CN103326193B - 一种电子消弧插排 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种电子消弧插排，包括插排主体1，热保护电路2，电源电路3，过零检测电路4，逻辑转换电路5，微控制器6，继电器驱动电路7，自锁继电器8，开关信号触发单元9，热保护电路2串接在火线上，电源电路3输入端连接火线与零线，输出端连接其它一些单元的电源与地；过零检测电路4并联在火线与零线之间，其输出连接至逻辑转换电路5的输入端，逻辑转换电路5的输出端与微控制器6相连；开关信号触发单元9与微控制器6相连接；微控制器6与继电器驱动电路7相连，自锁继电器8与继电器驱动电路7的输出端相连。本电子消弧插排从根本上防止用电设备在插入或拔出插头时产生电弧，增强了用电的安全性。

Description

一种电子消弧插排
技术领域
本发明涉及一种插排，更具体的说，涉及一种电子消弧插排、插座。
技术背景
插排在生活与生产中通过一座多用达到了节省空间和线路的目的，是生活和生产的必需品。随着生活与生产中用电设备的日益增多，插排的使用也越来越广泛。由于插头在插入插座的过程中会产生电弧，其瞬间温度很高，会导致触头表面产生氧化，造成用电设备接触不良，并烧坏插排，从而引起火灾。
目前，市场上通过机械方式消弧的插排种类繁多，但却缺少一种电子消弧插排，对于精密的电子设备而言，通过电子方式进行消弧，可以从根本上防止用电设备在插入或拔出插头时产生电弧，提高了安全系数，有效的延长了用电设备的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有防止插头在插拔过程中产生电弧功能的电子消弧插排。
本发明的目的是通过下列技术方案来实现：
一种电子消弧插排，包括插排主体1，热保护电路2，电源电路3，过零检测电路4，逻辑转换电路5，微控制器6，继电器驱动电路7，自锁继电器8，开关信号触发单元9，热保护电路2串接在火线上，电源电路3输入端连接火线与零线，输出端连接过零检测电路4、逻辑转换电路5、微控制器6和继电器驱动电路7的电源与地；过零检测电路4并联在火线与零线之间，其输出连接至逻辑转换电路5的输入端，逻辑转换电路5的输出端与微控制器6相连；开关信号触发单元9与微控制器6相连接；微控制器6与继电器驱动电路7相连，自锁继电器8与继电器驱动电路7的输出端相连。
在上述的电子消弧插排中，所说的过零检测电路4为电压过零检测电路，是公知技术的一部分，本发明利用其在单相交流电压过零时产生的高低电平脉冲，通过逻辑转换电路5中的脉冲计数器在每半个正弦交流电周期产生一次脉冲，再通过门电路进行整合，使微控制器6可以更容易的检测到过零时刻，为检测到这个信号，微控制器6定义了一个输入口与逻辑转换电路5相连接。
在上述的电子消弧插排中，所说的开关信号触发单元9由接通微动开关10和断开微动开关11构成，插排上火线、零线与地线的插孔内设有绝缘保护门12，此绝缘保护门12在没有插头插入时可以通过复位弹簧13自动复位封闭插孔，而在插头插入到一定行程时绝缘保护门12触发接通微动开关10，让微控制器6可以检测到插入插头的时刻，而在拔出插头前按下安装在插座表面的断开微动开关11，使微控制器6可以提前检测到将要拔出插头的信号。微控制器6定义了2个输入口分别与接通微动开关10和断开微动开关11相连。
在上述的电子消弧插排中，通过微控制器6实现了延时控制的功能，使自锁继电器8能够精确的吸合或断开，
在上述的电子消弧插排中，所说的自锁继电器8在触点动作时通过机械自锁卡住不回位，直到拔下插头前手动按下对应支路断开微动开关11后，由微控制器6控制继电器驱动电路7发出驱动信号使其对应的线圈得电把机械自锁装置打开，解除自锁。
在上述的电子消弧插排中，可以将指示灯并联在插座的零线火线之间，用来提示继电器接通或断开的状态。
本发明达到的有益效果是，所述的电子消弧插排使人们在正弦交流电电压过零时对插座进行插拔，可以从根本上防止用电设备在插入或拔出插头时产生电弧，有效的延长了用电设备的使用寿命，增强了用电的安全性。
附图说明
图1是本发明的电路原理连接示意图；
图2是本发明所述插排主体正视图；
图3是图2的后视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
结合图1，热保护电路2串接在火线上，电源电路3输入端连接火线与零线，输出端连接过零检测电路4、逻辑转换电路5、微控制器6和继电器驱动电路7的电源与地；过零检测电路4并联在火线与零线之间，其输出连接至逻辑转换电路5的输入端，逻辑转换电路5的输出端与微控制器6相连；开关信号触发单元9与微控制器6相连接；微控制器6与继电器驱动电路7相连，自锁继电器8与继电器驱动电路7的输出端相连。
结合图1-3，该发明的工作原理如下：
由于理想继电器假设从线圈得电或断电到触头闭合或断开是瞬时完成的，而现实中并不存在这样的理想情况，继电器从线圈得电或断电到触头闭合或分开都会延迟数十毫秒，称为闭合时间和分断时间，由于闭合和分断时间的存在，要确保继电器在需要的正弦交流电相位完成动作，必须根据所用继电器的闭合和分断时间预先给线圈加电或断电，来补偿开关动作的延迟现象。
由于采用了微控制器6来实现延时控制的功能，本发明中对开关动作的补偿就变得精确而方便了。本发明专利中采用的办法是：
在微控制器6中分别设定自锁继电器8的闭合延迟时间Ton和分断延迟时间Toff，如前面所述，过零脉冲为半个周期一次。如果有插头插入到插座中，插头会推动绝缘保护门12，绝缘保护门12触发接通微动开关10而使微控制器6收到接通脉冲，此时微控制器6开始接收过零脉冲，在接收到第一个过零脉冲时开始延时，延时时间Td=N*T/2-Ton，其中T为正弦交流电一个周期的时间，N为正整数。当延时结束时微控制器6输出信号给继电器驱动电路7，并停止接收过零脉冲，经过闭合延迟时间Ton后，自锁继电器8恰好在正弦交流电电压过零时吸合，实现了插头无弧的插入。
而在拔出插头之前，按下安装在插座表面的断开微动开关11，使微控制器6收到断开脉冲，此时微控制器6开始接收过零脉冲，在接收到第一个过零脉冲时开始延时，延时时间Td=N*T/2-Toff，其中T为正弦交流电一个周期的时间，N为正整数。当延时结束时微控制器6输出信号给继电器驱动电路7，并停止接收过零脉冲，经过分断延迟时间Toff后，自锁继电器8恰好在正弦交流电电压过零时断开，此时可以安全的拔出插头，实现了插头无弧拔出。

Claims (2)

1.一种电子消弧插排，包括插排主体(1)，安装于插排主体(1)内的热保护电路(2)、电源电路(3)、过零检测电路(4)、逻辑转换电路(5)、微控制器(6)、继电器驱动电路(7)、自锁继电器(8)和开关信号触发单元(9)，其特征在于：热保护电路(2)串接在火线上，电源电路(3)输入端连接火线与零线，电源电路(3)输出端连接过零检测电路(4)、逻辑转换电路(5)、微控制器(6)和继电器驱动电路(7)的电源与地；过零检测电路(4)并联在火线与零线之间，其输出连接至逻辑转换电路(5)的输入端，逻辑转换电路(5)的输出端与微控制器(6)相连；开关信号触发单元(9)与微控制器(6)相连接；微控制器(6)与继电器驱动电路(7)相连，自锁继电器(8)与继电器驱动电路(7)的输出端相连；
所述的逻辑转换电路(5)由两个脉冲计数器、一个反相器和一个或门电路组成，其中一个脉冲计数器的输入端连接有反相器，反相器的输入端与另一个脉冲计数器的输入端相连接共同作为逻辑转换电路(5)的输入端，两个脉冲计数器的输出端都连接到或门电路的输入端，或门电路的输出端作为逻辑转换电路(5)的输出端。
2.根据权利要求1所述的电子消弧插排，其特征是：所述的开关信号触发单元(9)由接通微动开关(10)和断开微动开关(11)组成；插排主体(1)上火线、零线与地线的插孔内安装有绝缘保护门(12)，复位弹簧(13)连接在绝缘保护门(12)上，接通微动开关(9)安装在绝缘保护门(12)下方，断开微动开关(10)安装在插座表面。
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