專利名稱：一種能消除用電器待機(jī)能耗的智能插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及節(jié)電保護(hù)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種能消除用電器待機(jī)能耗的智能插座。
背景技術(shù)：
目前，由于用電系統(tǒng)存在電力垃圾、過剩能耗以及用電設(shè)備待機(jī)能耗等問題，不僅 對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生破壞作用，而且還會(huì)使用電效率嚴(yán)重下降，造成電能資源的浪費(fèi)。為了節(jié)約 電能資源并對(duì)各種用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，可在用電系統(tǒng)中安裝各種類型的節(jié)電器或節(jié)電插座 來解決，這些節(jié)電器或插座均有其各自的功能特性，同時(shí)也存在各自的局限性，若僅使用任 何一種節(jié)電器或節(jié)電插座均不能達(dá)到最佳的節(jié)電效果以及對(duì)用電設(shè)備的有效保護(hù)作用，若 將多種類型的節(jié)電器或節(jié)電插座同時(shí)用在一個(gè)用電系統(tǒng)，又增加了用戶的投資成本。另外， 隨著電視等用電器越來越多，其耗電量急劇增加，這不僅體現(xiàn)在電視等用電器工作時(shí)的電 能損耗，還體現(xiàn)在電視及與其相連接的DVD機(jī)、功能播放器等設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)下的電能損 耗，最根本的方法是將這些用電器徹底與電源斷開，方可徹底消除待機(jī)能耗，但是，由于電 視等設(shè)備的實(shí)際使用習(xí)慣及人們的認(rèn)識(shí)問題，這幾乎是不可能的，因此，電視等用電器的待 機(jī)能耗問題仍然無法得到有效解決，如何減少電器待機(jī)時(shí)的電耗且成本也低是業(yè)內(nèi)亟待解 決的一個(gè)技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有的節(jié)電裝置不能消除電器待機(jī)能耗的技術(shù)問題，提供一種 能消除用電器待機(jī)能耗的智能插座。為解決所述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種能消除用電器待機(jī)能 耗的智能插座，包括插座殼體、設(shè)置在該插座殼體上的并可與外部電器連接的插孔，該插孔 與外部包含火線、零線及地線的電源連接，其中，所述插孔包括主控插孔和受控插孔，還設(shè) 置有與該電源連接的節(jié)電保護(hù)控制電路，該節(jié)電保護(hù)控制電路包括電流互感器、相互并聯(lián) 在所述火線和零線之間的瞬變浪涌抑制單元和主控模塊，所述主控插孔、電流互感器和一 受控開關(guān)串聯(lián)后再與所述主控模塊并聯(lián)。其中，所述受控插孔與所述主控插孔、電流互感器并聯(lián)。其中，所述主控模塊包括微處理器、包括第一采樣放大電路和第二采樣放大電路 的運(yùn)算放大電路和與該微處理器連接的接收面板；所述第一采樣放大電路的輸出端與所述 微處理器的一個(gè)輸入端連接，所述第二采樣放大電路的輸出端與所述微處理器的另一個(gè)輸 入端連接，所述第一采樣放大電路的輸入端與所述電流互感器相連接。其中，所述第一采樣放大電路包括采樣電阻和運(yùn)算放大器，所述第二采樣放大電 路通過串聯(lián)一隔離電阻與所述微處理器連接。其中，所述的外部電器為電視。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將瞬變浪涌抑制單元、主控模塊和電流互感器等裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了將各種節(jié)電器及節(jié)電插座的功能特性集成在一起并嵌入在插 座內(nèi)，如應(yīng)用于電視供電插座中，能有效地清除了瞬變、浪涌等電力垃圾，降低了這些電力 垃圾所引起的電耗增加，提高了整個(gè)用電系統(tǒng)的用電效率，降低了過剩電耗，其節(jié)電率可高 達(dá)30%、電力垃圾(瞬變、浪涌)清除率可達(dá)到35%以上。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作出詳細(xì)的說明，其中

圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)例的連接示意圖；圖2為本實(shí)用新型的工作流程圖；圖3為本實(shí)用新型較佳實(shí)例的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種能消除用電器待機(jī)能耗的智能插座，包括插座殼體、設(shè)置在該插 座殼體上的并可與外部電器連接的插孔，該插孔與外部包含火線、零線及地線的電源連接， 插孔包括有主控插孔1和受控插孔2，還設(shè)置有與該電源連接的節(jié)電保護(hù)控制電路，該節(jié)電 保護(hù)控制電路包括電流互感器3、相互并聯(lián)在火線和零線之間的瞬變浪涌抑制單元4和主 控模塊5，主控插孔1、電流互感器3和一受控開關(guān)6串聯(lián)后再與主控模塊5并聯(lián)，受控插孔 2與串聯(lián)的主控插孔1、電流互感器3并聯(lián)。當(dāng)受控開關(guān)斷開時(shí)主控插孔及受控插孔就會(huì)斷 電，主控插孔和受控插孔的關(guān)系主控插孔控制著受控插孔是否斷開電源，受控插孔只能無 條件的接受主控插孔的斷開指令。主控模塊5包括微處理器51、包括第一采樣放大電路52和第二采樣放大電路53 的運(yùn)算放大電路、與該微處理器連接的接收面板54和延時(shí)控制器等；第一采樣放大電路的 輸出端與微處理器的一個(gè)輸入端連接，第二采樣放大電路的輸出端與微處理器的另一個(gè)輸 入端連接，第一采樣放大電路的輸入端與電流互感器相連接。微處理器51的PBO輸入端與 接收面板輸出端相連接，微處理器的PBl輸入端與接收面板上設(shè)置的一指示燈相連接。第 一采樣放大電路52包括采樣電阻和運(yùn)算放大器，第二采樣放大電路53通過串聯(lián)一隔離電 阻與微處理器連接。瞬變浪涌抑制單元4包括有兩個(gè)壓敏電阻，其一壓敏電阻安裝在火線 與地線之間，另一壓敏電阻安裝在零線與地線之間。電流互感器3用來獲取主控插孔上的電流并經(jīng)主控模塊控制受控開關(guān)，電流互感 器3連接在主控插孔支路上并輸出感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流連接到第一采樣放大電路的輸入 端，由采樣電阻進(jìn)行采集并由運(yùn)算放大器放大輸入給微處理器，微處理器處理后可以控制 受控開關(guān)的繼續(xù)連通或斷開，當(dāng)受控處于斷開時(shí)微處理器接通受控開關(guān)的信號(hào)是要通過接 收面板的信號(hào)來決定的。微處理器還通過其輸出接口與安裝在插座殼體上的一指示燈相連接，通過指示燈 的亮滅能夠直觀地顯示出當(dāng)前的插座的工作狀態(tài)。本實(shí)例采樣電阻為百分之一精度的100 歐精密電阻，運(yùn)算放大器采用的是LM358芯片，微處理器為AVR系列的ATMEGA8單片機(jī)，電 流互感器為ZMCT103系列互感器(南京擇明電子有限公司的ZMCT103C互感器)。接收面板工作方式，程序里有個(gè)參數(shù)值T，A。從紅外遙控器那接收過來的信息轉(zhuǎn) 換為高低電平，timerl計(jì)算兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔Tn與參數(shù)T比較，當(dāng)滿足Tn+A > T >Tn-A時(shí)，插座打開。偵測(cè)待機(jī)工作，通過檢測(cè)主控的電流來判斷主控是否進(jìn)入待機(jī)時(shí)間，主控的電流 偵測(cè)是通過ADC采樣然后求出電流均方根出來進(jìn)行判斷的，現(xiàn)在通過32k的采樣頻率，每
采出32個(gè)樣以后通過Irms = ((Il X 11+...........+132 X 132)/32)的開方公式求出，當(dāng)
Irms < I時(shí)就認(rèn)為主控已經(jīng)進(jìn)入待機(jī)時(shí)間，這時(shí)單片機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)掉插座把主，受控的待機(jī) 功耗全部關(guān)掉從而可以把插座上的用電設(shè)備的待機(jī)功耗降為零。單片機(jī)采用10位AD轉(zhuǎn) 換，這樣子采樣基準(zhǔn)電壓為+5V所以單片機(jī)的采樣分辨率為5/1024約等于5mV。根據(jù)我們 測(cè)試出來的結(jié)果顯示我們的方案采樣精度滿足要求。電源負(fù)載柜精度0.1級(jí)。測(cè)試方法， 電源負(fù)載柜輸出線穿過我們樣機(jī)的精密電流互感器回到電源負(fù)載柜的輸入端，然后逐個(gè)調(diào) 處以下電流值，待機(jī)電流顯示穩(wěn)定后讀取數(shù)值并記下讀數(shù)。主控模塊采用模塊設(shè)計(jì)，通過一個(gè)電流互感器和一個(gè)采樣放大電路可以檢測(cè)出主 控插孔支路感應(yīng)電流并傳輸給微處理器，由微處理器控制受控開關(guān)的繼續(xù)連通或斷開，從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)主控插孔及受控插孔電源的通斷處理，有效地消除了待機(jī)耗電的情況，例如，將電 視的電源插在主控插孔上，將DVD機(jī)、功能播放器等電源插在受控插孔上，當(dāng)主控模塊通過 電流互感器和采樣放大電路檢測(cè)到主控插孔上的電視機(jī)等設(shè)備關(guān)閉或待機(jī)時(shí)，等待一段延 時(shí)時(shí)間(如1分鐘)后，通過延時(shí)控制器控制受控開關(guān)斷開主控插孔和受控插孔上的電源， 使得主控插孔和受控插孔上的電視、DVD機(jī)、功能播放器等電源全部斷開，從而消除了待機(jī) 電耗。通過檢測(cè)主控插孔上的電流，可以判斷連接在主控插孔上的工作狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到主控 插孔上的電視機(jī)等設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)一段時(shí)間后，自動(dòng)將受控開關(guān)斷開，切斷連接在主控 插孔和受控插孔上的電視、DVD機(jī)、功能播放器等設(shè)備，有效地消除了待機(jī)能耗。為了更清 楚地說明本實(shí)用新型的工作過程，如圖2所示的流程圖。本實(shí)用新型有效地抑制電網(wǎng)中的瞬變、浪涌等電力垃圾，提高了用電質(zhì)量，保證了 電視機(jī)等設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)了電視機(jī)等設(shè)備的使用壽命，達(dá)到了對(duì)電視等設(shè)備的節(jié)電 和保護(hù)雙重功效。以上結(jié)合較佳實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了具體描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù) 人員可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或變化，這些變更和變化應(yīng)落入本實(shí)用新型保護(hù)的 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種能消除用電器待機(jī)能耗的智能插座，包括插座殼體、設(shè)置在該插座殼體上的并可與外部電器連接的插孔，該插孔與外部包含火線、零線及地線的電源連接，其特征在于所述插孔包括主控插孔(1)和受控插孔(2)，還設(shè)置有與該電源連接的節(jié)電保護(hù)控制電路，該節(jié)電保護(hù)控制電路包括電流互感器(3)、相互并聯(lián)在所述火線和零線之間的瞬變浪涌抑制單元(4)和主控模塊(5)，所述主控插孔(1)、電流互感器(3)和一受控開關(guān)(6)串聯(lián)后再與所述主控模塊(5)并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能插座，其特征在于所述受控插孔(2)與所述串聯(lián)的主 控插孔(1)、電流互感器⑶并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能插座，其特征在于所述主控模塊(5)包括微處理器 (51)、包括第一采樣放大電路(52)和第二采樣放大電路(53)的運(yùn)算放大電路和與該微處 理器連接的接收面板(54)；所述第一采樣放大電路的輸出端與所述微處理器的一個(gè)輸入 端連接，所述第二采樣放大電路的輸出端與所述微處理器的另一個(gè)輸入端連接，所述第一 采樣放大電路的輸入端與所述電流互感器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能插座，其特征在于所述微處理器(51)的PBO輸入端與 所述接收面板輸出端相連接，所述微處理器的PBl輸入端與所述接收面板上設(shè)置的一指示 燈相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能插座，其特征在于所述微處理器(51)還通過其輸出接 口與安裝在所述插座殼體上設(shè)置的一指示燈相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能插座，其特征在于所述第一采樣放大電路(52)包括采 樣電阻和運(yùn)算放大器，所述第二采樣放大電路(53)通過串聯(lián)一隔離電阻與所述微處理器 連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能插座，其特征在于所述采樣電阻為100歐的精密電阻， 所述的運(yùn)算放大器采用的是LM358芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能插座，其特征在于所述微處理器(51)為AVR系列的 ATMEGA8單片機(jī)，所述電流互感器(3)為ZMCT103系列互感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的智能插座，其特征在于所述瞬變浪涌抑制單元 (4)包括有兩個(gè)壓敏電阻，其一壓敏電阻安裝在火線與地線之間，另一壓敏電阻安裝在零線 與地線之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能插座，其特征在于所述的外部電器為電視。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種能消除用電器待機(jī)能耗的智能插座，包括插座殼體、設(shè)置在該插座殼體上的并可與外部電器連接的插孔，該插孔與外部包含火線、零線及地線的電源連接，其中，所述插孔包括主控插孔和受控插孔，還設(shè)置有與該電源連接的節(jié)電保護(hù)控制電路，該節(jié)電保護(hù)控制電路包括電流互感器、相互并聯(lián)在所述火線和零線之間的瞬變浪涌抑制單元和主控模塊，所述主控插孔、電流互感器和一受控開關(guān)串聯(lián)后再與所述主控模塊并聯(lián)。實(shí)現(xiàn)將瞬變浪涌抑制單元、主控模塊和電流互感器等裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了將各種節(jié)電器及節(jié)電插座的功能特性集成在一起并嵌入在插座內(nèi)，在電視應(yīng)用中節(jié)電率高達(dá)30％、電力垃圾清除率可達(dá)到35％以上。
文檔編號(hào)H01R13/717GK201656144SQ20102012547
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者盧杰榮 申請(qǐng)人:湖北萊克斯特科技有限公司