專利名稱：單相智能節(jié)電保護控制插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于節(jié)電保護控制領(lǐng)域，尤其是一種單相智能節(jié)電保護控制插座。
背景技術(shù)：
在家庭或辦公室的用電系統(tǒng)或用電設(shè)備上出現(xiàn)電能資源的浪費，主要有三 方面的原因(1)存在瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾問題，(2)存在用電系統(tǒng) 或用電設(shè)備超過額定電壓以上的過剩能耗問題，(3)存在用電設(shè)備待機能耗的 問題。正是由于存在上述問題，使得用電系統(tǒng)的用電效率嚴重下降，造成電能 資源的浪費，同時對家庭或辦公室的用電系統(tǒng)或用電設(shè)備產(chǎn)生嚴重的沖擊破壞 作用。為了節(jié)約電能資源并對各種用電系統(tǒng)或用電設(shè)備進行保護，可在用電系 統(tǒng)中安裝家用節(jié)電器或節(jié)電插座來解決。家用節(jié)電器按電學(xué)原理基本分為三大 類型 一為系統(tǒng)型節(jié)電器，能夠抑制瞬變浪涌并提高末端功率因數(shù)；二為濾波 補償型節(jié)電器，能夠濾除或補償諧波和補償無功的；三為調(diào)壓型節(jié)電器，能夠 降低用電系統(tǒng)或用電設(shè)備超過額定電壓以上的過剩能耗。節(jié)電插座按功能基本 分為三大類型 一為傳統(tǒng)的普通型，僅用于電氣連接之用；二為保護型，其功 能主要是抑制瞬變浪涌(包括雷電)；三為節(jié)電型，其主要功能是延時斷電， 用于家用電器在待機狀態(tài)下自動切斷電源從而消除待機電耗。上述各類型的節(jié) 電器或插座均有其各自的功能特性，同時也存在各自的局限性，若僅使用一種 類型的節(jié)電器或節(jié)電插座均不能達到最佳的節(jié)電效果以及對用電設(shè)備的有效 保護作用，若將多種類型的節(jié)電器或節(jié)電插座同時用在一個用電系統(tǒng)或用電設(shè) 備上，又增加了用戶的投資成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、節(jié)約用戶投 資并且能實現(xiàn)最佳節(jié)電效果及對用電系統(tǒng)保護功能的單相智能節(jié)電保護控制 插座。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種單相智能節(jié)電保護控制插座，由插座殼體及其內(nèi)部的節(jié)電保護控制電 路構(gòu)成，在插座殼體一側(cè)上設(shè)置有包括火線、零線及地線的電源輸入線，該電 源輸入線與節(jié)電保護控制電路相連接，節(jié)電保護控制電路包括瞬變浪涌抑制單 元、濾波補償單元、檢測顯示控制單元、第一電流互感器(CT1)、第二電流互感器(CT2)，在火線與地線之間連接一瞬變浪涌抑制單元，在火線與零線之間 連接一濾波補償單元，在濾波補償單元輸出端的火線與零線之間并聯(lián)有檢測顯 示控制單元、主控插孔和受控插孔，檢測顯示控制單元的輸入端還分別與火線 及零線上安裝的第一電流互感器(CT1)、第二電流互感器(CT2)相連接，檢 測顯示控制單元的顯示輸出端與插座殼體上的顯示屏相連接，在主控插孔和受 控插孔之間還連接一由檢測顯示控制單元控制的受控開關(guān)(K)，在濾波補償單 元后端與受控插孔之間還連接一旁路開關(guān)(Jl)。
而且，所述的檢測顯示控制單元由微處理器、采樣放大電路、延時控制器 連接構(gòu)成，微處理器的兩個輸入端分別與第一采樣放大電路和第二采樣放大電 路的輸出端相連接，第一采樣放大電路和第二采樣放大電路的輸入端分別與第 一電流互感器(CT1)和第二電流互感器(CT2)的輸出端相連接，微處理器通 過輸出接口與能夠控制受控開關(guān)(K)的延時控制器相連接，微處理器還通過 輸出接口與安裝在插座殼體上的顯示屏相連接。
而且，所述的微處理器還通過輸出接口與安裝在插座殼體上的指示燈相連接。
而且，所述的第一采樣放大電路和第二采樣放大電路均由采樣電阻和運算 放大器連接構(gòu)成，所述的采樣電阻采用的是1206精密電阻，所述的運算放大 器采用的是AD8604芯片。
而且，所述的微處理器為AVR系列的ATMEGA8-8AU芯片，所述的第一電流 互感器(CT1)和第二電流互感器(CT2)均為ZMCT103C。
而且，所述的濾波補償單元包括第一電感(Ll)、第一電容(Cl)和第二 電感(L2)，第一電感(L1)串聯(lián)在火線上，其后端分別與第一電流互感器(CT1) 和第一電容(Cl)相連接，第一電容(Cl)與第二電感(L2)串聯(lián)在一起，第 二電感(L2)的另一端與連接到零線上并與第二電流互感器(CT2)相連接。
而且，所述的瞬變浪涌抑制單元為壓敏電阻或瞬變浪涌抑制器件。
而且，所述的火線和零線之間還并聯(lián)有常通插孔。
而且，所述的受控插孔的個數(shù)為l 6 。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是
1、本節(jié)電保護控制插座將瞬變浪涌抑制單元、諧波補償單元、檢測顯示 控制單元有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)了將各種節(jié)電器及節(jié)電插座功能特性集成在 一起并嵌入在插座內(nèi)，有效地清除了瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾，降低了這 些電力垃圾所引起的電耗增加，提高了整個用電系統(tǒng)或用電設(shè)備的用電效率，降低了過剩電耗，同時也消除了用電設(shè)備的待機電耗，其節(jié)電率一般高達30%、 電力垃圾(諧波、瞬變、浪涌)清除率可達到35%以上。
2、 本節(jié)電保護插座通過抑制電網(wǎng)中的瞬變、浪涌等電力垃圾，保護了用 電設(shè)備不受其干擾、損壞，提高了用電質(zhì)量，保證了用電系統(tǒng)或用電設(shè)備的穩(wěn) 定運行，延長了用電設(shè)備的使用壽命，降低了用電設(shè)備的故障率及維修費用， 達到了對用電系統(tǒng)或用電設(shè)備節(jié)電和保護的雙重功效。
3、 本節(jié)電保護插座可應(yīng)用在家庭和辦公室里，在插座上設(shè)置有主控插孔 和受控插孔，通過檢測顯示控制單元可以檢測主控插孔上的主控設(shè)備狀態(tài)并控 制受控開關(guān)(K)的連通或斷開，有效地消除了受控插孔上的待機電耗，該插 座可以作為家庭和辦公室所用電腦、電視、分體空調(diào)、冰箱等電器的必用配件， 具有功能全、性能優(yōu)、價格低、用途廣泛的特點。
4、 本節(jié)電保護插座上設(shè)有顯示屏和指示燈，通過顯示屏能夠直觀地觀察 連接在插座上的用電設(shè)備正在運行或待機時的電流、功率等電氣參數(shù)，通過指 示燈可以直觀地看出當前的受控狀態(tài)，使用戶對于節(jié)電情況一目了然，更具有 實用性及方便性。
5、 本節(jié)電保護插座上設(shè)有以旁路開關(guān)，該旁路開關(guān)的兩端連接在濾波補 償單元后端與受控插孔之間，當該旁路開關(guān)閉合時，本節(jié)電保護插座可以將受 控插孔作為普通插孔使用，具有靈活設(shè)置的特點。
6、 本發(fā)明有效地將各種類型節(jié)電器和節(jié)電插座的功能集成在一起，有效 地清除了瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾，提高了功能因數(shù)，降低了過剩能耗， 消除了待機電耗，具有節(jié)電率及性價比高、功能全、用途廣泛的特點，可廣泛 應(yīng)用于家庭、辦公室等2加V交流用電系統(tǒng)中。


圖l是本發(fā)明的外觀主視圖2是單相智能節(jié)電保護控制插座的電路原理框圖； 圖3是檢測顯示控制單元的電路原理框圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。
一種單相智能節(jié)電保護控制插座，如圖l所示，由插座殼體2及其內(nèi)部的 節(jié)電保護控制電路構(gòu)成。在插座殼體一側(cè)設(shè)置有電源輸入線l，該電源輸入線 包括火線、零線及地線，該電源輸入線與節(jié)電保護控制電路相連接；在插座殼 體上設(shè)有常通插孔3、主控插孔4和受控插孔6，其中受控插孔的個數(shù)為1 6，在本實施例中，受控插孔的數(shù)量為3個；在插座殼體上還設(shè)有顯示屏5和指示燈7，該顯示屏能夠顯示用電設(shè)備在運行或待機時的電流、功率等電氣 參數(shù)，通過指示燈的亮滅能夠直觀地顯示出當前的受控狀態(tài)；在插座殼體上設(shè) 有旁路開關(guān)8，通過該旁路開關(guān)的開啟/閉合來設(shè)置本節(jié)電保護控制插座的工 作模式節(jié)電保護控制模式和普通模式，在節(jié)電保護控制模式下，本節(jié)電保護 控制插座具有全功能的節(jié)電保護控制功能；在普通模式下，本保護控制插座可 以作為一個普通插座來使用。
插座殼體內(nèi)的節(jié)電保護控制電路，如圖2所示，由瞬變浪涌抑制單元9、 濾波補償單元10、檢測顯示控制單元、第一電流互感器(CT1)、第二電流互 感器(CT2)和旁路開關(guān)(Jl)連接構(gòu)成，電源輸入線中的火線、零線及地線 與節(jié)電保護控制電路相連接，在火線與地線之間連接一瞬變浪涌抑制單元，在 火線與零線之間連接一濾波補償單元，在濾波補償單元輸出端的火線與零線之 間并聯(lián)有檢測顯示控制單元、常通插孔、主控插孔和受控插孔，檢測顯示控制 單元的輸入端還分別與火線及零線上安裝的第一電流互感器(CT1)、第二電流 互感器(CT2)相連接，檢測顯示控制單元的顯示輸出端與插座殼體上的顯示 屏相連接，在主控插孔和受控插孔之間還連接一由檢測顯示控制單元控制的受 控開關(guān)(K)，該受控開關(guān)的連通或斷開可以控制受控插孔的電源通斷；在濾波 補償單元后端與受控插孔之間還連接一旁路開關(guān)(Jl)。
節(jié)電保護控制電路中的瞬變浪涌抑制單元可以使用壓敏電阻，也可以使用 P6KE260A或1.5K260A或5KP浪涌抑制器件，對瞬變浪涌進行抑制，對雷擊產(chǎn) 生的瞬間高壓進行保護，在本實施例中，瞬變浪涌抑制單元使用的是壓敏電阻 (RV)。
節(jié)電保護控制電路中的濾波補償單元包括第一電感(Ll)、第一電容(Cl) 和第二電感(L2)，第一電感(Ll)串聯(lián)在火線上，其后端分別與第一電流互 感器(CT1)和第一電容(Cl)相連接，第一電容(Cl)與第二電感(L2)串 聯(lián)在一起，第二電感(L2)的另一端與連接到零線上并與第二電流互感器(CT2) 相連接。該濾波補償單元不僅實現(xiàn)自動跟蹤補償諧波，還可實現(xiàn)自動跟蹤補償 無功的功能。
節(jié)電保護控制電路中的檢測顯示控制單元，如圖3所示，由微處理器、第 一采樣放大電路、第二采樣放大電路及延時控制器構(gòu)成，微處理器的兩個輸入 端分別與第一采樣放大電路和第二采樣放大電路的輸出端相連接，第一采樣放 大電路和第二采樣放大電路的輸入端分別與第一電流互感器(CT1)和第二電 流互感器(CT2)的輸出端相連接，該第一采樣放大電路和第二采樣放大電路均由采樣電阻和運算放大器連接構(gòu)成；微處理器通過輸出接口與能夠控制受控
開關(guān)a)的延時控制器相連接，微處理器還分別通過輸出接口與安裝在插座
殼體上的顯示屏及指示燈相連接。在上述電路中，第一電流互感器(CT1)和 第二電流互感器(CT2)分別連接在火線上和零線上并輸出感應(yīng)電流，該感應(yīng) 電流分別連接到第一采樣放大電路和第二采樣放大電路的輸入端，由采樣電阻 進行采集并由運算放大器放大輸入給微處理器，微處理器處理后可以通過延時 控制器來控制受控開關(guān)的連通或斷開。在本實施例中，微處理器采用的是AVR 系列的ATMEGA8-8AU芯片，第一電流互感器(CT1)和第二電流互感器(CT2) 采用的是南京擇明電子有限公司的ZMCT103C,第一采樣放大電路和第二采樣 放大電路中的采樣電阻采用的是百分之一精度的1206精密電阻，所述的運算 放大器采用的是無相位移功能為AD8604芯片。
檢測顯示控制單元采用模塊設(shè)計，通過兩個電流互感器和兩個采樣放大電 路可以檢測出火線及零線上的感應(yīng)電流并傳輸給微處理器，由微處理器通過延 時控制器控制受控開關(guān)(K)的連通或斷開，從而實現(xiàn)對受控插孔電源的通斷 處理，有效地消除了待機耗電的情況，例如，將電腦電源插在主控插孔上，將 顯示器、打印機、音箱等插在受控插孔上，當檢測顯示控制單元通過電流互感 器和采樣放大電路檢測到主控插孔上的電腦關(guān)閉時，等待一段延時時間(如3 分鐘)后通過延時控制器控制受控開關(guān)斷開受控插孔上的電源，使得受控插孔 上的顯示器、打印機、音箱等電源全部斷開，從而消除了待機電耗。
本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案 得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1、一種單相智能節(jié)電保護控制插座，由插座殼體及其內(nèi)部的節(jié)電保護控制電路構(gòu)成，在插座殼體一側(cè)上設(shè)置有包括火線、零線及地線的電源輸入線，該電源輸入線與節(jié)電保護控制電路相連接，其特征在于節(jié)電保護控制電路包括瞬變浪涌抑制單元、濾波補償單元、檢測顯示控制單元、第一電流互感器(CT1)、第二電流互感器(CT2)，在火線與地線之間連接一瞬變浪涌抑制單元，在火線與零線之間連接一濾波補償單元，在濾波補償單元輸出端的火線與零線之間并聯(lián)有檢測顯示控制單元、主控插孔和受控插孔，檢測顯示控制單元的輸入端還分別與火線及零線上安裝的第一電流互感器(CT1)、第二電流互感器(CT2)相連接，檢測顯示控制單元的顯示輸出端與插座殼體上的顯示屏相連接，在主控插孔和受控插孔之間還連接一由檢測顯示控制單元控制的受控開關(guān)(K)，在濾波補償單元后端與受控插孔之間還連接一旁路開關(guān)(J1)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相智能節(jié)電保護控制插座，其特征在于所 述的檢測顯示控制單元由微處理器、采樣放大電路、延時控制器連接構(gòu)成， 微處理器的兩個輸入端分別與第一采樣放大電路和第二采樣放大電路的輸出 端相連接，第一采樣放大電路和第二采樣放大電路的輸入端分別與第一電流 互感器(CT1)和第二電流互感器(CT2)的輸出端相連接，微處理器通過輸 出接口與能夠控制受控開關(guān)(K)的延時控制器相連接，微處理器還通過輸出 接口與安裝在插座殼體上的顯示屏相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相智能節(jié)電保護控制插座，其特征在于所 述的微處理器還通過輸出接口與安裝在插座殼體上的指示燈相連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相智能節(jié)電保護控制插座，其特征在于所 述的第一采樣放大電路和第二采樣放大電路均由采樣電阻和運算放大器連接 構(gòu)成，所述的采樣電阻采用的是1206精密電阻，所述的運算放大器采用的是 AD8604芯片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相智能節(jié)電保護控制插座，其特征在于所 述的微處理器為AVR系列的ATMEGA8-8AU芯片，所述的第一電流互感器(CT1) 和第二電流互感器(CT2)均為ZMCT103C。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相智能節(jié)電保護控制插座，其特征在于所 述的濾波補償單元包括第一電感(Ll)、第一電容(Cl)和第二電感(L2)，第一電感(Ll)串聯(lián)在火線上，其后端分別與第一電流互感器(CT1)和第一 電容(CI)相連接，第一電容(CI)與第二電感(L2)串聯(lián)在一起，第二電 感(L2)的另一端與連接到零線上并與第二電流互感器(CT2)相連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相智能節(jié)電保護控制插座，其特征在于所 述的瞬變浪涌抑制單元為壓敏電阻或瞬變浪涌抑制器件。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相智能節(jié)電保護控制插座，其特征在于所 述的火線和零線之間還并聯(lián)有常通插孔。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相智能節(jié)電保護控制插座，其特征在于所 述的受控插孔的個數(shù)為1 6。
全文摘要
本發(fā)明是一種單相智能節(jié)電保護控制插座，其技術(shù)特點是在節(jié)電保護控制電路的火線與地線輸入端之間連接一瞬變浪涌抑制單元，在火線與零線之間連接一濾波補償單元，在濾波補償單元輸出端的火線與零線之間并聯(lián)有檢測顯示控制單元、主控插孔和受控插孔，檢測顯示控制單元的輸入端還分別與火線及零線上安裝的電流互感器相連接，其顯示輸出端與插座殼體上的顯示屏相連接，在主控插孔和受控插孔之間連接一由檢測顯示控制單元控制的受控開關(guān)，在濾波補償單元后端與受控插孔之間連接一旁路開關(guān)。本發(fā)明設(shè)計合理，有效地清除了瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾，提高了功能因數(shù)，降低了過剩能耗，消除了待機電耗，具有節(jié)電率及性價比高、功能全、用途廣泛的特點。
文檔編號G05B19/04GK101609941SQ20091006985
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者李文斌 申請人:李文斌