电脑周边设备的电源插头插在副插孔中，在电脑关机进入待机状态时，自动断开电脑及周边设备的电源，从而实现节能。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种电脑节能电源插座，由功率计量模块、控制模块、电源模块和电源插座组成。功率计量模块由集成电路芯片CSE7759，电阻Rl?R5和电容Cl?C3组成。控制模块由HLW7021单片机，电阻R6，电容C4，按钮SET，三极管BG1，发光二极管D1，二极管D2和继电器Jl组成。电源模块由集成电路芯片78L05，电阻R7、R8，电容C5?C8，二极管D3、D4和稳压二极管DZl组成。电源插座由一个主插孔和三个副插孔组成。
[0005]本发明的积极效果在于:电路简单、体积小、重量轻，成本低、功耗小、价格便宜，操作简单，使用方便。
【附图说明】
[0006]图1为本发明的结构方框图。
[0007]图2为本发明的功率计量模块和电源插座电路图。
[0008]图3为本发明的控制模块电路图。
[0009]图4为本发明的电源模块电路图。
【具体实施方式】
[0010]如附图1所示，本发明由功率计量模块、控制模块、电源模块和电源插座组成。功率计量模块的输入端接交流市电，输出端接控制模块的功率计量输入端，控制模块的交流市电输入端接交流市电，输出端接电源插座，电源模块的输入端接交流市电，输出端接功率计量模块和控制模块的直流电源输入端。
[0011]如附图2所示，功率计量模块由集成电路芯片CSE7759，电阻Rl?R5和电容Cl?C3组成。电阻Rl与R2 —端的连接点接电源插座主插孔的零线端，R3 一端与Rl另一端的连接点接地，并连接电源插座三个副插孔的零线端和交流市电的零线，主插孔和三个副插孔的火线端相连，并连接控制电路中的继电器JI的2脚。R2的另一端与Cl的一端相连为电流采样的输出端V1P，与CSE7759的2脚VlP相连接，R3的另一端与C2的一端相连为电流采样的输出端V1N，与CSE7759的3脚VlN相连接，Cl与C2的另一端相连并接地。R4与R5串联，R4的一端接交流市电的火线，R5与C3并联的一端接地，并联的另一端与R4的另一端相连为电压采样的输出端V2P，接CSE7759的4脚电压采样输入端V2P。CSE7759的I脚接+ 5V电源，5脚接地，6脚接控制电路的HLW7021的2脚，7、8脚悬空不用。电源插座由一个主插孔和三个副插孔组成。
[0012]功率采样可分为电流和电压采样，电流、电压的采样有电阻采样和互感器采样两种方式，互感器采样方式体积大、成本高，本发明的电流和电压采样都采用电阻采样方式。电脑的电流流过电阻R1，经R2、Cl和R3、C2阻容滤波，将电流信号转换成电压信号。电流采样电阻Rl设计为0.002 Q/2W的锰铜电阻，最大采样电流为10A。电压采样是利用电阻R4与R5串联分压采样，将R5分得的电压经C3滤波得到采样电压。电阻R4的电阻值设计为1ΜΩ，R5的电阻值为1ΚΩ，实用于对220V交流市电的电压采样。
[0013]CSE7759是芯海科技有限公司设计的单相电能计量芯片，可测量用电设备的电压、电流、功率、功率因素等用电参数。采用CMOS工艺，S0P8封装，内置振荡器和2.43V基准电压，外围电路简单、精度高、工作电流<3mA。CF引脚输出脉冲频率指示有功功率值，CFl引脚输出脉冲频率当SEL引脚为高电平，指示电压有效值，当SEL引脚为低电平指示电流有效值。
[0014]如附图3所示，控制模块由HLW7021单片机，电阻R6，电容C4，按钮SET，三极管BG1，发光二极管D1，二极管D2和继电器Jl组成。HLW7021的I脚接+ 5V电源和C4的一端，2脚接CSE7759的6脚，3、5脚悬空不用，4脚接R6的一端，6脚接按钮SET的一端，7脚接三极管BGl的基极，8脚、C4的另一端、Dl的负极、SET的另一端和BGl的发射极都接地。R6的另一端与Dl的正极相连接。继电器JI的I脚接交流市电的火线，2脚与电源插座的主插孔和三个副插孔的火线端相连，3脚与二极管D2的正极和三极管BGl的集电极相连接，4脚与D2的负极和+ 12V电源相连接。
[0015]HLW7021是8位RISC架构的高性能、高可靠性单片机，可在2.3V?5.5V的电压范围内完成各项控制工作。该芯片外围电路简单，内置16MHz振荡器，并且自带内置IKX 16位程序存储器FLASH，96字节数据存储器SRAM，56字节的EEPR0M，方便数据的存储和电路的设计。HLW7021通过测量电能计量芯片CSE7759的CF引脚输出的高频脉冲的频率来计算有功功率。本发明设计主插孔的负载功率小于5W时，HLW7021的7脚输出低电平，通过三极管BGl驱动继电器来断开电源插座的火线端与交流市电火线的连接。
[0016]按钮SET为电源插座的电源开/关键，可以控制继电器的闭合与关断，按压SET键，可使电源插座的电源在接通或关断之间转换。电源插座的电源接通时，发光二极管Dl点亮，电源关断时，Dl熄灭。用户要使用电脑时，只需按压SET键，即可接通电脑及各个周边设备的电源。在电脑关机进入待机状态主插孔的负载功率小于5W时，自动断开电脑及周边设备(路由器、打印机、功放等)的电源，不需要手动去关闭电脑及各个周边设备的电源，从而实现节能。
[0017]如附图4所示，电源模块由集成电路芯片78L05，电阻R7、R8，电容C5?C8，二极管D3、D4和稳压二极管DZl组成。C5与R7并联的一端接交流市电的火线，另一端接R8的一端，R8的另一端接D3负极与D4正极的连接点，D4的负极、DZl的负极、C6的正极、C7的一端和78L05的I脚相连接为+ 12V电源的输出端，78L05的3脚与C8的正极相连接为+5V电源的输出端，D3的正极、DZl的正极、C6的负极、C7的另一端、78L05的2脚和C8的负极都接地，并连接交流市电的零线。为了配合电流、电压的电阻非隔离采样方式，本发明采样阻容降压型的非隔离电源。
[0018]本发明设计的电脑节能电源插座，工作电压为220V的交流市电，自身耗电小于
0.5W，主插孔最大负载电流为10A，主插孔负载功率小于5W时自动断开电源插座的电源。该电脑节能电源插座，电路简单、体积小、重量轻，成本低、功耗小、价格便宜，操作简单，使用方便，拥有广阔的市场前景。
【主权项】
1.一种电脑节能电源插座，其特征是:一种电脑节能电源插座，由功率计量模块、控制模块、电源模块和电源插座组成；功率计量模块由集成电路芯片CSE7759，电阻Rl?R5和电容Cl?C3组成；控制模块由HLW7021单片机，电阻R6，电容C4，按钮SET，三极管BG1，发光二极管Dl，二极管D2和继电器Jl组成；电源模块由集成电路芯片78L05，电阻R7、R8，电容C5?CS，二极管D3、D4和稳压二极管DZl组成；电源插座由一个主插孔和三个副插孔组成。2.根据权利要求1所述的一种电脑节能电源插座，其特征是:功率计量模块的电阻Rl与R2 —端的连接点接电源插座主插孔的零线端，R3 一端与Rl另一端的连接点接地，并连接电源插座三个副插孔的零线端和交流市电的零线，主插孔和三个副插孔的火线端相连，并连接控制电路中的继电器JI的2脚；R2的另一端与Cl的一端相连为电流采样的输出端V1P，与CSE7759的2脚VlP相连接，R3的另一端与C2的一端相连为电流采样的输出端V1N，与CSE7759的3脚VlN相连接，Cl与C2的另一端相连并接地；R4与R5串联，R4的一端接交流市电的火线，R5与C3并联的一端接地，并联的另一端与R4的另一端相连为电压采样的输出端V2P，接CSE7759的4脚电压采样输入端V2P ；CSE7759的I脚接+ 5V电源，5脚接地，6脚接控制电路的HLW7021的2脚，7、8脚悬空不用。3.根据权利要求1所述的一种电脑节能电源插座，其特征是:电流采样电阻Rl设计为0.002Ω/2Ψ的锰铜电阻，最大采样电流为1A ;电压采样电阻R4的电阻值设计为1ΜΩ，R5的电阻值为IK Ω，实用于对220V交流市电的电压采样。4.根据权利要求1所述的一种电脑节能电源插座，其特征是:控制模块的HLW7021的I脚接+ 5V电源和C4的一端，2脚接CSE7759的6脚，3、5脚悬空不用，4脚接R6的一端，6脚接按钮SET的一端，7脚接三极管BGl的基极，8脚、C4的另一端、Dl的负极、SET的另一端和BGl的发射极都接地；R6的另一端与Dl的正极相连接；继电器JI的I脚接交流市电的火线，2脚与电源插座的主插孔和三个副插孔的火线端相连，3脚与二极管D2的正极和三极管BGl的集电极相连接，4脚与D2的负极和+ 12V电源相连接。5.根据权利要求1所述的一种电脑节能电源插座，其特征是:主插孔的负载功率小于5W时，HLW7021的7脚输出低电平，通过三极管BGl驱动继电器来断开电源插座的火线端与交流市电火线的连接。
【专利摘要】一种电脑节能电源插座，其结构如附图所示。功率计量模块由集成电路芯片CSE7759，电阻R1～R5和电容C1～C3组成；控制模块由HLW7021单片机，电阻R6，电容C4，按钮SET，三极管BG1，发光二极管D1，二极管D2和继电器J1组成；电源模块由集成电路芯片78L05，电阻R7、R8，电容C5～C8，二极管D3、D4和稳压二极管DZ1组成；电源插座由一个主插孔和三个副插孔组成。将电脑的电源插头插入主插孔，电脑周边设备插在副插孔中，在电脑关机进入待机状态时，自动断开电脑及周边设备的电源，从而实现节能。其积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻，成本低、功耗小、价格便宜，操作简单，使用方便。
【IPC分类】H01R13/70, H01R13/66
【公开号】CN104934804
【申请号】CN201510421764
【发明人】张新安
【申请人】张新安
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月18日