CN102570198A - 人体感应节能防触电插座 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种人体感应节能防触电插座，包括壳体和设于壳体的插孔组，内部设有人体感应电路、检测开关、继电器输出电路和电源电路，继电器输出电路包括一可控硅，其具有控制极、阴极和阳极，其控制极连接有启动电路，其阴极经过所述检测开关连接一继电器的绕组一端，绕组的另一端接地，且绕组两端并联有一续流二极管；继电器具有常闭静触点、常开静触点和动触点，可控硅的阳极连接一常闭静触点，并经过动触点后连接到火线；可控硅的阴极还连接一电容节流保持电路的一端，电容节流保持电路的另一端连接于所述常闭静触点同组的常开静触点。本发明的插孔组通电时，继电器的工作电流仅为其额定电流的1/5～1/10，可以大大节省电能。

Description

人体感应节能防触电插座

技术领域

本发明涉及插座的安全技术，尤其涉及一种人体感应节能防触电插座。

背景技术

插座是现代人生产生活中不可或缺的电连接器件。现有的插座大多是将插座内的电极触片与电源线直接连接，在使用时通过电器的插头直接与电极触片接触达到连通电源的目的。这种插座由于电极触片始终带电，容易被人手直接或间接碰到，造成触电事故。另外，若用导体对插座进行了误插，那也很容易造成触电事故。因此，大多现有插座的安全性能有待提高。另外，虽然市场上也有一些带有安全保护功能插座，如专利号为CN101859964A的防触电插座电路及专利号为CN101752749A的基于红外检测的智能防触电插座，但是其往往结构复杂，采用单片机系统成本高，自身功耗大，因而不符合当前绿色节能的环保要求。

综上可知，现有的防触电插座，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种人体感应节能防触电插座，其电路结构简单，可节省电能，且具有较高的安全性。

为了实现上述目的，本发明提供一种人体感应节能防触电插座，包括壳体和设于壳体的插孔组，所述插孔组至少包括连接火线的火线插孔和连接零线的零线插孔，所述插座还包括用于检测所述插座周围是否有人体存在的人体感应电路、用于检测所述插孔组中有无插头插入的检测开关、用于根据所述人体存在信息和插头插入信息控制所述插孔组通断电源的继电器输出电路，以及用于提供电源的电源电路，当所述人体感应电路未检测到所述插孔组周围有人体，且所述检测开关检测到所述火线插孔和零线插孔中同时有插头插入时，所述插孔组接通电源，所述继电器输出电路包括至少一可控硅，

所述可控硅具有控制极、阴极和阳极，其控制极连接有启动电路，其阴极经过一所述检测开关连接一继电器的绕组一端，所述绕组的另一端接地，且所述绕组两端并联有一续流二极管；

所述继电器具有常闭静触点、常开静触点和动触点，所述可控硅的阳极经过一保险电阻后连接一所述常闭静触点，并经过所述动触点后连接到火线；

所述可控硅的阴极还连接一电容节流保持电路的一端，所述电容节流保持电路由泄放电阻和限流电容并联组成，所述电容节流保持电路的另一端连接于所述常闭静触点同组的常开静触点。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，所述人体感应电路为红外人体感应电路。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，所述可控硅的控制极和阴极之间连接一用于消除干扰脉冲误触发的电容。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，所述红外人体感应电路包括人体红外探头组件和具有延时功能的触发电路。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，所述红外人体感应电路包括具有延时功能的人体红外探头组件和触发电路。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，当所述人体感应电路未检测到所述插孔组周围有人体，且所述检测开关检测到所述火线插孔和零线插孔中同时有插头插入时，所述插孔组延迟预定时间接通电源。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，至少两个红外探头经二极管构成的与门电路连接到所述红外探头组件上。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，所述插孔组的火线及零线间连接有用于指示所述插孔组的电源通断的LED指示灯，所述LED指示灯两端并反向保护二极管且连接有限流电阻，所述LED指示灯设于所述壳体上。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，所述电源电路的进线端并接有用于吸收干扰脉冲的阻容吸收回路。

根据本发明的人体感应节能防触电插座，所述插座为移动式插座或固定式插座。

本发明通过人体感应电路检测插座周围是否有人体存在，且插孔组具有检测开关，可同时检测火线插孔和零线插孔的插头插入信息，当插座周围无人体存在，且插孔组的两插孔均有插头插入时才通过继电器输出电路的控制接通电源。更好的，继电器输出电路具有电容节流保持电路，借此，当插孔组接通电源时，继电器的工作电流仅为额定电流的1/5～1/10，在保证了插座的安全性的同时还大大节省了电能，且由于工作时切断了灵敏的前级触发电路，因而具有较佳的抗干扰性能，使工作可靠性有很大的提高。

附图说明

图1是本发明的人体感应节能防触电插座原理结构图；

图2是本发明的人体感应节能防触电插座一实施例的具体电路图；

图3是本发明的人体感应节能防触电插座一实施例的外部结构图；

图4是本发明的人体感应节能防触电插座一实施例的局部电路图；

图5是本发明一实施例的红外探头组件的电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1和图2，本发明提供一种人体感应节能防触电插座100，其具有一壳体和设于壳体的插孔组40，且插孔组40包括连接火线的火线插孔60、连接零线的零线插孔70和地线插孔80，节能防触电插座的电路结构包括：

人体感应电路10，用于检测插座100的周围是否有人体存在，该人体感应电路10优选采用基于热释红外的人体感应电路。

检测开关20，用于检测插孔组40中是否有插头插入，本发明中，火线插孔和零线插孔各对应一个检测开关20。

继电器输出电路30，用于根据人体存在信息和插孔组40的插头插入信息控制插孔组40电源的通断。当人体感应电路10检测到插座周围没有人体，且插孔组40的两个插孔中均有插头插入时，继电器输出电路30控制接通插孔组40的电源。

电源电路50，用于为各电路提供工作电源，该电源模块连接火线和零线，对市电进行变压处理后输送到各工作电路。

图3是本发明的一实施例的电路结构图，该实施例中，继电器输出电路30包括可控硅SCR2、启动电路、继电器J及电容节流保持电路，具体的，可控硅SCR2具有控制极、阴极和阳极，其控制极连接启动电路，该启动电路由限流电阻R6、隔离二极管D3和检测开关SW1串联组成，并且连接到前级的感应电路10；可控硅SCR2的阴极经过另一检测开关SW2连接到继电器J的绕组的一端，绕组的另一端接地，且该绕组两端并联有一续流二极管D4，且该续流二极管D4的负极接地。继电器J具有常闭静触点、常开静触点和动触点，可控硅SCR2的阳极经保险电阻R7后连接一常闭静触点，并经过动触点后连接到火线L。更好的，可控硅SCR2的阴极还连接一电容节流保持电路，该电路由泄放电阻R8和限流电容C8并联组成，且该电容节流保持电路还连接与上述常闭静触点同组的常开静触点，可控硅SCR2的控制极和阴极之间还连接一用于消除干扰脉冲误触发的电容C7。实际应用中，若检测开关SW1对应的插孔中有插头插入，且热释红外人体感应电路10未检测到所述插孔组周围有人体，延时触发电路即产生触发信号，触发信号经检测开关SW1、隔离二极管D3和限流电阻R6加到可控硅SCR2的控制极上，可控硅SCR2导通后，若插孔组40的另一插孔中有插头插入，则检测开关SW2导通，市电经限流保险电阻R7、检测开关SW2加在继电器J的绕组上，继电器J动作后，其连接火线L的动触点切断可控硅SCR2启动电路，并接通由限流电容C8和泄放电阻R8组成的电容节流保持电路，使其工作电流仅为额定值的1/5～1/10，借此使继电器工作电流大幅降低，节省电能。

在上述实施例中，热释红外人体感应电路10包括人体红外探头组件和具有延时功能的触发电路，至少两个红外探头经二极管构成的与门电路连接到所述红外探头组件上(见图5)。三极管Q1、限流电阻R4、延时电容C5、雪崩管Q2、二极管D2及可控硅SCR1、电阻R5组成延时触发电路。三极管Q1具有基极、射极和集电极，人体红外探头组件的输出信号输出到三极管Q1的基极，其集电极连接电阻R4、延时电容C5和雪崩管Q2，三极管Q1的发射极和R4的一端连接电源正极，延时电容C5另一端接地，雪崩管Q2集电极接隔离二极管D2正极，二极管D2的负极接可控硅SCR1的控制极，可控硅SCR1阳极经电阻R5接在火线L上，SCR1的阴极经检测开关SW1连接后级的继电器输出电路30。若插座100周围无人体存在，则Q1截止，经预定时间后，延时电路输出触发脉冲，此脉冲经隔离二极管D2加在可控硅SCR1控制极上，SCR1导通后，若检测开关SW1对应的插孔中有插头插入，则市电经限流电阻R5及检测开关SW1后触发后级的继电器输出电路30并接通插座电源，从而取代了高成本的单片机控制电路。在同一实施例中，电源电路50由电容降压的简易稳压电路组成，其引线端为火线L和零线N，并联泄放电阻R3的降压电容C2一端经限流电阻R2接电源火线L，另一端接稳压二极管DW负极及整流二极管D1正极，稳压二极管DW正端接地，D1负端连接滤波电容C3正极及高频旁路电容C4，电容C3及C4的另一端接地，且电源电路50的进线端并接有用于吸收干扰脉冲的阻容吸收回路，借此可减少干扰，同时火线L与各电路的进线断之间连接有过载自跳开关RK，借此可保证电路各器件的安全。

需要说明的是，本发明的实施例中，节能防触电插座100可以包括多个插孔组，对应的设有多个检测开关20及继电器输出电路30以控制相应的插孔组的电源通断，且已经通电的插孔组不受其它插孔组插拔的影响。

优选的是，每个插孔组40的火线L及零线N间连接有用于指示插孔组40的电源通断的LED指示灯90，结合图2，该LED指示灯90连接有限流电阻R9和保护二极管D5，这种接法最“直接”的反映了插孔组是否带电，克服了现有技术里“间接”显示常不正确的弊病，该LED指示灯90设于所述壳体上。

实际应用中，本发明的人体感应节能防触电插座100即可以为固定插座，也可以是移动式插座，其具体的工作过程如下：人体感应电路10检测到插座周围无人体存在，则红外探头组件输出低电平，Q1截止，电阻R4向电容C5充电，A点电位上升，延时一段时间后，当A点电位U_A超过雪崩管Q2一次击穿电压后，雪崩管Q2导通，电容C5经雪崩管Q2及二极管D2触发可控硅SCR1。在继电器输出电路30中，此时若插座100上的任一插孔组的火线插孔60和零线插孔70同时有插头插入，则其对应的检测开关SW1和SW2闭合，市电经限流电阻R5、已导通的可控硅SCR1、检测开关SW1、隔离二极管D3及限流电阻R6触发可控硅SCR2，可控硅SCR2导通后，市电经限流电阻R7、已导通的SCR2、检测开关SW2加在继电器J上，继电器J启动后，其上动触点切断可控硅SCR2启动电路，并接通由限流电容C8泄放电阻R8组成的电容节流保持电路，同时接通插座100的火线，继电器J保持吸合状态，其下动触点也接通插座100的零线，此时直接并在各插孔组的火线L及零线N上的来电LED指示灯90点亮，插孔组也正常通电，用电器得电运行。如果在用电器运行中拔下插头，则检测开关SW1和SW2断开，继电器J释放，插座100恢复无电状态，来电指示灯90灭，在多插孔组的插座板中，已经正常工作的插孔组，不受别的插孔组插拔的影响。

本发明的热释红外人体感应电路10检测的插座100周围人体存在信息、任一插孔组的火线和零线插孔同时有插头插入(即检测开关SW1、SW2都闭合)三者构成“与”逻辑关系，任一条件不满足，则继电器J不会吸合，插座100即处于无电状态，从而保证了用电者的安全。同时，在用电器得电运行时，继电器切断了灵敏的前级触发电路，仅由限流电容C8泄放电阻R8组成的节流电路供电，因而具有较佳的抗干扰性能，也使继电器J的工作电流大幅降低，实测约为其额定值的1/5～1/10。

在本发明的另一实施例中，参见图4，热释红外人体感应电路10包括具有延时功能的热释红外人体探头组件和触发电路，三极管Q1、电阻R4、R、R5、二极管D2及可控硅SCR1组成触发电路，具有延时功能的热释红外人体探头组件的输出信号加在三极管Q1基极上，Q1集电极接电阻R4和隔离二极管D2正极，R4另一端接电源正极，二极管D2负极经电阻R接在可控硅SCR1控制极上，可控硅SCR1控制极与阴极间接有消除干扰脉冲误触发的电容C6，可控硅SCR1阳极经电阻R5接市电火线L上，阴极经检测开关SW1连接后级的多路继电器输出电路30(图中未示)，若插座100周围无人体存在，则具有延时功能的热释红外人体探头组件经预定延时后，三极管Q1截止，A点的高电平经隔离二极管D2加在可控硅SCR1控制极上，SCR1导通后，若插孔中有插头则检测开关SW1闭合，市电经限流电阻R5及检测开关SW1后触发后级的多路继电器输出电路并接通插孔组电源。

综上所述，本发明通过人体感应电路检测插座周围是否有人体存在，且插孔组具有检测开关，可同时检测火线插孔和零线插孔的插头插入信息，当插座周围无人体存在，且插孔组的两插孔均有插头插入时才通过继电器输出电路的控制接通电源。更好的，继电器输出电路具有电容节流保持电路，借此，当插孔组接通电源时，继电器的工作电流仅为额定电流的1/5～1/10，在保证了插座的安全性的同时还大大节省了电能，且由于工作时切断了灵敏的前级触发电路，因而具有较佳的抗干扰性能，使工作可靠性有很大的提高。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种人体感应节能防触电插座，包括壳体和设于壳体的插孔组，所述插孔组至少包括连接火线的火线插孔和连接零线的零线插孔，所述插座还包括用于检测所述插座周围是否有人体存在的人体感应电路、用于检测所述插孔组中有无插头插入的检测开关、用于根据所述人体存在信息和插头插入信息控制所述插孔组通断电源的继电器输出电路以及用于提供电源的电源电路，当所述人体感应电路未检测到所述插孔组周围有人体，且所述检测开关检测到所述火线插孔和零线插孔中同时有插头插入时，所述插孔组接通电源，其特征在于，所述继电器输出电路包括至少一可控硅，

所述可控硅具有控制极、阴极和阳极，其控制极连接有启动电路，其阴极经过一所述检测开关连接一继电器的绕组一端，所述绕组的另一端接地，且所述绕组两端并联有一续流二极管；

所述继电器具有常闭静触点、常开静触点和动触点，所述可控硅的阳极经过一保险电阻后连接一所述常闭静触点，并经过所述动触点后连接到火线；

所述可控硅的阴极还连接一电容节流保持电路的一端，所述电容节流保持电路由泄放电阻和限流电容并联组成，所述电容节流保持电路的另一端连接于所述常闭静触点同组的常开静触点。

2.根据权利要求1所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，所述人体感应电路为红外人体感应电路。

3.根据权利要求1所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，所述可控硅的控制极和阴极之间连接一用于消除干扰脉冲误触发的电容。

4.根据权利要求2所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，所述红外人体感应电路包括人体红外探头组件和具有延时功能的触发电路。

5.根据权利要求2所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，所述红外人体感应电路包括具有延时功能的人体红外探头组件和触发电路。

6.根据权利要求4或5所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，当所述人体感应电路未检测到所述插孔组周围有人体，且所述检测开关检测到所述火线插孔和零线插孔中同时有插头插入时，所述插孔组延迟预定时间接通电源。

7.根据权利要求4或5所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，至少两个红外探头经二极管构成的与门电路连接到所述红外探头组件上。

8.根据权利要求1所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，所述插孔组的火线及零线间连接有用于指示所述插孔组的电源通断的LED指示灯，所述LED指示灯两端并反向保护二极管且连接有限流电阻，所述LED指示灯设于所述壳体上。

9.根据权利要求1所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，所述电源电路的进线端并接有用于吸收干扰脉冲的阻容吸收回路。

10.根据权利要求1所述的人体感应节能防触电插座，其特征在于，所述插座为移动式插座或固定式插座。

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