CN107132449B - 一种插座测试电路 - Google Patents

Abstract

一种插座测试电路，一种插座测试电路，包括三个插座端子、检测三个插座端子极性的电压感应电路、受电压感应电路电信号控制改变插座端子输出状态的端子导通控制电路、LED指示电路、以及给电压感应电路供给工作电源的微型电池，插座端子分别与电压感应电路和端子导通控制电路相连，所述电压感应电路与端子导通控制电路相连，电压感应电路与LED指示电路和微型电池相连；所述电压感应电路接收各个插座端子产生的感应电压信号并判断其的极性是否正确，处理检测结果并发送控制信号给端子导通控制电路和LED指示电路；所述端子导通控制电路接收电压感应电路发送的控制信号并开断插座端子的对外输出电压。

Description

一种插座测试电路

技术领域

本发明涉及电学检测领域，尤其涉及一种插座测试电路。

背景技术

目前市场上销售的插座测试器实现方案有两种；一种方案是利用简单的硬件电路，将氖灯或LED通过一些电阻、二极管直接连于插座的火线端子L、零线端子N、地线端子E。这种方式有两个缺点：只能够检测少数的几种异常状态，无法检测出全部异常状态；氖灯或LED点亮的方式无规律，产品必须提供一个氖灯或LED状态对照表供用户确定是何种异常。

第二种方案是在电路中加入MCU，利用MCU读取插座三个端子的电压变化来，依靠火线电压与零线、地线电压时刻相反，零线与地线电压时刻相同来判断三个端子，再通过LED指示插座状态；这种方式的缺点有：当零线或地线有一条断路时，无法分辨剩余两条中哪条是火线；当零线和地线一起断路时，无法测试；原理上存在漏洞，当火线端子与零线端子或地线端子短路时，此时双火线的情况下将会给出错误的指示；仍然需要提供一个LED状态对照表供用户确定是何种异常。

发明内容

本发明提出一种插座测试电路，用于房屋装修过程中检测插座极性是否正确，并带有一个可调节输出电压的USB输出电路。

本发明的技术方案如下：

一种插座测试电路，一种插座测试电路，包括三个插座端子、检测三个插座端子极性的电压感应电路、受电压感应电路电信号控制改变插座端子输出状态的端子导通控制电路、表征三个插座端子各状态的LED指示电路、以及给电压感应电路供给工作电源的微型电池，插座端子分别与电压感应电路和端子导通控制电路相连，所述电压感应电路与端子导通控制电路相连，电压感应电路与LED指示电路和微型电池相连； 所述电压感应电路接收各个插座端子产生的感应电压信号并判断其的极性是否正确，处理检测结果并发送控制信号给端子导通控制电路和LED指示电路；所述LED指示电路接收电压感应电路发送的控制信号并通过不同颜色的LED灯的点亮和闪烁状态来表征各个插座端子的接线错误状态；所述端子导通控制电路接收电压感应电路发送的控制信号并开断插座端子的对外输出电压。

其中，所述电压感应电路包括三条分别环绕着三个插座端子但不与之连接的作为电压感应部件的感应导线、三个分别与三条感应导线电连接并对感应导线中产生的感应电流信号进行放大的信号放大器以及与三个信号放大器输出端相连的控制器；所述控制器的三个输出端A、B、C均连至端子导通控制电路，所述控制器还有一个输出端D连至LED指示电路；所述感应导线接收各个插座端子产生的感应电压信号并发送给信号放大器；所述信号放大器接收感应导线发送的感应电压信号并对其进行放大，而后将放大后的感应电压信号发送给控制器；所述控制器接收信号放大器发送的放大后的感应电压信号并对信号进行处理，而后根据处理完的检测结果匹配对应的控制信号，并把相应的控制信号分别发送给端子导通控制电路和LED指示电路。

其中，所述端子导通控制电路包括三条结构相同且分别控制三个插座端子的分支电路，分支电路中包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和一个可控硅晶闸管；所述插座端子、第一二极管、第二电阻和可控硅晶闸管串联，所述第一电阻的一端与电压感应电路中控制器的其中一输出端相连，第一电阻的另一端和可控硅晶闸管的控制极相连，可控硅晶闸管的T1端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与第一二极管的阴极相连，第二二极管的阴极分别与第一二极管的阳极以及插座端子相连，第二二极管的阳极接地，三条分支电路的可控硅晶闸管的T2端并联后接地；所述可控硅晶闸管接收电压感应电路发送的控制信号并控制火线和零线端子的导通和关断。

其中，所述LED指示电路包括三种用于表征三个插座端子极性状态的不同颜色的LED灯；所述LED灯接收并受控制器发送的控制信号控制。

其中，还包括一USB输出电路；所述USB输出电路包括把220V交流电转换成稳定的第一直流和第二直流输出电流的USB转换电路、与USB转换电路输出端相连的第一直流母线和第二直流母线、与第一直流母线连接的X个第一直流出线、与第二直流母线连接的X个第二直流出线以及Y个USB接口母端；所述X和Y的数值满足如下关系：X<Y且2X<Y;所述第一直流出线和第二直流出线均与一固定板固定连接并沿固定板长度方向均匀分布，所述固定板的一端固定设置有一可上下滑动调节固定板位置的拨钮，所述第一直流出线和第二直流出线随着固定板的滑动同步改变其位置；所述第一直流出线和第二直流出线末端分别设置有第一触点，所述USB接口母端设置有与第一触点相配合的第二触点，其中Y个第一触点和Y个第二触点相触碰并可通过固定板的上下移动改变不同触点的接触状态；所述USB转换电路的进线端与端子导通控制电路的火线和零线端子相连；所述USB输出电路分别输出1A和2A的电流给第一直流母线和第二直流母线，并通过当前与Y个第二触点相连的Y个第一触点经由总数为Y的若干个第一直流出线和若干个第二直流出线流入Y个USB接口母端。

其中，所述微型电池与电压感应电路中的控制器通过输出端E与微型电池相连。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明插座测试电路可以对插座的任一个端子进行单独火线检测，不需要利用端子间的相互作用来进行判定火线，由此可以检测出单火线，或者接了双火线甚至三火线的异常情况。

2、本发明插座测试电路增加了插座测试器可辨别的异常种类，解决当前插座测试器能够判断的异常状态种类过少的问题。

3、本发明插座测试电路设计了更加简洁明确的插座指示状态，使得产品无需对照状态表就可以清晰地向用户传递测试结果。

4、本发明插座测试电路自带微型电池，若所接入的三个插座端子出现故障，插座可由微型电池供电以点亮LED指示电路。

5、本发明插座测试电路舍友5个可以手动调节控制其输出电流大小的USB接口母端，可以在适用于手机充电的1A电流和适用于平板电脑或其他电子产品的2A电流中切换，实现了各个电子产品对应电流充电，延长了电子产品的电池的使用寿命。

6、本发明插座测试电路结构优良，设计巧妙，实用性强。

附图说明

图1为本发明的电路接线示意图；

图2为本发明的电压感应电路示意图；

图3为本发明的端子导通控制电路示意图；

图4为本发明的LED指示电路示意图；

图5为本发明的USB输出电路示意图；

图6为本发明的正面外观示意图；

图7为本发明的反面外观示意图。

图中附图标记表示为：

1-插座端子，2-电压感应电路，21-感应导线，22-信号放大器，23-控制器，3-端子导通控制电路，31-第一二极管，32-第二二极管，33-第一电阻，34-第二电阻，35-可控硅晶闸管，36-电源地，4-LED指示电路，41-LED灯，5-微型电池，6-USB输出电路，61-USB转换电路，62-第一直流母线，621-第一直流出线，63-第二直流母线，631-第二直流出线，64-USB接口母端，65-固定板，651-拨钮，652-凹槽，66-第一触点，67-第二触点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1至图7，一种插座测试电路，包括三个插座端子1、检测三个插座端子1极性的电压感应电路2、受电压感应电路2电信号控制改变插座端子1输出状态的端子导通控制电路3、表征三个插座端子1各状态的LED指示电路4、以及给电压感应电路2供给工作电源的微型电池5，插座端子1分别与电压感应电路2和端子导通控制电路3相连，所述电压感应电路2与端子导通控制电路3相连，电压感应电路2与LED指示电路4和微型电池5相连； 所述电压感应电路2接收各个插座端子1产生的感应电压信号并判断其的极性是否正确，处理检测结果并发送控制信号给端子导通控制电路3和LED指示电路4；所述LED指示电路4接收电压感应电路2发送的控制信号并通过不同颜色的LED灯的点亮和闪烁状态来表征各个插座端子1的接线错误状态；所述端子导通控制电路3接收电压感应电路2发送的控制信号并开断插座端子1的对外输出电压。

进一步的，所述电压感应电路2包括三条分别环绕着三个插座端子1但不与之连接的作为电压感应部件的感应导线21、三个分别与三条感应导线21电连接并对感应导线21中产生的感应电流信号进行放大的信号放大器22以及与三个信号放大器22输出端相连的控制器23；所述控制器23的三个输出端A、B、C均连至端子导通控制电路3，所述控制器23还有一个输出端D连至LED指示电路4；所述感应导线21接收各个插座端子1产生的感应电压信号并发送给信号放大器22；所述信号放大器22接收感应导线21发送的感应电压信号并对其进行放大，而后将放大后的感应电压信号发送给控制器23；所述控制器23接收信号放大器22发送的放大后的感应电压信号并对信号进行处理，而后根据处理完的检测结果匹配对应的控制信号，并把相应的控制信号分别发送给端子导通控制电路3和LED指示电路4。

进一步的，所述端子导通控制电路3包括三条结构相同且分别控制三个插座端子1的分支电路，分支电路中包括第一二极管31、第二二极管32、第一电阻33、第二电阻34和一个可控硅晶闸管35；所述插座端子1、第一二极管31、第二电阻34和可控硅晶闸管35串联，所述第一电阻33的一端与电压感应电路2中控制器23的其中一输出端相连，第一电阻33的另一端和可控硅晶闸管35的控制极相连，可控硅晶闸管35的T1端与第二电阻34的一端相连，第二电阻34的另一端与第一二极管31的阴极相连，第二二极管32的阴极分别与第一二极管31的阳极以及插座端子1相连，第二二极管32的阳极接地，三条分支电路的可控硅晶闸管35的T2端并联后接地；所述可控硅晶闸管35接收电压感应电路2发送的控制信号并控制火线和零线端子的导通和关断。

进一步的，所述LED指示电路4包括三种用于表征三个插座端子1极性状态的不同颜色的LED灯41；所述LED灯41接收并受控制器23发送的控制信号控制；LED灯41包括红灯、蓝灯和绿灯，若出现火线断路或多路接线故障，则控制器23控制红灯闪烁；若出现零线断路故障，则控制器23控制蓝灯闪烁；若出现地线断路故障，则控制器23控制绿灯闪烁。

进一步的，还包括一USB输出电路6；所述USB输出电路6包括把220V交流电转换成稳定的第一直流和第二直流输出电流的USB转换电路61、与USB转换电路61输出端相连的第一直流母线62和第二直流母线63、与第一直流母线62连接的X个第一直流出线621、与第二直流母线63连接的X个第二直流出线631以及Y个USB接口母端64；所述X和Y的数值满足如下关系：X<Y且2X<Y;本实施例中以USB接口母端扩展到五个的情况为例；所述四个第一直流出线621和四个第二直流出线631均与一固定板65固定连接并沿固定板65长度方向均匀分布，所述固定板65的一端设置有一可上下滑动调节固定板65位置的拨钮651，所述拨钮651穿过插座侧面竖直设置的一个凹槽652伸出插座壳体外部，所述四个第一直流出线621和四个第二直流出线631随着固定板65的滑动同步改变其位置；所述第一直流出线621和第二直流出线631末端分别设置有第一触点66，所述USB接口母端64设置有与第一触点66相配合的第二触点67，其中五个第一触点66和五个第二触点67相触碰并可通过固定板65的上下移动改变不同触点的接触状态；可根据实际使用为手机或者其他电子设备的额定充电电流来调节插座上五个USB接口母端64的电流输出；固定板65上与第一直流出线621和第二直流出线631相接触位置设置有两种不同颜色的小色块，其中与第一直流出线621相接触位置设置为浅色色块，与第二直流出线631相接触位置设置为深色色块，其中与五个第二触点67相接触的五个第一触点66相接触的色块透过插座外壳上配合设置的孔洞显示出来；所述USB转换电路61的进线端与端子导通控制电路3的火线和零线端子相连；所述USB输出电路6分别输出1A和2A的电流给第一直流母线62和第二直流母线63，并通过当前与五个第二触点67相连的五个第一触点66经由总数为五的若干个第一直流出线621和若干个第二直流出线631流入五个USB接口母端64。

进一步的，所述微型电池5与电压感应电路2中的控制器23通过输出端E与微型电池5相连，若所接入的三个插座端子出现故障，插座可由微型电池供电以点亮LED指示电路。

本发明的工作流程如下：

控制器23先通过三个可控硅晶闸管35的控制极控制其关断，三个插座端子1之间无法形成回路，三个插座端子1均呈悬空状态，此时只有火线端子上能够检测到感应电压；电压感应电路2上的感应导线21检测到火线感应电压并通过信号放大器22的放大后输送给控制器23中，此时控制器23判定此插座端子1为火线端子，其余的若干个插座端子1为零线端子和地线端子；此时可对插座端子1接线是否具有接有多根火线的故障进行判定。

判断完火线端子位置后，控制器23控制三个可控硅晶闸管35均打开，使三个插座端子1间形成电流回路，在交流电的正半周期，电流从火线端子流入端子导通控制电路3并从零线端子流回电网，此时端子导通控制电路3中的电流回路为火线端子-第一二极管31-第二电阻34-可控硅晶闸管35-电源地36-第二二极管32-零线端子，火线端子与电源地36之间的电压为正220V交流电；在交流电的负半周期，电流从零线端子流入端子导通控制电路3并从火线端子流回电网，此时端子导通控制电路3中的电流回路为零线端子-第一二极管31-第二电阻34-可控硅晶闸管35-电源地36-第二二极管32-火线端子，零线端子与电源地36之间的电压为正220V交流电；由于之前已经测出火线端子的位置，控制器23检测到的与火线端子中流经电流相反的一端即可判定为零线端子；若插座的零线断路，则火线与零线之间无法形成电流回路，此时在零线端子上仍然无法检测到感应电压，此时控制器23判定故障为零线断路。

剩下的一条线路为控制器23判定为地线。

若出现任意一相插座端子1断路或接线故障，控制器23关闭可控硅晶闸管35并控制LED指示电路4中对应颜色的LED灯41闪烁。

若三个插座端子1均接线正常，控制器23打开可控硅晶闸管35，插座的各个端子正常给电，此时可以通过控制插座侧面的拨钮651调节各个USB接口母端64的输出电压。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种插座测试电路，其特征在于：包括三个插座端子(1)、检测三个插座端子(1)极性的电压感应电路(2)、受电压感应电路(2)电信号控制改变插座端子(1)输出状态的端子导通控制电路(3)、表征三个插座端子(1)各状态的LED指示电路(4)以及给电压感应电路(2)供给工作电源的微型电池(5)，插座端子(1)分别与电压感应电路(2)和端子导通控制电路(3)相连，所述电压感应电路(2)与端子导通控制电路(3)相连，电压感应电路(2)与LED指示电路(4)和微型电池(5)相连；所述电压感应电路(2)接收各个插座端子(1)产生的感应电压信号并判断其的极性是否正确，处理检测结果并发送控制信号给端子导通控制电路(3)和LED指示电路(4)；所述LED指示电路(4)接收电压感应电路(2)发送的控制信号并通过不同颜色的LED灯的点亮和闪烁状态来表征各个插座端子(1)的接线错误状态；所述端子导通控制电路(3)接收电压感应电路(2)发送的控制信号并开断插座端子(1)的对外输出电压；

所述电压感应电路(2)包括三条分别环绕着三个插座端子(1)但不与之连接的作为电压感应部件的感应导线(21)、三个分别与三条感应导线(21)电连接并对感应导线(21)中产生的感应电流信号进行放大的信号放大器(22)以及与三个信号放大器(22)输出端相连的控制器(23)；所述控制器(23)的三个输出端A、B、C均连至端子导通控制电路(3)，所述控制器(23)还有一个输出端D连至LED指示电路(4)；所述感应导线(21)接收各个插座端子(1)产生的感应电压信号并发送给信号放大器(22)；所述信号放大器(22)接收感应导线(21)发送的感应电压信号并对其进行放大，而后将放大后的感应电压信号发送给控制器(23)；所述控制器(23)接收信号放大器(22)发送的放大后的感应电压信号并对信号进行处理，而后根据处理完的检测结果匹配对应的控制信号，并把相应的控制信号分别发送给端子导通控制电路(3)和LED指示电路(4)；

所述端子导通控制电路(3)包括三条结构相同且分别控制三个插座端子(1)的分支电路，分支电路中包括第一二极管(31)、第二二极管(32)、第一电阻(33)、第二电阻(34)和一个可控硅晶闸管(35)；所述插座端子(1)、第一二极管(31)、第二电阻(34)和可控硅晶闸管(35)串联，所述第一电阻(33)的一端与电压感应电路(2)中控制器(23)的其中一输出端相连，第一电阻(33)的另一端和可控硅晶闸管(35)的控制极相连，可控硅晶闸管(35)的T1端与第二电阻(34)的一端相连，第二电阻(34)的另一端与第一二极管(31)的阴极相连，第二二极管(32)的阴极分别与第一二极管(31)的阳极以及插座端子(1)相连，第二二极管(32)的阳极接地，三条分支电路的可控硅晶闸管(35)的T2端并联后接地；所述可控硅晶闸管(35)接收电压感应电路(2)发送的控制信号并控制火线和零线端子的导通和关断。

2.根据权利要求1所述的一种插座测试电路，其特征在于：所述LED指示电路(4)包括三种用于表征三个插座端子(1)极性状态的不同颜色的LED灯(41)；所述LED灯(41)接收并受控制器(23)发送的控制信号控制。

3.根据权利要求1所述的一种插座测试电路，其特征在于：还包括一USB输出电路(6)；所述USB输出电路(6)包括把220V交流电转换成稳定的第一直流和第二直流输出电流的USB转换电路(61)、与USB转换电路(61)输出端相连的第一直流母线(62)和第二直流母线(63)、与第一直流母线(62)连接的X个第一直流出线(621)、与第二直流母线(63)连接的X个第二直流出线(631)以及Y个USB接口母端(64)；所述X和Y的数值满足如下关系：X<Y且2X<Y；所述第一直流出线(621)和第二直流出线(631)均与一固定板(65)固定连接并沿固定板(65)长度方向均匀分布，所述固定板(65)的一端固定设置有一可上下滑动调节固定板(65)位置的拨钮(651)，所述第一直流出线(621)和第二直流出线(631)随着固定板(65)的滑动同步改变其位置；所述第一直流出线(621)和第二直流出线(631)末端分别设置有第一触点(66)，所述USB接口母端(64)设置有与第一触点(66)相配合的第二触点(67)，其中Y个第一触点(66)和Y个第二触点(67)相触碰并可通过固定板(65)的上下移动改变不同触点的接触状态；所述USB转换电路(61)的进线端与端子导通控制电路(3)的火线和零线端子相连；所述USB输出电路(6)分别输出1A和2A的电流给第一直流母线(62)和第二直流母线(63)，并通过当前与Y个第二触点(67)相连的Y个第一触点(66)经由总数为Y的若干个第一直流出线(621)和若干个第二直流出线(631)流入Y个USB接口母端(64)。

4.根据权利要求1所述的一种插座测试电路，其特征在于：所述电压感应电路(2)中的控制器(23)通过输出端E与微型电池(5)相连。

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