本發(fā)明屬于用電安全保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能通斷電控制電路及安全插座。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活越來越現(xiàn)代化，各種方面人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活的電器產(chǎn)品層出不窮。

然而，這些電器產(chǎn)品在給人們帶來美好的生活體驗(yàn)的同時(shí)也會(huì)造成一定的用電安全隱患，特別是通過市電或工業(yè)用電等高壓交流電源供電的電器產(chǎn)品，通常會(huì)由于使用不當(dāng)或者疏忽大意而導(dǎo)致使用者觸電，造成人員傷亡。目前市面上所使用的漏電保護(hù)開關(guān)，是利用通過人體的漏電電流來推動(dòng)保護(hù)開關(guān)，無法根除對(duì)人體的傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能通斷電控制電路及安全插座，旨在解決目前市面上所使用的漏電保護(hù)開關(guān)，是利用通過人體的漏電電流來推動(dòng)保護(hù)開關(guān)，無法根除對(duì)人體的傷害的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種智能通斷電控制電路，與交流電源的火線和零線連接、為用電負(fù)載供電，所述智能通斷電控制電路包括：

第一輸入端接所述火線、第二輸入端接所述零線，對(duì)輸入的交流電進(jìn)行降壓整流并通過其直流輸出端輸出直流電的降壓整流模塊；

電源端接所述直流輸出端、接地端接所述零線，根據(jù)其發(fā)射的超聲波檢測(cè)信號(hào)所反饋的檢測(cè)距離是否大于響應(yīng)閾值，來控制其電平輸出端輸出高/低電平 信號(hào)的超聲波檢測(cè)模塊；

輸入端接所述電平輸出端、電源端接所述直流輸出端，以將所述高/低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成通/斷電控制信號(hào)并通過其控制端輸出的電平轉(zhuǎn)換模塊；

輸入端接所述火線、輸出端接用電負(fù)載、控制端接所述電平轉(zhuǎn)換模塊的控制端，以根據(jù)所述通/斷電控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通/截止的交流電子開關(guān)。

優(yōu)選的，所述降壓整流模塊包括回路電阻R1、降壓電容C1、整流二極管D1、穩(wěn)壓管D2以及濾波電容C2，其中，降壓電容C1的一端為所述降壓整流模塊的第一輸入端、另一端與整流二極管D1的正極以及穩(wěn)壓管D2的負(fù)極共接，整流二極管D1的負(fù)極與濾波電容C2的正極共接構(gòu)成所述降壓整流模塊的直流輸出端，穩(wěn)壓管D2的正極與濾波電容C2的負(fù)極共接構(gòu)成所述降壓整流模塊的第二輸入端，回路電阻R1并聯(lián)在降壓電容C1的兩端。

優(yōu)選的，所述超聲波檢測(cè)模塊為超聲波芯片，其發(fā)射的超聲波檢測(cè)信號(hào)的頻率范圍為13MHZ～40MHZ，響應(yīng)閾值為25mm～75mm。

優(yōu)選的，所述電平轉(zhuǎn)換模塊包括NPN型三極管Q1、PNP型三極管Q2、偏置電阻R2和偏置電阻R3，其中，三極管Q1的基極接偏置電阻R2的一端、集電極為所述電平轉(zhuǎn)換模塊的電源端、集電極還經(jīng)偏置電阻R3接三極管Q2的基極，偏置電阻R2的另一端為所述電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，三極管Q2的發(fā)射極為所述電平轉(zhuǎn)換模塊的控制端，三極管Q1的發(fā)射極和三極管Q2的集電極共接構(gòu)成所述電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出端。

優(yōu)選的，所述電平轉(zhuǎn)換模塊還包括鉗位電容C3和負(fù)載電阻R4，其中，鉗位電容C3的一端與所述直流輸出端和所述超聲波檢測(cè)模塊的電源端共接、另一端接三極管Q1的集電極，負(fù)載電阻R4一端接所述直流輸出端、另一端與三極管Q2的發(fā)射極和所述交流電子開關(guān)的控制端共接。

優(yōu)選的，所述智能通斷電控制電路還包括連接在所述電平轉(zhuǎn)換模塊的控制端、所述交流電子開關(guān)的控制端以及所述零線之間的濾波模塊。

優(yōu)選的，所述濾波模塊包括電阻R5和電容C4，其中，電阻R5一端與所 述電平轉(zhuǎn)換模塊的控制端和所述交流電子開關(guān)的控制端共接、另一端接所述零線，電容C4并聯(lián)在電阻R5兩端。

優(yōu)選的，所述交流電子開關(guān)為雙向可控硅D3，其第一陽極、第二陽極和控制極分別對(duì)應(yīng)所述交流電子開關(guān)的輸入端、輸出端和控制端。

優(yōu)選的，所述智能通斷電控制電路還包括串聯(lián)在所述火線上的保險(xiǎn)絲。

本發(fā)明還提供一種安全插座，作為用電負(fù)載與交流電源之間的連接件，所述安全插座包括如前任一項(xiàng)所述的智能通斷電控制電路。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：

通過超聲波檢測(cè)模塊發(fā)射的超聲波檢測(cè)信號(hào)，來檢測(cè)人體與所述智能通斷電控制電路之間的距離，并根據(jù)反饋的檢測(cè)距離是否大于響應(yīng)閾值，來對(duì)交流電子開關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電源的智能通斷電控制，可以有效避免人體與交流電源的直接接觸，徹底根除了電流對(duì)人體的傷害，保證了用電安全；通過在交流電源與超聲波檢測(cè)模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊以及交流電子開關(guān)之間設(shè)置降壓整流模塊，用于對(duì)交流電源進(jìn)行降壓整流，為超聲波檢測(cè)模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊以及交流電子開關(guān)提供穩(wěn)定的直流電，以保證電路的正常運(yùn)行，提高電路的穩(wěn)定性；通過超聲波檢測(cè)模塊來檢測(cè)人體距離智能通斷電控制電路的距離，反應(yīng)靈敏、檢測(cè)精度高，可有效提高所述智能通斷電控制電路的靈敏度，從而有效保障用電安全；通過交流電子開關(guān)模塊來實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電源的通斷電控制，成本低廉且反應(yīng)靈敏；通過設(shè)置濾波模塊和鉗位電容C3，可有效濾除電路中的干擾雜波；偏置電阻R2、偏置電阻R3和負(fù)載電阻R4用于防止加在三極管Q1和三極管Q2上的信號(hào)源過載，保證其穩(wěn)定性；通過在火線上串聯(lián)保險(xiǎn)絲，可在電路電流過大時(shí)自動(dòng)斷開電源，保證電路安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的智能通斷電控制電路的基本結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供的智能通斷電控制電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的智能通斷電控制電路的基本結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的智能通斷電控制電路100，與交流電源200的火線L和零線N連接、為用電負(fù)載供電300，智能通斷電控制電路100包括降壓整流模塊10、超聲波檢測(cè)模塊20、電平轉(zhuǎn)換模塊30和交流電子開關(guān)40。

交流電源200是指電壓為110V/220V/380V、頻率為50HZ/60HZ的工頻交流電。本實(shí)施例中優(yōu)選電壓為220V、頻率為50HZ的工頻交流電。

降壓整流模塊10的第一輸入端接火線L、第二輸入端接零線N，對(duì)輸入的交流電進(jìn)行整流降壓并通過其直流輸出端輸出直流電。

超聲波檢測(cè)模塊20的電源端接降壓整流模塊10的直流輸出端、接地端接零線N、電平輸出端接電平轉(zhuǎn)換模塊30的輸入端，根據(jù)其發(fā)射的超聲波檢測(cè)信號(hào)所反饋的檢測(cè)距離是否大于響應(yīng)閾值，來控制其電平輸出端輸出高/低電平信號(hào)。

在具體應(yīng)用中，超聲波檢測(cè)模塊20發(fā)射的超聲波檢測(cè)信號(hào)的頻率范圍為13MHZ～40MHZ，響應(yīng)閾值為25mm～75mm。本實(shí)施例中，優(yōu)選平率范圍為27MHZ，響應(yīng)閾值為50mm的超聲波芯片。

電平轉(zhuǎn)換模塊30的輸入端接超聲波檢測(cè)模塊20的電平輸出端、電源端接降壓整流模塊10的直流輸出端、輸出端接零線N、控制端接交流電子開關(guān)40的控制端，以將超聲波檢測(cè)模塊20的電平輸出端輸出的高/低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成通/斷電控制信號(hào)并通過其控制端輸出。

交流電子開關(guān)40的輸入端接火線L、輸出端接用電負(fù)載300、控制端與降 壓整流模塊10的直流輸出端和電平轉(zhuǎn)換模塊30的控制端共接，以根據(jù)電平轉(zhuǎn)換模塊30的控制端輸出的通/斷電控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通/截止。

當(dāng)超聲波檢測(cè)模塊20檢測(cè)到人體距離智能通斷電控制電路100的距離＞50mm時(shí)，超聲波檢測(cè)模塊20的電平輸出端輸出高電平信號(hào)，使電平轉(zhuǎn)換模塊30的控制端輸出通電控制信號(hào)，從而使交流電子開關(guān)40導(dǎo)通，進(jìn)而使交流電源200的火線L與用電負(fù)載300接通，使用電負(fù)載300通電；

當(dāng)超聲波檢測(cè)模塊20檢測(cè)到人體距離智能通斷電控制電路100的距離≤50mm時(shí)，超聲波檢測(cè)模塊20的電平輸出端輸出低電平(0電平)信號(hào)，使電平轉(zhuǎn)換模塊30的控制端輸出斷電控制信號(hào)，從而使交流電子開關(guān)40截止，進(jìn)而使交流電源200的火線L與用電負(fù)載300斷開，使用電負(fù)載300斷電。

圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供的智能通斷電控制電路的電路原理圖。

如圖2所示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供的智能通斷電控制電路100中，降壓整流模塊10包括回路電阻R1、降壓電容C1、整流二極管D1、穩(wěn)壓管D2以及濾波電容C2，其中，降壓電容C1的一端為降壓整流模塊10的第一輸入端、另一端與整流二極管D1的正極以及穩(wěn)壓管D2的負(fù)極共接，整流二極管D1的負(fù)極與濾波電容C2的正極共接構(gòu)成降壓整流模塊10的直流輸出端，穩(wěn)壓管D2的正極與濾波電容C2的負(fù)極共接構(gòu)成降壓整流模塊10的第二輸入端，回路電阻R1并聯(lián)在降壓電容C1的兩端。

在本優(yōu)選實(shí)施例中，降壓整流模塊10的直流輸出端輸出的是電壓為6V的直流電，回路電阻R1的參數(shù)為1206封裝、標(biāo)稱阻值470KΩ、額定電壓1KV；降壓電容C1的參數(shù)為標(biāo)稱電容量0.47uF、額定電壓400V；濾波電容C2的參數(shù)為標(biāo)稱電容量200uF、額定電壓16V。

超聲波檢測(cè)模塊20為超聲波芯片U1，包括電源引腳VDD、輸出引腳OUT和接地引腳GND，分別對(duì)應(yīng)超聲波檢測(cè)模塊20的電源端、電平輸出端和接地端。

如圖2所示，在本優(yōu)選實(shí)施例中，電平轉(zhuǎn)換模塊30包括NPN型三極管Q1、 PNP型三極管Q2、偏置電阻R2和偏置電阻R3，其中，三極管Q1的基極接偏置電阻R2的一端、集電極為電平轉(zhuǎn)換模塊30的電源端、集電極還經(jīng)偏置電阻R3接三極管Q2的基極，偏置電阻R2的另一端為電平轉(zhuǎn)換模塊30的輸入端，三極管Q2的發(fā)射極為電平轉(zhuǎn)換模塊30的控制端，三極管Q1的發(fā)射極和三極管Q2的集電極共接構(gòu)成電平轉(zhuǎn)換模塊30的輸出端。

在本優(yōu)選實(shí)施例中，三極管Q1和三極管Q2均為STO23型封裝三極管，偏置電阻R2和偏置電阻R3均為0603型封裝電阻。

如圖2所示，在本優(yōu)選實(shí)施例中，電平轉(zhuǎn)換模塊30還包括鉗位電容C3和負(fù)載電阻R4，其中，鉗位電容C3的一端與降壓整流模塊10的直流輸出端和超聲波檢測(cè)模塊20的電源端共接、另一端接三極管Q1的集電極，負(fù)載電阻R4一端接降壓整流模塊10的直流輸出端、另一端與三極管Q2的發(fā)射極和交流電子開關(guān)40的控制端共接。

在本優(yōu)選實(shí)施例中，鉗位電容C3的參數(shù)為標(biāo)稱電容量47uF、額定電壓16V，負(fù)載電阻R4的參數(shù)為0603封裝、標(biāo)稱阻值3KΩ。

如圖2所示，在本優(yōu)選實(shí)施例中，智能通斷電控制電路100還包括連接在電平轉(zhuǎn)換模塊30的控制端、交流電子開關(guān)40的控制端以及零線N之間的濾波模塊50。

濾波模塊50包括電阻R5和電容C4，其中，電阻R5一端與電平轉(zhuǎn)換模塊30的控制端和交流電子開關(guān)40的控制端共接、另一端接零線N，電容C4并聯(lián)在電阻R5兩端。

在本優(yōu)選實(shí)施例中，電容C4的標(biāo)稱電容量為0.01uF，分壓電阻R5的參數(shù)為0603封裝、標(biāo)稱阻值1KΩ。

如圖2所示，在本優(yōu)選實(shí)施例中，交流電子開關(guān)40為雙向可控硅D3，其第一陽極、第二陽極和控制極分別對(duì)應(yīng)交流電子開關(guān)40的輸入端、輸出端和控制端。

智能通斷電控制電路100還包括串聯(lián)在火線L上的保險(xiǎn)絲F1。在本優(yōu)選實(shí) 施例中，保險(xiǎn)絲F1的參數(shù)為額定電壓250V，額定電流5A。

基于上述智能通斷電控制電路100，本發(fā)明的工作原理為：

交流電從火線L和零線N輸入，電路中的電流走向?yàn)椋?/p>

(1)火線L輸入電流經(jīng)保險(xiǎn)絲F1流向降壓電容C1、整流二極管D1、濾波電容C2回到零線N；

(2)零線N的回路電流經(jīng)穩(wěn)壓二極管D2、降壓電容C1或回路電阻R1、保險(xiǎn)絲F1回到火線L；

(3)當(dāng)交流電子開關(guān)D3導(dǎo)通時(shí)，火線L輸入電流經(jīng)保險(xiǎn)絲F1、交流電子開關(guān)D3流向用電負(fù)載的火線，然后經(jīng)用電負(fù)載的零線回到零線N；當(dāng)雙向可控硅D3截止時(shí)此路不通，無電流通過。

降壓模塊輸出的直流電的電流走向?yàn)椋?/p>

(1)直流輸出端輸出電流，流入超聲波檢測(cè)芯片U1的VDD引腳，經(jīng)OUT引腳輸出、經(jīng)GND引腳回到零線N(相當(dāng)于接地)，當(dāng)檢測(cè)到人體距離智能通斷電控制電路100的距離大于響應(yīng)閾值時(shí)，OUT引腳發(fā)出高電平信號(hào)，經(jīng)偏置電阻R2流向NPN型三極管Q1的基極，直流輸出端輸出的電流還經(jīng)鉗位電容C3流入三極管Q1的集電極，三極管Q1導(dǎo)通，電流經(jīng)三極管Q1的發(fā)射極回到零線，此時(shí)三極管Q1的集電極電流很大，經(jīng)偏置電阻R3流向PNP型三極管Q2的基極，對(duì)應(yīng)的使得三極管Q2的基極電壓很大(等于偏置電阻R3的電壓)；與此同時(shí)，直流輸出端輸出電流，經(jīng)負(fù)載電阻R4流向三極管Q2的發(fā)射極，此時(shí)三極管Q2的基極電壓大于其發(fā)射極電壓，三極管Q2截止，使得經(jīng)負(fù)載電阻R4流向三極管Q2的發(fā)射極的電流流向雙向可控硅D3的控制極，使其雙向?qū)?，從而使得火線L上的交流電可以流向用電負(fù)載；

(2)直流輸出端輸出電流，流入超聲波檢測(cè)芯片U1的VDD引腳，經(jīng)OUT引腳輸出、經(jīng)GND引腳回到零線N(相當(dāng)于接地)，當(dāng)檢測(cè)到人體距離智能通斷電控制電路100的距離小于或等于響應(yīng)閾值時(shí)，OUT引腳發(fā)出低電平(0電平)信號(hào)，使三極管Q1截止，對(duì)應(yīng)的使得三極管Q2的基極電壓為低電平(為 0電平)；與此同時(shí)，直流輸出端輸出電流，經(jīng)負(fù)載電阻R4流向三極管Q2的發(fā)射極，此時(shí)三極管Q2的基極電壓小于其發(fā)射極電壓，三極管Q2導(dǎo)通，使得經(jīng)負(fù)載電阻R4流向三極管Q2的發(fā)射極的電流經(jīng)其集電極回到零線N，使雙向可控硅D3的控制極為0電平，雙向截止，從而使得火線L上的交流電不能流向用電負(fù)載。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種安全插座，作為用電負(fù)載與交流電源之間的連接件，包括所述智能通斷電控制電路100。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。