CN106129729A - 插座安全防护装置及其安全防护实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种插座安全防护装置及其安全防护实现方法，该装置包含电源供电安全防护控制电路模块、继电器、电源电路，还包含有CPU模块、及n个触发信号检测电路，触发信号检测电路的输出端与CPU模块I/O输入端口连接，CPU模块I/O输出端口与电源供电安全防护控制电路模块电连接，电源供电安全防护控制电路模块控制继电器常闭触点的断开、吸合，其中，n为大于1的整数。本发明电路实现简单，功能完善，有效降低插座使用安全事故，确保用电安全和工作可靠性，极大的提高人员安全性，同时保证了设备安全，避免出现的经济损失，实际生产中易于实现，且设备成本低、维护方便、使用范围广。
Description
技术领域
本发明属于电源插座安全防护技术领域，特别涉及一种插座安全防护装置及其安全防护实现方法。
背景技术
随着我国经济社会的快速发展，生活工作中各类电器越俩越多，使用过程中常常用到插座，当前市面上主要有普通插座和智能插座，智能插座的应用越来广泛。在现实中避免因插座导致的安全问题成为市场的焦点，无论普通和智能插座，往往采用机械的防护门避免外物的侵入，但是防护门的可靠性参差不齐，出现插不进去插头影响使用，或者易损坏，形同虚设。如何提高插座的安全性，是当前市场急需解决提高的，尤其当前家庭当中，缺乏安全意识的小孩和老人，不正确使用插座照成人身的伤害。这方面一直是技术人员努力攻克的方向，如何实行一种安全可靠的插座防护方法，及其实现的插座产品。
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明提供一种插座安全防护装置及其安全防护实现方法，结构简单，性能稳定，安全可靠，成本低。
按照本发明所提供的设计方案， 一种插座安全防护装置，包含电源供电安全防护控制电路模块、继电器、电源电路，还包含有CPU模块、及n个触发信号检测电路，触发信号检测电路的输出端与CPU模块I/O输入端口连接，CPU模块I/O输出端口与电源供电安全防护控制电路模块电连接，电源供电安全防护控制电路模块控制继电器常闭触点的断开、吸合，其中，n为大于1的整数。
上述的，触发信号检测电路包含轻触开关、检测电容，轻触开关、检测电容并联形成触发检测电路，触发检测电路一端接地，另一端与电源电路连接，CPU模块I/O输入端口通过电路连接在轻触开关与电源电路之间的电路连线上。
上述的，所述轻触开关为行程开关，或为机械开关，或为光电开关。
上述的，电源供电安全防护控制电路模块包含相线安全防护控制电路单元，相线安全防护控制电路单元包含有安全防护控制电路。
上述的，电源供电安全防护控制电路模块包含地线安全防护控制电路单元、零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元，其中，地线安全防护控制电路单元、零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元均包含有安全防护控制电路。
上述的，电源供电安全防护控制电路模块包含零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元，其中，零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元均包含有安全防护控制电路。
优选的，安全防护控制电路包含光耦开关、NPN三极管、续流二极管，光耦开关输入侧二极管的正极通过电阻与CPU模块I/O输出端口电连接，光耦开关输入侧二极管的负极与CPU模块I/O输出端口电连接，光耦开关输出侧三极管集电极与二极管的正极电连接，二极管的负极与继电器线圈一端电连接，光耦开关输出侧三极管发射极与电阻一电连接，电阻一另一端连接NPN三极管基极，电阻一与NPN三极管基极之间通过电路连线与电阻二一端连接，电阻二另一端接地，NPN三极管发射极接地，NPN三极管集电极与电阻三一端电连接，电阻三另一端与继电器线圈另一端电连接，继电器线圈的两端与续流二极管并联，续流二极管的正负两端并联有电容。
优选的，继电器常闭触点与安全检测旁路电连接，安全检测旁路为与继电器常闭触点的两端并联的旁路电阻，旁路电阻的两端分别与电源电路电连接。
一种基于上述的插座安全防护装置的安全防护实现方法，包含如下步骤：
步骤1、触发信号检测电路持续检测插座上的供电电源线插孔插片触发信号，将触发信号反馈给CPU模块，并确定供电电源线插头有效状态；
步骤2、根据供电电源线插头触发信号的有效状态，CPU模块控制电源供电安全防护控制电路模块的动作，控制电路输出保持断开或闭合，控制插座电源的输出。
上述的安全防护实现方法，步骤2具体包含如下内容： 1）若插座只有相线插孔触发信号，相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；2）若插座只有零线和相线插孔触发信号，当零线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；3）若插座只有地线和相线插孔触发信号，当地线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；4）若插座有地线、零线和相线插孔触发信号，当地线、零线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；5）若插座只有地线插孔触发信号，当地线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；6）若插座只有零线插孔触发信号，当零线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；7）若插座只有地线和零线插孔触发信号，当地线、零线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出。
本发明的有益效果：
本发明设计新颖、合理，电路实现简单，功能完善，有效降低插座使用安全事故，解决了需要缺乏安全防护意识的人群保护问题，尤其家庭中儿童保护，解决家长的后顾之忧，确保用电安全和工作可靠性，极大的提高人员安全性，同时保证了设备安全，避免出现的经济损失，实际生产中易于实现，且设备成本低、维护方便、使用范围广。
附图说明：
图1为实施例一的系统原理图；
图2为实施例二的CPU模块原理图；
图3为实施例二的触发信号检测电路；
图4为实施例二的安全防护控制电路；
图5为实施例二的电源电路；
图6为本发明的本发明的方法流程图。
具体实施方式：
下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例一，参见图1所示，一种插座安全防护装置，包含电源供电安全防护控制电路模块、继电器、电源电路，还包含有CPU模块、及n个触发信号检测电路，触发信号检测电路的输出端与CPU模块I/O输入端口连接，CPU模块I/O输出端口与电源供电安全防护控制电路模块电连接，电源供电安全防护控制电路模块控制继电器常闭触点的断开、吸合，其中，n为大于1的整数，通过电源供电安全防护控制电路模块、及触发信号检测电路，实现电源插座的安全防护，功能完善，有效降低插座使用安全事故，其中，继电器根据实际使用需求，可以更换为机械开关、电子开关，例如：可控硅等。
实施例二，参见图2~5所示，与实施例一基本相同，不同之处在于：触发信号检测电路包含轻触开关、检测电容，轻触开关、检测电容并联形成触发检测电路，触发检测电路一端接地，另一端与电源电路连接，CPU模块I/O输入端口通过电路连接在轻触开关与电源电路之间的电路连线上。
上述的，所述轻触开关为行程开关，或为机械开关，或为光电开关。
上述的，电源供电安全防护控制电路模块包含相线安全防护控制电路单元，相线安全防护控制电路单元包含有安全防护控制电路。
上述的，电源供电安全防护控制电路模块包含地线安全防护控制电路单元、零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元，其中，地线安全防护控制电路单元、零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元均包含有安全防护控制电路。
上述的，电源供电安全防护控制电路模块包含零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元，其中，零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元均包含有安全防护控制电路。
优选的，安全防护控制电路包含光耦开关、NPN三极管、续流二极管，光耦开关输入侧二极管的正极通过电阻与CPU模块I/O输出端口电连接，光耦开关输入侧二极管的负极与CPU模块I/O输出端口电连接，光耦开关输出侧三极管集电极与二极管的正极电连接，二极管的负极与继电器线圈一端电连接，光耦开关输出侧三极管发射极与电阻一电连接，电阻一另一端连接NPN三极管基极，电阻一与NPN三极管基极之间通过电路连线与电阻二一端连接，电阻二另一端接地，NPN三极管发射极接地，NPN三极管集电极与电阻三一端电连接，电阻三另一端与继电器线圈另一端电连接，继电器线圈的两端与续流二极管并联，续流二极管的正负两端并联有电容。
优选的，继电器常闭触点与安全检测旁路电连接，安全检测旁路为与继电器常闭触点的两端并联的旁路电阻，旁路电阻的两端分别与电源电路电连接。
实施例三，参见图6所示，一种基于实施例一所述的插座安全防护装置的安全防护实现方法，包含如下步骤：
步骤1、触发信号检测电路持续检测插座上的供电电源线插孔插片触发信号，将触发信号反馈给CPU模块，并确定供电电源线插头有效状态；
步骤2、根据供电电源线插头触发信号的有效状态，CPU模块控制电源供电安全防护控制电路模块的动作，控制电路输出保持断开或闭合，控制插座电源的输出。
其中，优选的，步骤2具体包含如下内容： 1）若插座只有相线插孔触发信号，相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；2）若插座只有零线和相线插孔触发信号，当零线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；3）若插座只有地线和相线插孔触发信号，当地线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；4）若插座有地线、零线和相线插孔触发信号，当地线、零线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；5）若插座只有地线插孔触发信号，当地线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；6）若插座只有零线插孔触发信号，当零线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；7）若插座只有地线和零线插孔触发信号，当地线、零线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出。
本发明不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种插座安全防护装置，包含电源供电安全防护控制电路模块、继电器、电源电路，其特征在于：还包含有CPU模块、及n个触发信号检测电路，触发信号检测电路的输出端与CPU模块I/O输入端口连接，CPU模块I/O输出端口与电源供电安全防护控制电路模块电连接，电源供电安全防护控制电路模块控制继电器常闭触点的断开、吸合，其中，n为大于1的整数。
2.根据权利要求1所述的插座安全防护装置，其特征在于：触发信号检测电路包含轻触开关、检测电容，轻触开关、检测电容并联形成触发检测电路，触发检测电路一端接地，另一端与电源电路连接，CPU模块I/O输入端口通过电路连接在轻触开关与电源电路之间的电路连线上。
3.根据权利要求2所述的插座安全防护装置，其特征在于：所述轻触开关为行程开关，或为机械开关，或为光电开关。
4.根据权利要求1所述的插座安全防护装置，其特征在于：电源供电安全防护控制电路模块包含相线安全防护控制电路单元，相线安全防护控制电路单元包含有安全防护控制电路。
5.根据权利要求1所述的插座安全防护装置，其特征在于：电源供电安全防护控制电路模块包含地线安全防护控制电路单元、零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元，其中，地线安全防护控制电路单元、零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元均包含有安全防护控制电路。
6.根据权利要求1所述的插座安全防护装置，其特征在于：电源供电安全防护控制电路模块包含零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元，其中，零线安全防护控制电路单元及相线安全防护控制电路单元均包含有安全防护控制电路。
7.根据权利要求4或5或6任一项所述的插座安全防护装置，其特征在于：安全防护控制电路包含光耦开关、NPN三极管、续流二极管，光耦开关输入侧二极管的正极通过电阻与CPU模块I/O输出端口电连接，光耦开关输入侧二极管的负极与CPU模块I/O输出端口电连接，光耦开关输出侧三极管集电极与二极管的正极电连接，二极管的负极与继电器线圈一端电连接，光耦开关输出侧三极管发射极与电阻一电连接，电阻一另一端连接NPN三极管基极，电阻一与NPN三极管基极之间通过电路连线与电阻二一端连接，电阻二另一端接地，NPN三极管发射极接地，NPN三极管集电极与电阻三一端电连接，电阻三另一端与继电器线圈另一端电连接，继电器线圈的两端与续流二极管并联，续流二极管的正负两端并联有电容。
8.根据权利要求7所述的插座安全防护装置，其特征在于：继电器常闭触点与安全检测旁路电连接，安全检测旁路为与继电器常闭触点的两端并联的旁路电阻，旁路电阻的两端分别与电源电路电连接。
9.一种基于权利要求1所述的插座安全防护装置的安全防护实现方法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤1、触发信号检测电路持续检测插座上的供电电源线插孔插片触发信号，将触发信号反馈给CPU模块，并确定供电电源线插头有效状态；
步骤2、根据供电电源线插头触发信号的有效状态，CPU模块控制电源供电安全防护控制电路模块的动作，控制电路输出保持断开或闭合，控制插座电源的输出。
10.根据权利要求9所述的安全防护实现方法，其特征在于：所述步骤2具体包含如下内容： 1）若插座只有相线插孔触发信号，相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；2）若插座只有零线和相线插孔触发信号，当零线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；3）若插座只有地线和相线插孔触发信号，当地线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；4）若插座有地线、零线和相线插孔触发信号，当地线、零线、相线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；5）若插座只有地线插孔触发信号，当地线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；6）若插座只有零线插孔触发信号，当零线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出；7）若插座只有地线和零线插孔触发信号，当地线、零线触发信号全部有效，电源供电安全防护控制电路模块驱动，控制电路输出保持闭合，插座电源正常输出；否则，电源供电安全防护控制电路模块不驱动，控制电路输出保持断开，插座无正常电源输出。
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Date of cancellation: 20210917 Granted publication date: 20180703 Pledgee: Zhengzhou Bank Co.,Ltd. Changxi Lake New Area Branch Pledgor: ZHENGZHOU CHUNQUAN ENERGY-SAVING Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000051 |
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Denomination of invention: Socket safety protection device and its implementation method Effective date of registration: 20220609 Granted publication date: 20180703 Pledgee: Zhengzhou Bank Co.,Ltd. Changxi Lake New Area Branch Pledgor: ZHENGZHOU CHUNQUAN ENERGY-SAVING Co.,Ltd. Registration number: Y2022980007448 |