专利名称：安全节能插座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源插座，具体是一种安全节能插座，具有负载待机或负荷过载
自动断电的功能。
背景技术：
普通的插座都是插座的触片直接和电源连接，当带负载的插头插上插座后，负载就可通电工作。这种插座存在一些不存之处不论负载的工作情况如何，负载上总是通电的。例如，我国市场上出售的电视机、DVD、空调器等都没有交流关机功能，即用户在不使用这些电器时应随时关闭其总电源或拔掉电源插头，否则将产生待机损耗，而且会影响到电器的寿命及安全。另外现有的插座不具有过载保护功能，如插座的负载过大，将造成插座发热，甚至产生火灾事故。当前，市场上也有部分节能安全插座，但均不具有过载保护功能。
发明内容本实用新型的目的在于设计一种新型安全节能插座，该插座不仅能在负载待机状态时自动断电，实现节能的目的，而且还具有过载自动断电功能，起到安全保护的作用。[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种安全节能插座，包括壳体、上盖和置于上盖上的电源开关按钮、电源指示灯和插孔，其特征是插孔包括受控插孔和直通插孔，上盖上还有软启动开关按钮和功率调节旋钮，在壳体内安装控制电路、给控制电路提供稳定工作电压的电源电路和连接在外部电源与电源电路之间的变压器；所述的控制电路由依次连接的采样电路、电压放大电路、AC/DC转换电路、前置放大电路、比较控制电路和过载保护电路组成；所述的功率调节旋钮连接在控制电路中的比较控制电路上；所述的电源开关按钮、软启动开关按钮和电源指示灯则连接在变压器和外部电源之间的电路上。 控制电路中的采样电路采样主电路中的电流，经过电压转换电路把电流信号转换成电压信号，再经运算放大后送至AC/DC转换电路，完成交流信号到直流信号的转换，转换后的DC信号经末级放大电路放大后送至比较控制电路中，由比较控制电路比较判断、实现系统功能控制启动后如果检测到小电流信号(负载轻，相当于负载处于待机状态)系统动作切断主电源，达到节能的目的；如果检测到的电流信号等于设定的参数则用电设备正常工作；当检测到负载超过电路允许最大负荷时，系统自动切断总电源，起到安全保护的作用，防止负载过荷烧坏插座。 本实用新型的有益效果是当负载处于待机状态时自动切断总电源起到节能目的，负载超过额定负载后自动切断总电源起到安全保护的作用，同时为解决小负载用电问题，预留两路直通插孔。该系统全部采用模拟电路，具有电路结构简单、成本低、操作方便等优点。
图1是本实用新型的整体结构外形图；[0008] 图2是本实用新型控制电路原理图。 图中1.壳体、2.控制电路、3.上盖、4.受控插孔、5.直通插孔、6.电源开关按钮、7.软启动开关按钮、8.功率调节按钮、9.电源指示灯、10.采样电路ll.电压放大电路、12AC/DC转换电路、13.前置放大电路、14.比较控制电路、15.过载保护电路、16.电源电路。
具体实施方式如图1所示，控制电路2安装在壳体1的底部，上盖3上分别置有受控插孔4、直通插孔5、电源开关按钮6、软启动开关按钮7、功率调节按钮8和电源指示灯9。[0011] 如图2所示，控制电路主要包括依次连接的采样电路10、电压放大电路11、 AC/DC转换电路12、前置放大电路13、比较控制电路14、过载保护电路15和电源电路16。[0012] 采样电路选用电流互感器采集电流信号，通过转换电路(由电阻R1构成)转换为电压。为使系统控制准确，因此选用精密线性好的测量用的交流互感器。经比较计算在选用实际变比为1/1000的电流互感器当负载功率等于IOW时，一次侧的电流为45mA，二次侧的电流则为45 ii A，转换成电压为4. 5mV。选用了型号为IWCT-A/5mA的流互感器。[0013] 在电压放大电路中，电流采样并经过Rl转换成电压的信号，经由U3A构成的运放大电路进行放大，放大倍数为 1 + — = 1 +——=10。A3 3 集成运放电路由集成运放TL062CP(U4A)及外围电路构成AC/DC平均值整流电路(即AC/DC转换电路)，它是比较经典的AC/DC平均值整流电路，图中C9、C10起到通交隔直的作用，D2、D4和运算放大器构成精密半波整流，R8、C11构成RC平滑滤波电路。C9、C12及R6、R7主要是用来进行相位补偿。输入交流的有效值范围0 1V，输出直流0 1V。电阻RP1与R6、R7构成一个放大倍数可调的放大电路。通过调节RP1使输出电压达到理想的数值。 为了保证信号的线性度好、幅度稳定，所以在整流电路的后级仍加了一级放大电路，由U4B及外围元件构成，并且选用大的滤波电容，然后经电阻分压后作为比较模块的输入信号。经过这级放大，可使控制模块输入端最大获得4.3V(1VX4.3)的直流电压输出。[0017] 利用集成运算放大器在开环工作状态下可作为电压比较器使用的原理。电路中R15、 R16构成基准电压u—，当有前级电压信号Ui输入，对C15进行充电，当C15上的电压大于基准电压u—时，U3B输出高电平信号，使VT1饱和导通，控制继电器闭合使电路正常工作。当输入电压Ui小于基准电压u—时输出低电平信号，使VT1截止，控制继电器断开，切断主电源，电路停止工作。调整R16阻值的大小，可以改变起控制功率的大小。延时断开时间的大小由C5和R14的放电时间常数决定。启动时，C5上充有+5V电压。 在大功率用电器工作时采样到的电流信号较大，可以直接整流、滤波后进行比较后，使电路断开起到保护电路的作用。U4B输出的电压信号Ui加至U5B的同相输入端(u+)经与基准电压u—进行比较后输出控制信号如用电设备负荷小于2200W， U5B输出低电平VT2截止，控制电路正常工作；如用电设备负荷大于2200W， U5B输出高电平，VT2、 VT1分别饱和导通，控制继电器的断开主电源，实现过载保护的目的。 在电源电路中，由于TL062CP作为核心器件，其做放大器用时供电要求为双电源
4供电，因此采用双电源供电的方法。在这里设计电路所需要的电源为士5V，采用三端稳压集压块LM7805与LM7905来实现。为降低自身功耗可考虑用开关电源作为本系统的电源，但成本稍微高点。 控制电路采用模拟电路进行功能控制。该电路以集成运放TL062CP为核心，通过电流互感器采样电路采样主电路中的电流，经过由电阻构成的电压转换电路把电流信号转换成电压信号，再经运放放大后送至AC/DC转换电路，完成交流信号到直流信号的转换，转换后的DC信号经末级放大电路放大后送至比较控制电路中，由控制路路比较判断、实现系统功能控制在启动后两分钟内如果检测到小电流信号(负载轻，相当于负载处于待机状态)系统动作切断主电源，达到节能的目的；如果检测到的电流信号大于设定的参数则用电设备正常工作；当检测到负载超过电路允许最大负荷时，系统自动切断总电源，起到安全保护的作用，防止负载过荷烧坏插座。为解决小负载(如充电器)用电问题，预留两路直通(不可控)插座。
权利要求一种安全节能插座，包括壳体(1)、上盖(3)和置于上盖(3)上的电源开关按钮(6)、电源指示灯(9)及插孔，其特征是所述的插孔包括受控插孔(4)和直通插孔(5)，上盖(3)上还有软启动开关按钮(7)和功率调节旋钮(8)，在壳体(1)内安装控制电路(2)、给控制电路提供稳定工作电压的电源电路(16)和连接在外部电源与电源电路(16)之间的变压器；所述的控制电路(2)由依次连接的采样电路(10)、电压放大电路(11)、AC/DC转换电路(12)、前置放大电路(13)、比较控制电路(14)和过载保护电路(15)组成；所述的功率调节旋钮(8)连接在控制电路(2)中的比较控制电路(14)上；所述的电源开关按钮(6)、软启动开关按钮(7)和电源指示灯(9)都连接在变压器和外部电源之间的电路上。
2. 根据权利要求1所述的安全节能插座，其特征是所述的采样电路采用电流互感器。
专利摘要本实用新型公开了一种安全节能插座，属电插座。包括壳体、上盖和置于上盖上的电源开关按钮、电源指示灯和插孔，插孔有受控插孔和直通插孔。上盖上还有软启动开关按钮和功率调节旋钮，在壳体内安装控制电路、该控制电路包括依次连接的采样电路、电压放大电路、AC/DC转换电路、前置放大电路、比较控制电路、过载保护电路和电源电路。有益效果是，经此控制电路后该插座不仅能检测到负载处于待机状态时自动断电，实现节能的目的；而且具有过载自动断电功能，起到安全保护的作用。
文档编号H02H3/08GK201503971SQ200920232588
公开日2010年6月9日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者吉智, 张江伟, 詹新生 申请人:徐州工业职业技术学院