一種帶有穩(wěn)壓器的usb接口智能插座的制作方法
【專利摘要】帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，包括設(shè)有兩孔接口、三孔接口和USB接口的插座本體，插座本體內(nèi)置主控板，所述的主控板設(shè)有MCU控制器、計(jì)量模塊、電源模塊、多路控制繼電器，計(jì)量模塊通過電流互感器和電壓互感器與市電連接用于采集供電電流和電壓，電源模塊與市電相連將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V直流電，電源模塊的輸出端與低壓差線性穩(wěn)壓器相連，低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出端分別與MCU控制器、計(jì)量模塊電性相連為其提供工作電源，多路控制繼電器的輸出端分別與兩孔接口、三孔接口和USB接口電性相連以分別控制其通、斷電。本實(shí)用新型提供了一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，以解決現(xiàn)有插座控制不穩(wěn)定，使用性能不穩(wěn)定的問題。
【專利說明】—種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于插座【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，家用電器已成為人們生活中的一個(gè)必不可少的設(shè)備，而插座作為一種電器設(shè)備與市電入口的一個(gè)重要轉(zhuǎn)換元件，其研發(fā)也越來越受到人們的重視。
[0003]目前，隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們?cè)O(shè)計(jì)了一種智能遠(yuǎn)程控制的插座，即用戶可通過遠(yuǎn)程自動(dòng)或手動(dòng)根據(jù)電器的充電狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)其輸出端口的開關(guān)，以達(dá)到遠(yuǎn)程控制計(jì)量充電電量的目的。而目前的大多數(shù)的智能遠(yuǎn)程控制插座如中國(guó)專利CN201320477422.9提供了一種智能電源插座，該智能電源插座包括中央處理器、電能計(jì)量模塊、WiFi模塊、控制開關(guān)、顯示模塊、輪顯按鍵和采樣電路，通過電能計(jì)量模塊計(jì)算電能，通過WiFi模塊的輸入信號(hào)控制控制開關(guān)的開啟和關(guān)閉，通過顯示模塊顯示電能等，功能多樣，且方便控制。但是，由于無論是中央處理器還是電能計(jì)量模塊或wifi模塊，其內(nèi)置的芯片須由直流電源驅(qū)動(dòng)，目前大多數(shù)的插座都是將市電220V的交流電源轉(zhuǎn)換為5V的低壓直流電以直接驅(qū)動(dòng)中央處理器、電能計(jì)量模塊或WIFI模塊，而在實(shí)際使用過程中，由于負(fù)載的變化，很容置導(dǎo)致交流電壓發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出電壓不穩(wěn)定，從而很容易導(dǎo)致中央處理器、電能計(jì)量模塊或WIFI模塊的燒毀，從而影響其使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，以解決現(xiàn)有插座控制不穩(wěn)定，使用性能不穩(wěn)定的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型之一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，包括設(shè)有兩孔接口、三孔接口和USB接口的插座本體，所述的插座本體內(nèi)置主控板,所述的主控板設(shè)有MCU控制器、計(jì)量模塊、電源模塊、多路控制繼電器，所述的計(jì)量模塊通過電流互感器和電壓互感器與市電連接用于采集供電電流和電壓，所述的電源模塊與市電相連將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V直流電，所述電源模塊的輸出端與一低壓差線性穩(wěn)壓器相連，所述低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出端分別與MCU控制器、計(jì)量模塊電性相連為其提供工作電源，所述的多路控制繼電器的輸出端分別與所述的兩孔接口、三孔接口和USB接口電性相連以分別控制其通、斷電，該多路控制繼電器的控制線圈與MCU控制器連接。
[0006]在上述方案的基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的低壓差線性穩(wěn)壓器包括運(yùn)算放大器、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第一電阻和第二電阻，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述的電源模塊相連，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與地相連，所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與基準(zhǔn)電壓輸入端相連。
[0007]在上述方案的基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的插座本體上設(shè)有LED顯示屏，所述的LED顯示屏通過設(shè)置在所述主控板上的狀態(tài)顯示電路與所述的MCU控制器電性相連。
[0008]在上述方案的基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的主控板還設(shè)有與MCU控制器電性連接的無線通信模塊，并且通過該無線通信模塊以無線方式與上位機(jī)連接，以控制每個(gè)USB接口的通、斷電。
[0009]在上述方案的基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的無線通信模塊為1.4G的zigbee模塊和WIFI模塊。
[0010]在上述方案的基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的MCU控制器型號(hào)為STM8S103。
[0011]在上述方案的基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的計(jì)量模塊為CSE7759單相多功能計(jì)量器。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:本實(shí)用新型的克服了傳統(tǒng)智能插座對(duì)中央處理器、計(jì)量模塊等供電不穩(wěn)定所引起的控制不穩(wěn)定的技術(shù)問題，藉由在電源模塊的輸出端連接一低壓差線性穩(wěn)壓器，電源模塊轉(zhuǎn)換后的電壓經(jīng)低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出分別為MCU控制器、計(jì)量模塊及電性相連其提供工作電源，以確保MCU控制器、計(jì)量模塊和多路控制繼電器的供電電壓穩(wěn)定性，從而有效避免負(fù)載變化對(duì)市電電壓的影響而引起的電源模塊轉(zhuǎn)換后電壓變化，以保證MCU控制器、計(jì)量模塊的正常供電，確保其正常工作，從而提供一種控制穩(wěn)定、計(jì)量準(zhǔn)確、且使用性能穩(wěn)定的帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座的立體結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的工作原理圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型的低壓差線性穩(wěn)壓器的電路原理圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型的MCU控制器的電路原理圖。
[0017]圖5是本實(shí)用新型的電源模塊的電路原理圖。
[0018]圖6是本實(shí)用新型的計(jì)量模塊的電路原理圖。
[0019]圖7是本實(shí)用新型的多路控制繼電器的部分電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型之技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，以下茲例舉實(shí)施例并配合附圖詳予說明。
[0021]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座一端接在交流電源線上，輸入220V交流電源，其另一端通過USB接口智能插座的兩孔接口 30、三孔接口 20和USB接口 40分別接入用電設(shè)備。
[0022]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2至7所示，本實(shí)用新型的一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，包括設(shè)有兩孔接口 30、三孔接口 20和USB接口 40的插座本體10，插座本體10內(nèi)置主控板，主控板上設(shè)有MCU控制器、計(jì)量模塊、電源模塊、多路控制繼電器，計(jì)量模塊通過電流互感器和電壓互感器與市電連接用于采集供電電流和電壓，電源模塊與市電相連將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V直流電，且電源模塊的輸出端與低壓差線性穩(wěn)壓器相連，低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出端分別與MCU控制器、計(jì)量模塊電性相連為其提供工作電源，多路控制繼電器的輸出端分別與兩孔接口 30、三孔接口 20和USB接口 40電性相連以分別控制其通、斷電，且該多路控制繼電器的控制線圈與MCU控制器連接，其中，多路控制繼電器的部分電路原理圖如圖6所示。
[0023]工作時(shí)，市電交流電經(jīng)過電流互感器和電壓互感器后，通過電流互感器和電壓互感器分別采集供電電壓和電流信息，并將所采集到的電壓值和電流值通過電路發(fā)送至計(jì)量模塊，作為本案的優(yōu)選方案，計(jì)量模塊優(yōu)選采用型號(hào)為CSE7759單相多功能計(jì)量器，請(qǐng)參閱圖6和圖4所示，本實(shí)用新型的CSE7759單相多功能計(jì)量器包括CSE7759芯片，CSE7759芯片的輸入端VIP、V2N、V3N分別接入經(jīng)電流互感器和電壓互感器后的市電交流電的火線、零線和地線，其輸出端CV-OUT、P-OUT分別與型號(hào)為STM8S103的MCU控制器相連，即將采集到的電壓和電流數(shù)據(jù)發(fā)送至STM8S103芯片；電源模塊輸入端與市交流電相連，通過電源模塊，其電源模塊的電路圖如圖5所示，將220V的市交流電轉(zhuǎn)換5V的直流電，并通過低壓差線性穩(wěn)壓器分別與MCU控制器、計(jì)量模塊電性相連，從而為MCU控制器和計(jì)量模塊提供穩(wěn)定的工作電源。
[0024]為了進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型的低壓差線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3所示，本實(shí)用新型的運(yùn)算放大器0ΡΜ、第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、第一電阻Rl和第二電阻R2，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極與電源模塊輸出端相連，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極與運(yùn)算放大器OPM的輸出端Vg相連，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極與第一電阻Rl的一端，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端與地GND相連，運(yùn)算放大器OPM的負(fù)輸入端與基準(zhǔn)電壓VREF相連。即當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生變化時(shí)，引起交流市電電壓產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，那么電源模塊轉(zhuǎn)化成的直流電壓也會(huì)因其發(fā)生變化，值低壓差線性穩(wěn)壓器則通過運(yùn)算放大器OPM和第一效應(yīng)管Ml將電源模塊輸入的電壓值與基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較后，通過第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml將產(chǎn)生的差值縮小，從而使得施加在MCU控制器、計(jì)量模塊內(nèi)的芯片上電壓保持在一個(gè)很小波動(dòng)內(nèi)，從而避免電壓過大或過小，燒毀MCU控制器或計(jì)量模塊，引發(fā)故障。
[0025]請(qǐng)參閱圖1所示，在插座本體10上設(shè)有LED顯示屏50，LED顯示屏50通過設(shè)置在主控板上的狀態(tài)顯示電路與MCU控制器電性相連。
[0026]優(yōu)選的，本實(shí)用新型的主控板還設(shè)有與MCU控制器電性連接的無線通信模塊，并且通過該無線通信模塊以無線方式與上位機(jī)連接，從而控制每個(gè)接口的通、斷電，且該無線通信模塊為2.4G的zigbee模塊和WIFI模塊。上述上位機(jī)優(yōu)選為電腦、手機(jī)或IPAD，即用戶可通過無線通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)主控板上的MCU控制器實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程控制，以實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程智能控制室內(nèi)電器的功能。
[0027]綜上所述，僅為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例，不以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡依本實(shí)用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆為本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，包括設(shè)有兩孔接口、三孔接口和USB接口的插座本體，所述的插座本體內(nèi)置主控板，所述的主控板設(shè)有MCU控制器、計(jì)量模塊、電源模塊、多路控制繼電器，所述的計(jì)量模塊通過電流互感器和電壓互感器與市電連接用于采集供電電流和電壓，所述的電源模塊與市電相連將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V直流電，所述電源模塊的輸出端與一低壓差線性穩(wěn)壓器相連，所述低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出端分別與MCU控制器、計(jì)量模塊電性相連為其提供工作電源，所述的多路控制繼電器的輸出端分別與所述的兩孔接口、三孔接口和USB接口電性相連以分別控制其通、斷電，該多路控制繼電器的控制線圈與MCU控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，其特征在于:所述的低壓差線性穩(wěn)壓器包括運(yùn)算放大器、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第一電阻和第二電阻，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述的電源模塊相連，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與地相連，所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與基準(zhǔn)電壓輸入端相連。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，其特征在于:所述的插座本體上設(shè)有LED顯示屏，所述的LED顯示屏通過設(shè)置在所述主控板上的狀態(tài)顯示電路與所述的MCU控制器電性相連。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，其特征在于:所述的主控板還設(shè)有與MCU控制器電性連接的無線通信模塊，并且通過該無線通信模塊以無線方式與上位機(jī)連接，以控制每個(gè)USB接口的通、斷電。
5.如權(quán)利要求4所述的帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，其特征在于:所述的無線通信模塊為2.4G的zigbee模塊和WIFI模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，其特征在于:所述的MCU控制器型號(hào)為STM8S103。
7.如權(quán)利要求1所述的一種帶有穩(wěn)壓器的USB接口智能插座，其特征在于:所述的計(jì)量模塊為CSE7759單相多功能計(jì)量器。
【文檔編號(hào)】H01R27/00GK204012006SQ201420454130
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】鄭朝森, 沈建良 申請(qǐng)人:杭州快恒科技有限公司