CN101106239A - 一种多功能插座 - Google Patents

Abstract

一种涉及电传导连接装置的多功能插座，包括插座面板，插座面板上具有常规电源插口，常规电源插口用于连接交流市电，其特征在于：所述的插座面板中还设置USB接口，插座面板内设置一个交直流转换模组，该交直流转换模组输入端连接交流市电，其输出端输出直流电，与USB接口相连；交直流转换模组包括整流滤波模块、调制降压模块、电流取样与保护模块、电压基准模块和反馈控制模块；插座面板上，位于USB接口处，设置一个可以开启或关闭的第一安全门或者位于常规电源插口处，设置一个可以开启或关闭的第二安全门，本发明在插座面板上的USB接口就可以用作电器的充电接口，增加了插座的功能。

Description

一种多功能插座

技术领域

本发明涉及电传导的连接装置，尤其涉及一种多功能插座。

背景技术

现有的插座，如图1A所示，一般都包括插座面板1，插座面板1上具有常规电源插口21’、22’，常规电源插口21’、22’用于连接交流市电，其中，常规电源插口22’带有两个火线插孔，与常规电源插口22’相比，常规电源插口21’的中间还带有一个地线插孔，插座可以安装于墙面上。如图1B所示，也包括一个常规电源插口21’，这个常规电源插口21’与图1A中的常规电源插口21’只是在插口的形状上有一定的差别，其原理是一致的。

现有的插座大多单纯地用于提供交流市电插口，功能较为单调。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能插座，以弥补现有技术中插座单纯地用于提供交流市电插口，功能较为单调的缺陷。

本发明所采用的多功能插座，包括插座面板，插座面板上具有常规电源插口，所述的常规电源插口用于连接交流市电，其特征在于：所述的插座面板中还设置USB接口，所述的插座面板内设置一个交直流转换模组，该交直流转换模组输入端连接交流市电，其输出端输出直流电，与USB接口相连。

所述的交直流转换模组包括整流滤波模块、调制降压模块、电流取样与保护模块、电压基准模块和反馈控制模块，整流滤波模块和调制降压模块依次相连，电流取样与保护模块和电压基准模块与反馈控制模块相连，反馈控制模块输出连接至调制降压模块，其中，

所述的整流滤波模块对输入的交流电进行整流、滤波处理，产生粗调直流电输出至调制降压模块；

所述的调制降压模块通过变压器和开关芯片，产生调制信号，再经整流、滤波输出二次直流电压至电流取样与保护模块和电压基准模块；

所述的电流取样与保护模块获取回路电流，并将过流信号传递至反馈控制模块，控制回路电流参数；

所述的电压基准模块将电压信号传递至反馈控制模块，通过该电压基准模块与反馈控制模块输出与标准USB接口的电参数相符的直流电压；

所述的反馈控制模块向调制降压模块返回电流、电压控制信号。

所述的插座面板上还安置指示灯，所述的指示灯显示所述交直流转换模组的工作状态。

所述的插座面板上，位于USB接口处，设置一个可以开启或关闭的第一安全门。

所述的第一安全门包括一块基板、一根弓型弹簧、一块滑盖和一对与滑盖相对应的内凹槽块，以及在插座面板表面所开设的USB槽口，其中，

所述的基板上安装USB接口，该基板固定扣设于插座面板之中；

所述的内凹槽块设置于基板的两侧，滑盖夹装于两个内凹槽块之间；

所述的弓型弹簧固定于基板的侧面，其端部抵顶滑盖侧端；

所述的USB槽口与USB接口、滑盖的位置相对应。

所述的滑盖末端外侧附设一根止挡条，所述的止挡条可与USB槽口的边缘相抵。

所述的插座面板内，位于常规电源插口处，设置一个可以开启或关闭的第二安全门。

所述的第二安全门包括一个对应于常规电源插口的地线插孔的滑块，和一个抵顶该滑块的线性弹簧，其中，

所述的滑块中间开设一个通孔，该通孔对应于常规电源插口的地线插孔处；

所述的滑块可遮挡常规电源插口的火线插孔；

外部插杆插入地线插孔和通孔后，所述的滑块平移，脱离火线插孔位置。

所述的滑块包括一主体块，其中，

所述的主体块中间开设一个斜通孔；

该主体块的一端附设一根凸杆，所述的线性弹簧套设于凸杆上；

该主体块的另一端的两侧均附设翼片，所述的两块翼片分别处于常规电源插口的两个火线插孔处。

本发明的有益效果为：在本发明中，插座面板中还设置USB接口，所述的插座面板内设置一个交直流转换模组，交直流转换模组输入端连接交流市电，其输出端输出直流电，与USB接口相连，这样，在插座面板上的USB接口就可以用作(具有USB插头的)电器的充电接口，增加了插座的功能。

在本发明中，在插座面板上，位于USB接口处，设置一个可以开启或关闭的第一安全门，以及在插座面板内，位于常规电源插口处，设置一个可以开启或关闭的第二安全门，可以防止意外的触电事故或毁损(例如，儿童由于好奇，将异物插入USB接口或者常规电源插口)，从而进一步提高本发明的安全性。

附图说明

图1A为现有技术的插座外观示意图；

图1B为现有技术的另一种插座外观示意图；

图2为本发明外观示意图；

图3为本发明背面内部结构示意图；

图4为本发明电路连接原理图；

图5为本发明交直流转换模组连接示意图；

图6为本发明指示灯电路连接示意图；

图7为本发明背面沿A-A剖面示意图；

图8为本发明第一安全门示意图；

图9为本发明背面沿B-B剖面示意图；

图10为本发明背面(第二安全门关闭)的立体示意图；

图11为本发明背面(第二安全门开启)的立体示意图；

图12为本发明抵顶滑块图外观示意图；

图13为本发明另一种插口应用的外观示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

根据图2、图3、图4、图5、图7，本发明包括插座面板1，如图2所示，插座面板1上设置常规电源插口2和USB接口3，常规电源插口2用于连接交流市电，如图3、图10和图11所示，插座面板1内设置一个交直流转换模组4，该交直流转换模组4输入端连接交流市电，其输出端输出直流电，与USB接口3相连，其间连接指示灯5。

如图4所示，常规电源插口2与交流市电直接相连，交直流转换模组4包括保险模块RF1、整流滤波模块41、调制降压模块42、电流取样与保护模块43、电压基准模块44和反馈控制模块45，保险模块RF1、整流滤波模块41和调制降压模块42依次相连，电流取样与保护模块43和电压基准模块44与反馈控制模块45相连，反馈控制模块45输出连接至调制降压模块42。

如图4和图5所示，整流滤波模块41对输入的交流电进行整流、滤波处理，产生粗调直流电输出至调制降压模块42，如图5所示，整流滤波模块41输入交流市电，经过二极管桥式整流，再通过LC滤波，在端点E、F输出粗调直流电至调制降压模块42。

如图4和图5所示，调制降压模块42通过变压器T2和脉宽调制芯片U1，产生调制集号，再经整流、滤波输出二次直流电压至电流取样与保护模块43和电压基准模块44。

如图5所示，该调制降压模块42中包括逆变回路、续流子模块、控制子模块、第二整流滤波子模块。

如图5所示，逆变回路包括高频变压器T2及其主绕组2～3，以及开关芯片U1，逆变回路把粗调直流电逆变成调制交流电，即：直流电流由正极经过高频变压器T2的主绕组2～3加在开关芯片U1(采用TNY274P)的漏极D端，该直流电流经过U1内部的开关管，由U1的源端S流出接电源的负极。该开关芯片U1内部的开关管以一定的频率ON/OFF动作，这样，变压器T2的主绕组2～3中就产生时断时通的脉冲电流，经过变压器T2的电磁感应，在T2的其它绕组中就会产生一定幅度的交变电压。

如图5所示，续流子模块包括续流二级管D5、限流电阻R2以及相并联的电阻R1和电容C4，在开关芯片U1内部的开关管OFF时候，会在T2主绕组中产生反电动势，该电动势经过续流二级管D5和限流电阻R2以及由电阻R1和电容C4构成的波形调整电路，形成电流回路，为主绕组中的反电动势的电能释放提供通道，同时，为副绕组提供负半周的电能。

如图5所示，控制子模块包括二极管D6、电容C5和电阻R3，二极管D6和电阻R3分别与变压器T2的副绕组4、5两端相连，电容C5连接于副绕组4、5的输出端之间，电阻R3连接至开关芯片U1(TNY274P)的BP/M端脚。

二极管D6、电容C5和电阻R3为开关芯片U1提供直流工作电源，输出电压的大小是由光藕U2A、U2B(采用PC817A)藕合过来的调整/误差信号控制。该开关芯片U1的开关管的ON/OFF的占空比，在脉宽调制模式下(开关频率不变)，满足调整电压大小和稳定电压的功能。

如图5所示，第二整流滤波子模块包括由二极管D7和电容C6组成的半波整流电路，以及滤波电容C7，半波整流电路连接于变压器T2的副绕组8、10回路中，滤波电容C7并接于副绕组8、10的两端，在端点M、N输出二次直流电压。

如图4所示，电流取样与保护模块43获取回路电流，并将过流信号传递至反馈控制模块45，控制回路电流参数，电压基准模块44将电压信号传递至反馈控制模块45，通过该电压基准模块44与反馈控制模块45输出与标准USB接口3的电参数相符的直流电压。反馈控制模块45向调制降压模块42返回电流、电压控制信号。

如图5所示，电流取样与保护模块43包括取样子模块和信号放大子模块，取样子模块包括电阻R7和电阻R8，信号放大子模块由三极Q1、Q2、Q3连接构成，当有过流时，电阻R7、R8的压降变大，Q2截止，Q1、Q3导通，过大电流传至反馈控制模块45，通反馈控制模块45向调制降压模块42返回电流控制信号，降低电源电压，以得到保护。

如图5所示，电压基准模块44包括稳压二极管VR1(采用BZX79-B4V3)和电阻R13，反馈控制模块45包括光藕U2A和并联的电阻R12，光藕U2A与稳压二极管VR1、电阻R13串接于输出端P、Q之间，输出端P、Q则分别连接至标准USB接口的电源连接端。

如图5所示，当电路中电压变高时，电压基准模块44的电压不变，通过光藕U2A的电流变大，同样，当有过流时，也使得光藕U2A的电流变大，通过光藕U2B的藕合信号传输至开关芯片U1的EN/UV端口，控制脉宽调制的占空比，可以降低电路中的电压，实现稳流、稳压反馈控制。

如图2、图3和图4所示，插座面板1上安置指示灯5，指示灯5显示交直流转换模组4的工作状态。

如图6所示，指示灯5包括发光二极管D9、D10，发光二极管D9可发出红光，并接于交直流转换模组4的输出端P、Q之间，发光二极管D10可发出绿光，串接于交直流转换模组4与标准USB接口3的输出回路中，这样，输出端OUT1、OUT2与标准USB接口3的电源连接端直接相连。

当交直流转换模组4与交流市电相连通，发光二极管D9长亮，表示电源输出正常。

当电器插入USB接口3，开始充电时，发光二极管D10点亮，随着充电电流逐渐变小，发光二极管D10慢慢地变暗，直至充电饱满后，发光二极管D10熄灭。

如图2、图7和图9所示，插座面板1上，位于USB接口3处，设置一个可以开启或关闭的第一安全门6，插座面板1后面附设一块后盖板10。

如图7和图8所示，第一安全门6包括一块基板60、一根弓型弹簧61、一块滑盖62和一对与滑盖62相对应的内凹槽块63，以及，如图8所示，在插座面板1表面所开设的USB槽口64。

如图7所示，基板60上安装USB接口3，该基板60固定扣设于插座面板1之中，内凹槽块63设置于基板60的两侧，滑盖62夹装于两个内凹槽块63之间，弓型弹簧61固定于基板60的侧面，其端部抵顶滑盖62的侧端，滑盖62末端外侧附设一根止挡条620，止挡条620可与USB槽口60的边缘相抵。如图8所示，USB槽口64与USB接口3、滑盖62的位置相对应。

如图7和图8所示，有关第一安全门6的使用过程如下：

拔动止挡条620→滑盖62向弓型弹簧61靠近→第一安全门6开启→电器的USB插头插入USB接口3→进行充电→充电完毕，拔出电器→弓型弹簧61的弹力作用于滑盖62→滑盖62返回直至USB槽口64侧边→第一安全门6开启关闭

如图3、图10和图11所示，插座面板1内，位于常规电源插口2处，设置一个可以开启或关闭的第二安全门7，该第二安全门7包括一个对应于常规电源插口2的地线插孔的滑块71，和一个抵顶该滑块71的线性弹簧72。

如图3、图10和图11所示，滑块71中间开设一个通孔712，该通孔712对应于常规电源插口2的地线插孔处，滑块71可遮挡常规电源插口2的火线插孔，外部插杆插入地线插孔和通孔712后，滑块71平移，脱离火线插孔位置。

具体地，如图12所示，滑块71包括一主体块711。

如图12所示，主体块711中间开设一个斜通孔712，该通孔712与常规电源插口2的地线插孔实际上具有一定的交叠。

如图12所示，主体块711的一端附设一根凸杆714，线性弹簧72套设于凸杆714上，如图10和图11所示，线性弹簧72的内端则抵顶于插座面板1内部的一个凹槽70中。

如图12所示，该主体块711的另一端的两侧均附设翼片713，两块翼片713分别处于常规电源插口2的两个火线插孔处，插座面板1内部设置止挡翼片713的挡块。

如图11和图12所示，有关第二安全门7的使用过程如下：

无外物作用中(即第二安全门7关闭状态中)，翼片713遮挡常规电源插口2的两个火线插孔→由于外部插头中，地线插杆比火线插杆长，地线插杆首先插入常规电源插口2的地线插孔→地线插杆触及斜通孔712→插入的垂直力量产生水平分量→带动主体块711向线性弹簧72靠近→翼片713脱离常规电源插口2的火线插孔位置(第二安全门7开启状态中)→外部插头的火线插杆插入常规电源插口2的火线插孔→使用完毕，拔出外部插头→由于线性弹簧72的作用，主体块711回复原位，翼片713遮挡常规电源插口2的两个火线插孔(返回第二安全门7关闭状态)

如图13所示的另一种插口应用的外观示意图，对比图2，两者的差别仅仅在于插口的形状上有一定的差别，至于其具体结构、原理、方法与上述本实施例所述相同或相似，此处不再赘述。

综上所述，尽管本发明的基本结构、原理和控制方法通过上述实施例予以具体阐述，在不脱离本发明要旨的前提下，根据以上所述的启发，本领域普通技术人员可以不需要付出创造性劳动即可实施多种变换/替代形式或组合，此处不再赘述。

Claims (9)

1.一种多功能插座，包括插座面板，插座面板上具有常规电源插口，所述的常规电源插口用于连接交流市电，其特征在于：所述的插座面板中还设置USB接口，所述的插座面板内设置一个交直流转换模组，该交直流转换模组输入端连接交流市电，其输出端输出直流电，与USB接口相连。

2.根据权利要求1所述的多功能插座，其特征在于：所述的交直流转换模组包括整流滤波模块、调制降压模块、电流取样与保护模块、电压基准模块和反馈控制模块，整流滤波模块和调制降压模块依次相连，电流取样与保护模块和电压基准模块与反馈控制模块相连，反馈控制模块输出连接至调制降压模块，其中，

所述的整流滤波模块对输入的交流电进行整流、滤波处理，产生粗调直流电输出至调制降压模块；

所述的调制降压模块通过变压器和开关芯片，产生调制信号，再经整流、滤波输出二次直流电压至电流取样与保护模块和电压基准模块；

所述的电流取样与保护模块获取回路电流，并将过流信号传递至反馈控制模块，控制回路电流参数；

所述的电压基准模块将电压信号传递至反馈控制模块，通过该电压基准模块与反馈控制模块输出与标准USB接口的电参数相符的直流电压；

所述的反馈控制模块向调制降压模块返回电流、电压控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的多功能插座，其特征在于：所述的插座面板上还安置指示灯，所述的指示灯显示所述交直流转换模组的工作状态。

4.根据权利要求1或2所述的多功能插座，其特征在于：所述的插座面板上，位于USB接口处，设置一个可以开启或关闭的第一安全门。

5.根据权利要求4所述的多功能插座，其特征在于：所述的第一安全门包括一块基板、一根弓型弹簧、一块滑盖和一对与滑盖相对应的内凹槽块，以及在插座面板表面所开设的USB槽口，其中，

所述的基板上安装USB接口，该基板固定扣设于插座面板之中；

所述的内凹槽块设置于基板的两侧，滑盖夹装于两个内凹槽块之间；

所述的弓型弹簧固定于基板的侧面，其端部抵顶滑盖的侧端；

所述的USB槽口与USB接口、滑盖的位置相对应。

6.根据权利要求5所述的多功能插座，其特征在于：所述的滑盖末端外侧附设一根止挡条，所述的止挡条可与USB槽口的边缘相抵。

7.根据权利要求1或2所述的多功能插座，其特征在于：所述的插座面板内，位于常规电源插口处，设置一个可以开启或关闭的第二安全门。

8.根据权利要求7所述的多功能插座，其特征在于：所述的第二安全门包括一个对应于常规电源插口的地线插孔的滑块，和一个抵顶该滑块的线性弹簧，其中，

所述的滑块中间开设一个通孔，该通孔对应于常规电源插口的地线插孔处；

所述的滑块可遮挡常规电源插口的火线插孔；

外部插杆插入地线插孔和通孔后，所述的滑块平移，脱离火线插孔位置。

9.根据权利要求8所述的多功能插座，其特征在于：所述的滑块包括一主体块，其中，

所述的主体块中间开设一个斜通孔；

该主体块的一端附设一根凸杆，所述的线性弹簧套设于凸杆上；

该主体块的另一端的两侧均附设翼片，所述的两块翼片分别处于常规电源插口的两个火线插孔处。

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