專利名稱：節(jié)能自動斷電保護控制插座的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于節(jié)電保護控制領域，尤其涉及一種智能節(jié)電保護控制插座。
背景技術：
在家庭或辦公室的用電系統(tǒng)或用電設備上出現(xiàn)電能資源的浪費，主要有三方面的原因(I)存在瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾問題；(2)存在用電系統(tǒng)或用電設備超過額定電壓以上的過剩能耗問題； (3)存在用電設備待機能耗的問題。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)或用電設備產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；三為調壓型節(jié)電器，能夠降低用電系統(tǒng)或用電設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。上述各糞型的節(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)或用電設備上，又增加了用戶的投資成本。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種設計合理、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)保護功能的智能節(jié)電保護控制插座。本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的一種智能節(jié)電保護控制插座，由插座殼體及其內部的節(jié)電保護控制電路構成，在插座殼體一側上設置有包括相線、零線及地線的三芯電源輸入線，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(CTl)、第二電流互感器(CT2)，在相線與地線之間連接一瞬變浪涌抑制單元，在相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相線與零線之間并聯(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相線及零線上安裝的第一電流互感器(CTl)、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(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(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(CTl)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(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(CT l)和第二電流互感器(CT2)均為ZMCT103C。而且，所述的濾波補償單兀包括第一電感(LI)、第一電容(Cl)和第二電感(L2),第一電感(LI)串聯(lián)在相線上，其后端分別與第一電流互感器(CTl)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，所述的相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為I N。本實用新型具備的優(yōu)點I、本智能節(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，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)或用電設備的用電效率，降低了過剩電耗，同時也消除了用電設備的待機電耗，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、本智能節(jié)電保護控制插座通過抑制電網中的瞬變、浪涌等電力垃圾，保護了用電設備不受其干擾、損壞，提高了用電質量，保證了用電系統(tǒng)或用電設備的穩(wěn)定運行，延長了用電設備的使用壽命，降低了用電設備的故障率及維修費用，達到了對用電系統(tǒng)或用電設備節(jié)電和保護的雙重功效。3、本智能節(jié)電保護控制插座可應用在家庭和辦公室里，在插座上設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備狀態(tài)并控制受控開關(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、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。同時設有常通插座，可提供那些常通使用的電器不受限制的正常使用。4、本智能節(jié)電保護控制插座上設有顯示屏和指示燈，通過顯示屏能夠直觀地觀察連接在插座上的用電設備正在運行或待機時的電流、功率等電氣參數，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、本智能節(jié)電保護控制插座上設有以芳路開關，該芳路開關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，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，可廣泛應用于家庭、辦公室等220V交流用電系統(tǒng)中。
圖I是本發(fā)明的外觀主視圖；圖2是智能節(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。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。一種智能節(jié)電保護控制插座，如圖I所示，由插座殼體2及其內部的節(jié)電保護控制電路構成。在插座殼體一側設置有電源輸入線I，該電源輸入線包括相線、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為I n個，在本實施例中，受控插孔的數量為6個；在插座殼體上還設有顯示屏5和指示燈7，該顯示屏能夠顯示用電設備在運行或待機時的電流、功率等電氣參數，通過指示燈的亮滅能夠直觀地顯示出當前的受控狀態(tài)；在插座殼體上設有旁路開關8，通過該旁路開關的開啟/閉合來設置本節(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，本智能節(jié)電保護控制插座可以作為一個普通插座來使用。插座殼體內的節(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(Jl)連接構成，電源輸入線中的相線、零線及地線與節(jié)電保護控制電路相連接，在相線與地線之間連接一瞬變浪涌抑制單元，在相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相線與零線之間并聯(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相線及零線上安裝的第一電流互感器(CTl)、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創(chuàng)的受控開關(K)，該受控開關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(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I. 5K260A或5KP浪涌抑制器件，對瞬變浪涌進行抑制，對雷擊產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(LI)、第一電容(Cl)和第二電感(L2)，第一電感(LI)串聯(lián)在相線上，其后端分別與第一電流互感器(CTl)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(CTl)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成；微處理器通過輸出接口與能夠控制受控開關(K)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(CTl)和第二電流互感器(CT2)分別連接在相線上和零線上并輸出感應電流，該感應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(CTl)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計，通過兩個電流互感器和兩個采樣放大電路可以檢測出相線及零線上的感應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(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閉時，等待一段延時時間(如60秒)后通過延時控制器控制受控開關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。
權利要求1.一種智能節(jié)電保護控制插座，由插座殼體及其內部的節(jié)電保護控制電路構成，在插座殼體一側上設置有包括相線、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(CTl)、第二電流互感器(CT2)，在相線與地線之間連接一瞬變浪涌抑制單元，在相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相線與零線之間并聯(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相線及零線上安裝的第一電流互感器(CTl)、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(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(Jl)。
2.根據權利要求I所述的智能節(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笫二采樣放大電路的輸入端分別與第一電流互感器(CTl)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(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.根據權利要求2所述的智能節(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.根據權利要求2所述的智能節(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.根據權利要求2所述的智能節(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(CTl)和第二電流互感器(CT2)均為ZMCT103C。
6.根據權利要求I所述的智能節(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(LI)、第一電容(Cl)和第二電感(L2),第一電感(LI)串聯(lián)在相線上,其后端分別與第一電流互感器(CTl)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。
7.根據權利要求I所述的智能節(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。
專利摘要本發(fā)明是一種智能節(jié)電保護控制插座，其技術特點是在節(jié)電保護控制電路的相線與地線輸入端之間連接一瞬變浪涌抑制單元，在相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相線與零線之間并聯(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相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，在濾波補償單元后端與受控插孔之間連接一旁路開關。本實用新型設計合理，有效地清除了瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾，提高了功能因數，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H02J3/18GK202495641SQ201120229108
公開日2012年10月17日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權日2011年7月1日
發(fā)明者王曉明 申請人:王曉明