專利名稱：全自動節(jié)能型智能插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及基本電氣元件領(lǐng)域，尤其涉及一種高度集成的全自動節(jié)能型智能插座。
背景技術(shù)：
目前，節(jié)能已經(jīng)成為我國當(dāng)前和以后急需解決的問題。解決待機(jī)能耗是節(jié)能的一 個重要組成部分，據(jù)統(tǒng)計一般家庭的電視機(jī)平均功耗大約在8 15W左右，現(xiàn)代的家庭里還 有空調(diào)、DVD機(jī)、電腦、電熱水器等設(shè)備， 一般辦公場所有復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)等等設(shè)備， 人們有時候為了方便，并沒有在離開時斷開電源，成萬上億數(shù)量的設(shè)備構(gòu)成了我們社會巨 大的待機(jī)功耗，消耗了我們大量的能源和金錢。 針對解決待機(jī)功耗，出現(xiàn)了節(jié)能插座。目前使用的插座分為普通插座和節(jié)能插座 兩種。普通插座功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，做工粗糙，更無節(jié)能，過流、過載、防雷等功能，安全系 數(shù)低，存在明顯安全隱患。 而節(jié)能插座雖然在節(jié)能和安全上具有了一定的功能，但還是具有以下一些不足 一、在節(jié)能待機(jī)耗能時，只能關(guān)閉插座上主設(shè)備的外設(shè)電源，比如在插座上使用電腦，則電 腦主機(jī)仍然待機(jī)耗能，如果要使電腦主機(jī)徹底斷電，只能手動關(guān)閉插座上的電源開關(guān)，方可 以完全關(guān)閉主機(jī)和外設(shè)的電源。二、開機(jī)時必須先用手打開插座上的電源開關(guān)，否則電腦無 法供電。三、待機(jī)時主設(shè)備一樣存在待機(jī)能耗。四、在雷雨天氣用電器可能出現(xiàn)被雷擊的現(xiàn) 象，從而損壞電器。五、當(dāng)插座上用電器負(fù)載過重，電流過大時，存在安全隱患。六、尖峰電 源脈沖的浪涌電流沖擊用電器時，用電器電路組件容易被浪涌電流沖擊損壞。七、不通用。 只能針對專門的用電器，比如空調(diào)，電腦等。 因此，目前市場上現(xiàn)有的智能插座也只是半自動、半智能化、有限節(jié)能的產(chǎn)品。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有智能節(jié)能電源插座存在的上述問題，提供一種全 自動節(jié)能型智能插座，本實用新型在用電器關(guān)機(jī)后插座會自動斷電，消除插座上用電器待 機(jī)耗能，實現(xiàn)自動節(jié)能功能；可有效防止在雷雨天氣用電器被雷擊，有效抑制過電壓，消除 雷擊感應(yīng)之患，保護(hù)用電器；當(dāng)插座上用電器負(fù)載過重，電流過大，存在安全隱患時，可自動 斷電，以確保安全；能有效吸收尖峰電源脈沖的浪涌電流沖擊用電器，有效抑制瞬流，高次 諧波，防止用電器電路組件被浪涌電流沖擊損壞。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下 —種全自動節(jié)能型智能插座，包括插頭、可控開關(guān)和負(fù)載插孔，其特征在于還包 括電源電路和控制電路，所述控制電路包括微控制器主控電路、開關(guān)控制電路和用電器工 作狀態(tài)檢測電路，電源電路的輸入端分別與插頭的火線和零線連接，電源電路的輸出端與 微控制器主控電路連接，可控開關(guān)設(shè)置在火線上并與開關(guān)控制電路連接，微控制器主控電 路與開關(guān)控制電路連接，微控制器主控電路經(jīng)開關(guān)控制電路控制可控開關(guān)的開啟和閉合，微控制器主控電路與設(shè)置在火線上的用電器工作狀態(tài)檢測電路連接，微控制器主控電路經(jīng) 用電器工作狀態(tài)檢測電路控制判斷用電器負(fù)載工作狀態(tài)。 本實用新型還包括設(shè)置在火線上的保護(hù)電路。 本實用新型還包括LED指示燈，LED指示燈經(jīng)LED指示燈驅(qū)動電流回路與微控制 器主控電路連接。 所述電源電路的結(jié)構(gòu)為與保護(hù)電路連接的共模電感T1的火線端與電阻R1、電容 C2及接線孔J2的2腳相連接，電阻Rl與電容C2并聯(lián)后與并聯(lián)的電阻R2和電阻R3串聯(lián)接 入電路中，電阻R2和電阻R3的另一端與二極管D2的1腳相接，二極管Dl的2腳接二極管 D2的1腳到零線，電感Ll邊接到二極管D2的2腳和三端穩(wěn)壓管Ul的1腳之間，電容C3、 穩(wěn)壓二極管VDW和電容C4順序并聯(lián)后接在二極管D2和三端穩(wěn)壓管Ul之間再連接到零線， 三端穩(wěn)壓管Ul的2腳接零線，三端穩(wěn)壓管3腳輸出VCC電源向微控制器主控電路供電，電 容C5和電容C20接在三端穩(wěn)壓管Ul的3腳和零線之間。 所述微控制器主控電路的結(jié)構(gòu)為晶振XTAL接在微控制器U2的14和15腳之間， 電容C7接在微控制器U2的12腳和零線之間濾波微控制器電源，電阻R5和電容C10串連 接在VCC和零線之間，電阻R5和電容C10串公共端接到微控制器U2的13腳構(gòu)成微控制器 U2的RC復(fù)位電路。 所述開關(guān)控制電路的結(jié)構(gòu)為開關(guān)管VS1將電阻Rll連接到零線構(gòu)成可控制的用 電器電流回路，電阻R6 —端接微控制器U2的11腳，電阻R6另一端接三級管Ql基極，三級 管Ql集電極接VCC，三級管Ql發(fā)射極將電阻R7連接到開關(guān)管VS1，電阻R10和電容Cll串 聯(lián)后夸接在開關(guān)管VS1兩端。 所述用電器工作狀態(tài)檢測電路的結(jié)構(gòu)為電阻R9 —端接在開關(guān)管VS1和電阻Rll 之間，另一端接到微控制器U2的4腳，電容C6連接在電阻Rll和微控制器U2的4腳間對 模擬信號濾波，二極管D5， D7分別接在VCC和零線到微控制器U2的4腳間構(gòu)成模擬信號的 分壓電壓鉗位保護(hù)微控制器U2的4腳I/O 口 。 所述保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)為220V交流電通過接口 J1，在火線上串接保險絲F1，保險 絲Fl和壓敏電阻RV1 —端，電容Cl 一端，以及共模電感Tl相連接，壓敏電阻RV1和電容Cl 并聯(lián)后的另一端接到零線。 所述LED指示燈驅(qū)動電流回路的結(jié)構(gòu)為微控制器U2的10腳接電阻R4經(jīng)LED指 示燈到零線構(gòu)成LED指示燈驅(qū)動電流回路。 所述微控制器為12位A/D單片機(jī)HT46R065，控制輸入端口 4腳接至用電器工作狀 態(tài)檢測電路，控制輸出端口 10腳接到R4到LED指示燈驅(qū)動電流回路，11腳上接到R6到開 關(guān)控制電路。 采用本實用新型的優(yōu)點(diǎn)在于 —、本實用新型中，用電器工作狀態(tài)檢測電路檢測到用電器關(guān)機(jī)后，微控制器主控 電路控制插座自動斷電，消除插座上用電器關(guān)機(jī)耗能，具有自動節(jié)能功能，可延長用電設(shè)備 的使用壽命。 二、本實用新型中，通過設(shè)置的保護(hù)電路，能有效防止在雷雨天氣用電器被雷擊， 有效抑制過電壓，消除雷擊感應(yīng)之患，保護(hù)用電器，并且當(dāng)插座上用電器負(fù)載過重，電流過 大，存在安全隱患時，插座自動斷電，以確保安全；還能有效吸收尖峰電源脈沖的浪涌電流
5沖擊用電器，有效抑制瞬流，高次諧波，防止用電器電路組件被浪涌電流沖擊損壞。 三、現(xiàn)有技術(shù)中，用電器在消耗待機(jī)電流時，一般用電器仍有危害人體健康的電磁
輻射，而本實用新型中，通過微控制器主控電路控制切斷了待機(jī)電流，消除電磁輻射對人體
的危害。 四、本實用新型采用無觸點(diǎn)開關(guān)設(shè)計，有效防止因觸點(diǎn)開關(guān)接觸不良或開關(guān)動作 時產(chǎn)生電弧，打火現(xiàn)象造成安全隱患。 五、本實用新型采用脈動開關(guān)控制設(shè)計，實現(xiàn)了開機(jī)時無需手動打開插座電源的 自動智能開機(jī)功能，并且采用通用型設(shè)計，不針對特殊用電器使用，所有功率允許的用電器 均可使用。 六、本實用新型中的插孔設(shè)計新穎美觀，合理間距，適合多國標(biāo)準(zhǔn)插頭使用，以LED 指示燈指示信息顯示插座工作狀態(tài)，美觀大方。
圖1為本實用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本實用新型整體電路原理結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式—種全自動節(jié)能型智能插座，包括插頭、可控開關(guān)和負(fù)載插孔，還包括電源電路和 控制電路，所述控制電路包括微控制器主控電路、開關(guān)控制電路和用電器工作狀態(tài)檢測電 路，電源電路的輸入端分別與插頭的火線和零線連接，電源電路的輸出端與微控制器主控 電路連接，可控開關(guān)設(shè)置在火線上并與開關(guān)控制電路連接，微控制器主控電路與開關(guān)控制 電路連接，微控制器主控電路經(jīng)開關(guān)控制電路控制可控開關(guān)的開啟和閉合，微控制器主控 電路與設(shè)置在火線上的用電器工作狀態(tài)檢測電路連接，微控制器主控電路經(jīng)用電器工作狀 態(tài)檢測電路控制判斷用電器負(fù)載工作狀態(tài)。 本實用新型還包括設(shè)置在火線上的保護(hù)電路，還包括LED指示燈，LED指示燈經(jīng) LED指示燈驅(qū)動電流回路與微控制器主控電路連接。 電源電路的結(jié)構(gòu)為與保護(hù)電路連接的共模電感T1的火線端與電阻R1、電容C2 及接線孔J2的2腳相連接，電阻Rl與電容C2并聯(lián)后與并聯(lián)的電阻R2和電阻R3串聯(lián)接入 電路中，電阻R2和電阻R3的另一端與二極管D2的1腳相接，二極管Dl的2腳接二極管D2 的1腳到零線，電感Ll邊接到二極管D2的2腳和三端穩(wěn)壓管Ul的1腳之間，電容C3、穩(wěn)壓 二極管VDW和電容C4順序并聯(lián)后接在二極管D2和三端穩(wěn)壓管Ul之間再連接到零線，三端 穩(wěn)壓管Ul的2腳接零線，三端穩(wěn)壓管3腳輸出VCC電源向微控制器主控電路供電，電容C5 和電容C20接在三端穩(wěn)壓管Ul的3腳和零線之間。 微控制器主控電路的結(jié)構(gòu)為晶振XTAL接在微控制器U2的14和15腳之間，電容 C7接在微控制器U2的12腳和零線之間濾波微控制器電源，電阻R5和電容C10串連接在 VCC和零線之間，電阻R5和電容C10串公共端接到微控制器U2的13腳構(gòu)成微控制器U2的 RC復(fù)位電路。 開關(guān)控制電路的結(jié)構(gòu)為開關(guān)管VS1將電阻R11連接到零線構(gòu)成可控制的用電器 電流回路，電阻R6 —端接微控制器U2的11腳，電阻R6另一端接三級管Ql基極，三級管Ql集電極接VCC，三級管Ql發(fā)射極將電阻R7連接到開關(guān)管VS1，電阻R10和電容Cll串聯(lián)后 夸接在開關(guān)管VS1兩端。 用電器工作狀態(tài)檢測電路的結(jié)構(gòu)為電阻R9 —端接在開關(guān)管VS1和電阻Rll之 間，另一端接到微控制器U2的4腳，電容C6連接在電阻Rll和微控制器U2的4腳間對模 擬信號濾波，二極管D5， D7分別接在VCC和零線到微控制器U2的4腳間構(gòu)成模擬信號的分 壓電壓鉗位保護(hù)微控制器U2的4腳I/O 口 。 保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)為220V交流電通過接口 J1，在火線上串接保險絲F1，保險絲F1 和壓敏電阻RV1 —端，電容Cl 一端，以及共模電感Tl相連接，壓敏電阻RV1和電容Cl并聯(lián) 后的另一端接到零線。 LED指示燈驅(qū)動電流回路的結(jié)構(gòu)為微控制器U2的10腳接電阻R4經(jīng)LED指示燈 到零線構(gòu)成LED指示燈驅(qū)動電流回路。 微控制器為12位A/D單片機(jī)HT46R065，控制輸入端口 4腳接至用電器工作狀態(tài)檢 測電路，控制輸出端口 10腳接到R4到LED指示燈驅(qū)動電流回路，11腳上接到R6到開關(guān)控 制電路。 本實用新型直接采用220V交流電經(jīng)過保護(hù)電路即防雷、抗沖擊、過壓保護(hù)、過流 保護(hù)、抗干擾后向微控制器主控電路安全供電，主要分為兩條電流回路，且回路電流共零 線一路流經(jīng)可控開關(guān)以安全可控的220V向插座上的用電器供電。 一路經(jīng)保護(hù)電路和電源 電路，降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后向微控制器主控電路供電。 本實用新型采用節(jié)能控制設(shè)計，采用分離微電壓方式對插座上用電器進(jìn)行工作情 況檢測，用電器工作狀態(tài)檢測電路取得模擬電壓信號，信號經(jīng)濾波后由微控制器片內(nèi)12位 A/D采樣，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，微控制器根據(jù)數(shù)字信號以準(zhǔn)確判斷插座上用電器 的工作情況，如果用電器工作，則微控制器控制閉合開關(guān)向用電器一直供電，如果用電器關(guān) 閉，則微控制器采用脈動方式斷開開關(guān)，實現(xiàn)待機(jī)節(jié)能，并伴LED指示燈光提示微控制器工 作狀態(tài)。同時在用電器停止工作時，插座上開關(guān)采用脈動方式實現(xiàn)了開機(jī)智能檢測，滿足用 戶開機(jī)時，插座能自動上電實現(xiàn)智能開機(jī)功能。 本實用新型的工作原理如下 用電器工作狀態(tài)檢測電路取得模擬電壓信號，模擬信號經(jīng)過鉗位，濾波處理后，由 微控制器片內(nèi)12位A/D采樣，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，以精確判斷插座上用電設(shè)備工 作狀態(tài)，如果負(fù)載用電器正常工作，微控制器控制持續(xù)打開開關(guān)供電，如果負(fù)載用電器關(guān) 閉，用電器工作狀態(tài)檢測電路檢測到此信號后，微控制器控制以脈動方式關(guān)閉開關(guān)，達(dá)到節(jié) 能的目的。 采用脈動方式關(guān)閉開關(guān)的設(shè)計既滿足節(jié)能的目的，同時又實現(xiàn)了脈動掃描檢測插 座上用電器關(guān)機(jī)后是否有開機(jī)動作， 一旦有開機(jī)動作發(fā)生，則脈動檢測到，恢復(fù)打開開關(guān)向 用電器供電，從而實現(xiàn)了無需手動接觸插座按鍵就能自動開機(jī)的功能。
權(quán)利要求一種全自動節(jié)能型智能插座，包括插頭、可控開關(guān)和負(fù)載插孔，其特征在于還包括電源電路和控制電路，所述控制電路包括微控制器主控電路、開關(guān)控制電路和用電器工作狀態(tài)檢測電路，電源電路的輸入端分別與插頭的火線和零線連接，電源電路的輸出端與微控制器主控電路連接，可控開關(guān)設(shè)置在火線上并與開關(guān)控制電路連接，微控制器主控電路與開關(guān)控制電路連接，微控制器主控電路經(jīng)開關(guān)控制電路控制可控開關(guān)的開啟和閉合，微控制器主控電路與設(shè)置在火線上的用電器工作狀態(tài)檢測電路連接，微控制器主控電路經(jīng)用電器工作狀態(tài)檢測電路控制判斷用電器負(fù)載工作狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于還包括設(shè)置在火線上 的保護(hù)電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于還包括LED指示燈，LED指示燈經(jīng)LED指示燈驅(qū)動電流回路與微控制器主控電路連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于所述電源電路 的結(jié)構(gòu)為與保護(hù)電路連接的共模電感Tl的火線端與電阻Rl、電容C2及接線孔J2的2腳 相連接，電阻R1與電容C2并聯(lián)后與并聯(lián)的電阻R2和電阻R3串聯(lián)接入電路中，電阻R2和 電阻R3的另一端與二極管D2的1腳相接，二極管Dl的2腳接二極管D2的1腳到零線，電 感Ll邊接到二極管D2的2腳和三端穩(wěn)壓管Ul的1腳之間，電容C3、穩(wěn)壓二極管VDW和電 容C4順序并聯(lián)后接在二極管D2和三端穩(wěn)壓管Ul之間再連接到零線，三端穩(wěn)壓管Ul的2 腳接零線，三端穩(wěn)壓管3腳輸出VCC電源向微控制器主控電路供電，電容C5和電容C20接 在三端穩(wěn)壓管Ul的3腳和零線之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于所述微控制器 主控電路的結(jié)構(gòu)為晶振XTAL接在微控制器U2的14和15腳之間，電容C7接在微控制器 U2的12腳和零線之間濾波微控制器電源，電阻R5和電容CIO串連接在VCC和零線之間，電 阻R5和電容C10串公共端接到微控制器U2的13腳構(gòu)成微控制器U2的RC復(fù)位電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于所述開關(guān)控制 電路的結(jié)構(gòu)為開關(guān)管VS1將電阻Rll連接到零線構(gòu)成可控制的用電器電流回路，電阻R6 一端接微控制器U2的11腳，電阻R6另一端接三級管Ql基極，三級管Ql集電極接VCC，三 級管Ql發(fā)射極將電阻R7連接到開關(guān)管VS1，電阻R10和電容Cll串聯(lián)后夸接在開關(guān)管VS1 兩端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于所述用電器工 作狀態(tài)檢測電路的結(jié)構(gòu)為電阻R9 —端接在開關(guān)管VS1和電阻Rll之間，另一端接到微控 制器U2的4腳，電容C6連接在電阻Rll和微控制器U2的4腳間對模擬信號濾波，二極管 D5， D7分別接在VCC和零線到微控制器U2的4腳間構(gòu)成模擬信號的分壓電壓鉗位保護(hù)微 控制器U2的4腳I/O 口 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于所述保護(hù)電路的結(jié)構(gòu) 為220V交流電通過接口 J1，在火線上串接保險絲F1，保險絲F1和壓敏電阻RV1 —端，電 容Cl 一端，以及共模電感Tl相連接，壓敏電阻RV1和電容Cl并聯(lián)后的另一端接到零線。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于所述LED指示燈驅(qū)動 電流回路的結(jié)構(gòu)為微控制器U2的10腳接電阻R4經(jīng)LED指示燈到零線構(gòu)成LED指示燈驅(qū) 動電流回路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的全自動節(jié)能型智能插座，其特征在于所述微控制器為12 位A/D單片機(jī)HT46R065，控制輸入端口 4腳接至用電器工作狀態(tài)檢測電路，控制輸出端口 10腳接到R4到LED指示燈驅(qū)動電流回路，11腳上接到R6到開關(guān)控制電路。
專利摘要本實用新型公開了一種全自動節(jié)能型智能插座，其控制電路包括微控制器主控電路、開關(guān)控制電路和用電器工作狀態(tài)檢測電路，電源電路的輸入端分別與插頭的火線和零線連接，電源電路的輸出端與微控制器主控電路連接，可控開關(guān)設(shè)置在火線上并與開關(guān)控制電路連接，微控制器主控電路與開關(guān)控制電路連接，微控制器主控電路經(jīng)開關(guān)控制電路控制可控開關(guān)的開啟和閉合，微控制器主控電路與設(shè)置在火線上的用電器工作狀態(tài)檢測電路連接，微控制器主控電路經(jīng)用電器工作狀態(tài)檢測電路控制判斷用電器負(fù)載工作狀態(tài)。本實用新型在用電器關(guān)機(jī)后插座會自動斷電，消除插座上用電器待機(jī)耗能，可有效防止在雷雨天氣用電器被雷擊，有效抑制過電壓，消除雷擊感應(yīng)之患。
文檔編號H01R13/66GK201466359SQ20092008233
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者何丹 申請人:四川華壹電子科技有限公司