一种全电压安全用电设备及全电压安全用电控制方法与流程

本发明涉及安全用电技术领域，特别涉及一种全电压安全用电设备及全电压安全用电控制方法。

背景技术：

现有技术中，在电网前端、末端或者工业场所，市电的电压存在巨大的误差，而且用电环境复杂，往往存在严重漏电，但是用电设备的电压范围往往非常有限，这种环境长期使用会引起用电设备损坏和加速老化，而漏电存在触电的安全隐患。

因此，如何能够稳定市电电压并消除漏电隐患，改善用电设备的用电环境，提高用电设备的使用寿命，保证用户的使用安全，提升用户体验，是现今急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种全电压安全用电设备及全电压安全用电控制方法，以稳定市电电压并消除漏电隐患，改善用电设备的用电环境，保证用户的使用安全。

为解决上述技术问题，本发明提供一种全电压安全用电设备，包括：

电压平衡部件，用于输入端与市电连接，利用内部的预设线圈和输出回路在输出端输出市电电压对应的输出电压；

采集部件，用于利用电压传感器采集所述输入端的市电电压值和所述输出端的输出电压值；

与所述电压平衡部件和所述采集部件分别连接的控制部件，用于根据所述市电电压值和所述输出电压值，控制所述预设线圈的变比，调整所述输出电压。

可选的，所述采集部件，还包括：

温度触感器，用于采集所述电压平衡部件的温度值；

电流传感器，用于采集所述输出端的输出电流值和所述输出端的漏电流值。

可选的，所述控制部件与所述输出回路中的可控开关连接，用于根据所述输出电压值、所述输出电流值、所述温度值控制所述电压平衡部件的输出回路的通断。

可选的，该设备还包括：

与所述采集部件连接的人机交互部件，用于显示所述采集部件采集的所述市电电压值、所述输出电压值、所述温度值、所述输出电流值和所述漏电流值。

可选的，所述控制部件与所述人机交互部件连接，用于根据所述输出电压值、所述输出电流值、所述温度值和所述漏电流值，控制所述人机交互部件显示对应的报警信息。

可选的，所述人机交互部件，还包括：

操作设备，用于根据用户操作生成对应的控制参数，并发送到所述控制部件。

此外，本发明还提供了一种全电压安全用电控制方法，应用于上述任一项所述的全电压安全用电设备，包括：

控制部件获取采集部件采集的输出电压值；

判断所述的输出电压值是否大于最大输出电压阈值或小于最小输出电压阈值；

若是，则控制电压平衡部件中的预设线圈的变比，将所述电压平衡部件的输出端的输出电压调节到对应的安全电压值。

可选的，所述控制电压平衡部件中的预设线圈的变比，将所述电压平衡部件的输出端的输出电压调节到对应的安全电压值，包括：

控制所述预设线圈的变比，所述输出电压调节到所述最大输出电压阈值和所述最小输出电压阈值之差除以2的商与所述最小输出电压阈值之和。

可选的，所述判断所述的输出电压值是否大于最大输出电压阈值或小于最小输出电压阈值之前，还包括：

判断所述采集部件采集的市电电压值是否处于预设正常水平范围；

若否，则执行所述判断所述的输出电压值是否大于最大输出电压阈值或小于最小输出电压阈值的步骤。

可选的，所述判断所述的输出电压值是否大于最大输出电压阈值或小于最小输出电压阈值之后，还包括：

利用所述采集部件采集的输出电流值和所述输出电压值计算输出功率，并判断所述输出功率、所述采集部件采集的温度值和所述输出电流值是否均小于各自对应的输出功率阈值、温度阈值和输出电流阈值；

若否，则断开所述电压平衡部件的输出回路，并利用人机交互部件显示对应的报警信息；

若是，则判断采集部件采集的漏电流值是否小于漏电流阈值；

若不小于所述漏电流阈值，则利用人机交互部件显示漏电报警信息。

本发明所提供的一种全电压安全用电设备，包括：电压平衡部件，用于输入端与市电连接，利用内部的预设线圈和输出回路在输出端输出市电电压对应的输出电压；采集部件，用于利用电压传感器采集所述输入端的市电电压值和所述输出端的输出电压值；与所述电压平衡部件和所述采集部件分别连接的控制部件，用于根据所述市电电压值和所述输出电压值，控制所述预设线圈的变比，调整所述输出电压；

可见，本发明利用控制部件控制电压平衡部件对市电进行电压平衡，通过改变预设线圈的变比，改变全电压安全用电设备的输出电压，可以将输出电压稳定在用电设备需求的范围之内，提高了用电设备的使用寿命；并且由于预设线圈的物理隔离，预设线圈的输出与大地完全隔离，杜绝了漏电的风险，保证了用户的使用安全，提升了用户体验。此外，本发明还提供了一种全电压安全用电控制方法，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种全电压安全用电设备的结构图；

图2为本发明实施例所提供的一种全电压安全用电控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种全电压安全用电控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种全电压安全用电设备的结构图。该设备可以包括：

电压平衡部件10，用于输入端与市电连接，利用内部的预设线圈和输出回路在输出端输出市电电压对应的输出电压；

采集部件20，用于利用电压传感器采集输入端的市电电压值和输出端的输出电压值；

与电压平衡部件10和采集部件20分别连接的控制部件30，用于根据市电电压值和输出电压值，控制预设线圈的变比，调整输出电压。

其中，本实施例中的电压平衡部件10可以利用预设线圈将输入端的市电电压变换为预设线圈的变比对应的输出电压，从而经过输出回路为输出端连接的用电设备供电。具体的，对于电压平衡部件10的具体结构，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，只要电压平衡部件10可以通过预设线圈的变比的改变，改变输出电压，并使预设线圈的输出端存在物理隔离，不存在对地漏电。本实施例对此不受任何限制。

可以理解的是，本实施例中的控制部件30可以利用采集部件20采集的市电电压值和输出电压值，对电压平衡部件10中的预设线圈的变比进行控制，从而调整电压平衡部件10的输出电压，使输出电压可以符合用电设备需求的范围。即正常使用时，控制部件30可以根据用电设备的需求范围及采集部件20采集的市电电压值和输出电压值，对电压平衡部件10的输出电压进行实时调整，使输出电压处于用电设备的需求范围内，保证用电设备的用电环境。

进一步的，为了保证本实施例所提供的全电压安全用电设备和所连接的用电设备的使用安全，控制部件30还可以通过采集部件20采集的输出电压值与对应的控制参数(如最大输出电压阈值和最小输出电压阈值)的比较，在存在安全隐患的情况下，控制电压平衡部件10中的预设线圈的变比，使电压平衡部件10的输出电压处在安全电压值，避免输出电压过高或过低的情况。如全电压安全用电设备用于电网末端时，若市电电压远低于正常水平，采集部件20采集输出电压值，当输出电压值低于最小输出电压阈值，控制部件30可以控制电压平衡部件10，将输出电压调节到(最大输出电压阈值-最小输出电压阈值)/2+最小输出电压阈值；当全电压安全用电设备用于电网前端时，若市电电压高于正常水平，采集部件20采集输出电压值，当输出电压值高于最大输出电压阈值，控制部件30可以控制电压平衡部件10，将输出电压调节到(最大输出电压阈值-最小输出电压阈值)/2+最小输出电压阈值。本实施例对此不做任何限制。

需要说明的是，本实施例中的采集部件20不仅可以包括用于采集市电电压值和输出电压值的电压传感器，还可以包括采集电压平衡部件10的温度值的温度传感器和用于采集输出端的输出电流值和输出端的漏电流值的电流传感器。

对应的，为了方便用户能够了解本实施例所提供的全电压安全用电设备的使用情况，如图1所述，全电压安全用电设备还可以包括与采集部件20连接的人机交互部件40，用于显示采集部件20采集的市电电压值、输出电压值、温度值、输出电流值和漏电流值。即人机交互部件40可以设置有如显示屏的显示设备，显示采集部件20采集的市电电压值、输出电压值、温度值、输出电流值和漏电流值等参数。

对应的，为了进一步保证本实施例所提供的全电压安全用电设备和所连接的用电设备的使用安全，控制部件30还可以通过采集部件20采集的输出电压值和输出电流值计算得到的输出功率及过采集部件20采集的输出电流值和温度值和与对应的控制参数(如输出功率阈值、温度阈值和输出电流阈值)的比较，在存在如过载、过流和过温的安全隐患的情况下，通过控制电压平衡部件10的输出回路中如交流接触器和继电器等的可控开关，断开电压平衡部件10的输出回路，避免危险情况的发生。

其中，为了使用户可以更好了解全电压安全用电设备的使用情况，本实施例中控制部件30还可以与人机交互部件40连接，用于在过载、过流和过温的情况发生时，利用人机交互部件40中的显示设备进行报警，如显示输出电流过大的过流报警信息。对应的，本实施例中，控制部件30还可以通过采集部件20采集的漏电流值与对应的控制参数(如漏电流阈值)的比较，在发生漏电情况时，利用人机交互部件40中的显示设备进行漏电报警。

具体的，本实施例中控制部件30可以利用采集部件20采集的输出电压值、温度值、输出电流值和漏电流值等参数与对应的控制参数(如最大输出电压阈值、最小输出电压阈值、漏电流阈值、输出功率阈值、温度阈值和输出电流阈值)的比较，确定全电压安全用电设备使用过程中的安全隐患，从而通过调节输出电压、断开输出回路和报警等方式，保证全电压安全用电设备的使用安全。对于控制部件30中的上述具体比较控制方式，可以由设计人员自行设置，如图2所示，可以在采集部件20采集完参数后，先判断输出电压值是否大于最大输出电压阈值(过压)；若否，判断输出电流值是否大于输出电流阈值(过流)；若否，判断漏电流值是否大于漏电流阈值(漏电)；若否，判断温度阈值是否大于温度阈值(过温)；若否，判断输出电压值和输出电流值对应的输出功率是否大于输出功率阈值(过载)；若否，判断判断输出电压值是否小于最小输出电压阈值(欠压)；从而在过压时控制预设线圈的变比降低输出电压，在欠压时控制预设线圈的变比升高输出电压，在过流、过温或过载时断开输出回路并报警，在漏电时进行报警。如当全电压安全用电设备用于工业场所时，若市电电压低于正常水平，存在严重的漏电，当采集部件20采集的输出电压值低于最小输出电压阈值，控制部件30可以控制电压平衡部件10，将输出电压调节到(最大输出电压阈值-最小输出电压阈值)/2+最小输出电压阈值；当采集部件20采集的漏电流值大于漏电流阈值，发出报警。本实施例对此不做任何限制。

进一步的，为了方便用户使用全电压安全用电设备，本实施例中的人机交互部件40还可以包括如无线接收设备或案件设备的操作设备，使用户可以在操作设备上设置最大输出电压阈值、最小输出电压阈值、漏电流阈值、输出功率阈值、温度阈值和输出电流阈值等的控制参数。

本实施例中，本发明实施例利用控制部件30控制电压平衡部件10对市电进行电压平衡，通过改变预设线圈的变比，改变全电压安全用电设备的输出电压，可以将输出电压稳定在用电设备需求的范围之内，提高了用电设备的使用寿命；并且由于预设线圈的物理隔离，预设线圈的输出与大地完全隔离，杜绝了漏电的风险，保证了用户的使用安全，提升了用户体验。

基于上述实施例，请参考图3，图3为本发明实施例所提供的一种全电压安全用电控制方法的流程图。该方法可以应用于上述实施例所提供的全电压安全用电设备，可以包括：

步骤101：控制部件获取采集部件采集的输出电压值。

可以理解的是，本实施例的目的可以为在全电压安全用电设备正常使用的情况下，通过确定采集部件采集的输出电压值是否大于最大输出电压阈值或小于最小输出电压阈值，确定全电压安全用电设备是否存在过压或欠压的安全隐患，从而在存在过压或欠压的情况时，通过控制部件控制电压平衡部件中的预设线圈的变比，将电压平衡部件的输出端的输出电压调节到对应的安全电压值，保证全电压安全用电设备的使用安全。

需要说明的是，由于全电压安全用电设备使用过程中的过压或欠压情况，往往是因市电电压出现问题而引发的，如市电电压高于正常水平或低于正常水平。因此，本步骤之前还可以包括判断采集部件采集的市电电压值是否处于预设正常水平范围的步骤；若市电电压值不处于预设正常水平范围，则可能引发全电压安全用电设备的过压或欠压情况，可以进入本步骤；若市电电压值处于预设正常水平范围，则可以不进入本步骤。本实施例对此不做任何限制。

步骤102：判断的输出电压值是否大于最大输出电压阈值或小于最小输出电压阈值；若是，则进入步骤103。

可以理解的是，本步骤的目的可以为通过判断的输出电压值是否大于最大输出电压阈值或小于最小输出电压阈值，确定全电压安全用电设备是否处于过压或欠压的情况；若输出电压值大于最大输出电压阈值，则说明全电压安全用电设备处于过压情况，可以通过步骤103降低电压；若输出电压值小于最小输出电压阈值，则说明全电压安全用电设备处于欠压情况，可以通过步骤103升高电压。

需要说明的是，对于本步骤中输出电压值不大于最大输出电压阈值且不小于最小输出电压阈值的情况，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如可以直接结束本流程，也可以通过采集部件采集的其他参数(如温度值、输出电流值和漏电流值等)判断全电压安全用电设备是否存在其他安全隐患，如过载、过流、过温和漏电等。本实施例对此不做任何限制。

对应的，若输出电压值不大于最大输出电压阈值且不小于最小输出电压阈值，本步骤之后还可以包括依次判断采集部件采集的温度值是否大于温度阈值(过温)，采集部件采集的输出电流值是否大于输出电流阈值(过流)，采集部件采集的漏电流值是否大于漏电流阈值(漏电)，和采集部件采集的输出电流值和输出电压值计算得到的输出功率是否大于输出功率阈值(过载)的步骤，从而在过温、过流和过载时，断开电压平衡部件中的输出回路并进行报警，在漏电时进行报警。以提高全电压安全用电设备的安全性。

具体的，对于上述控制部件在漏电、过温、过流和过载进行报警的具体方式，可以由设计人员自行设置，如可以仅利用人机交互部件中的显示设备显示对应的报警信息(如漏电报警信息、过温报警信息、过流报警信息和过载报警信息等)，也可以利用无线发送设备，将对应的报警信息发送到用户的终端中。本实施例对此不做任何限制。

步骤103：控制电压平衡部件中的预设线圈的变比，将电压平衡部件的输出端的输出电压调节到对应的安全电压值。

可以理解的是，本步骤的目的可以为如处理器的控制部件在全电压安全用电设备中存在过压或欠压的情况时，通过控制电压平衡部件中的预设线圈的变比，将电压平衡部件的输出端的输出电压调节到对应的安全电压值，消除过压或欠压的情况。

具体的，对于本步骤中的安全电压值的具体数值设置，可以由设计人员自行设置，可以将欠压情况对应的安全电压值和过压情况对应的安全电压值设置为同一数值，如(最大输出电压阈值-最小输出电压阈值)/2+最小输出电压阈值的数值，即本步骤可以为控制预设线圈的变比，输出电压调节到最大输出电压阈值和最小输出电压阈值之差除以2的商与最小输出电压阈值之和；也可以将欠压情况对应的安全电压值和过压情况对应的安全电压值设置为不同数值，如欠压情况对应的安全电压值可以为(最大输出电压阈值-最小输出电压阈值)/2+最小输出电压阈值，过压情况对应的安全电压值可以为最大输出电压阈值-(最大输出电压阈值-最小输出电压阈值)/2。只要可以在输出电压值大于最大输出电压阈值或小于最小输出电压阈值时，通过控制电压平衡部件中的预设线圈的变比，将电压平衡部件的输出端的输出电压调节到对应的安全电压值，使输出电压小于最大输出电压阈值且大于最小输出电压阈值，本实施例对此不做任何限制。

本实施例中，本发明实施例通过控制部件在过压或欠压情况时，控制电压平衡部件中的预设线圈的变比，将电压平衡部件的输出端的输出电压调节到对应的安全电压值，消除了全电压安全用电设备的输出电压的过压和欠压情况，进一步保证了用户的使用安全，提升了用户体验。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的设备相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见设备部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种全电压安全用电设备及全电压安全用电控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。