CN107658650A - 一种节电电器插座 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节电电器插座其包括外壳以及在所述外壳内的连接于市电的智能控制电路和连接于所述智能控制电路的插座，所述智能控制电路包括依次连接的交流输入端、继电器、变压器、整流电路、第一开关管(VT1)、可调电源、第二开关管(VT2)以及输出端，当负载端的电流小于一阈值电流时，第三电容(C4)缓慢充电，第三电容(C4)两端的电压缓慢上升，经过第一延时时间，第三电容(C4)两端的电压上升到一定程度，第二开关管(VT2)截止，由于第一电容(C2)的放电作用，第一开关管(VT1)继续保持导通，经过第二延时时间后开关管VT1才截止，继电器K1断开，切断整个电源回路，实现负载端小电流状态下电源的自动完全关断。

Description

一种节电电器插座
技术领域
本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种可以在待机等电流情况下自动断开电源的节电电器插座。
背景技术
现有技术中，很多电器可以采用遥控器控制其关机而进入待机状态等小电流状态，但实际生活中如果要彻底关闭其电源还需要手动去将电器设备的开关关断，例如在看电视到深夜后，躺在床上的用户并不想起身去关闭电视的电源而是选择使用遥控器将其关闭至待机状态，但对于很多用户而言，其还是希望能够完全关闭其电源连接，一方面是为了节约电力，也有的是为了安全考虑。另外现有技术中有可以自动关断电力的技术，但其都是侦测电流的存在而进行控制，但一旦设备本身存在一定的漏电流，自动关断也会失效。
针对目前如待机或漏电等负载电流很小时，电源不能自动且可靠地关断总电源以导致电能浪费严重的技术问题，目前尚未提出有效地解决方案。
发明内容
本发明提出一种节电电器插座，不仅可以解决现有技术中电源电路的负载端电流很小时电能浪费严重的技术问题，而且成本低廉，电路结构简单且可靠性高。本发明所提供的电路拓扑结构中仅组合了开关、电容以及二极管的组合，主要利用电容的充电放电作用，实现电源自动断开，成本低廉，电路结构简单且可靠性高。
根据本发明实施例的一个方面，本发明是由以下技术方案实现的：一种节电电器插座，其包括外壳以及在所述外壳内的连接于市电的智能控制电路，以及连接于所述智能控制电路的插座，其特征在于，所述智能控制电路包括依次连接的交流输入端、继电器、变压器、整流电路、第一开关管(VT1)、可调电源、第二开关管(VT2)以及输出端，所述交流输入端用于连接市电，所述输出端用于通过所述插座连接负载，且负载正常工作时，第二开关管(VT2)、第一开关管(VT1)饱和导通，继电器(K1)正常工作，常开触点闭合，保证电源回路正常供电；同时，第一电容(C2)通第二开关管(VT2)被充电，当负载端的电流小于一阈值电流时，第三电容(C4)缓慢充电，第三电容(C4)两端的电压缓慢上升，经过第一延时时间，第三电容(C4)两端的电压上升到一定程度，第二开关管(VT2)截止，由于第一电容(C2)的放电作用，第一开关管(VT1)会继续保持导通状态，只有经过第二延时时间的延时后，开关管VT1才截止，继电器K1断开，切断整个电源回路，停止供电，实现负载端小电流状态下电源的自动完全关断。
更进一步的，所述可调电源为固定集成稳压电路，所述第二开关管为MOS开关管，所述第一开关管为三极管开关管。
更进一步的，通过调整第三电容(C4)的容量以调节第一延时时间的长短；过调整第一电容(C2)的容量以调节第二延时时间的长短。
更进一步的，继电器串联在交流输入端与变压器原边绕组之间，继电器两端并联有开关S1。
更进一步的，所述整流器的两端还并联有第二电容(C1)，第二电容(C1)的正极连接LED1灯的一端，LED1灯的另一端连接第一电阻(R1)的一端，第一电阻(R1)的另一端连接第二电容(C1)的负极。
更进一步的，所述二极管VD3的负极连接所述LED1灯的一端，所述二极管VD3的正极连接所述第一开关管(VT1)的集电极，所述第一开关管(VT1)的发射极连接第一电阻(R1)的另一端，同时也连接输出端的负端，所述第一电容(C2)的正极连接二极管VD3的负极，所述第一电容(C2)的负极连接第二电阻(R2)的一端，第二电阻(R2)的另一端连接所述第一开关管(VT1)的基极，所述第一电容(C2)的正极还连接所述集成稳压电路IC1的输入端和第四电容(C3)的正极，第四电容(C3)的负极连接第三电阻(R3)的一端，第三电阻(R3)的另一端连接集成稳压电路IC1的输出端，第四电容(C3)与第三电阻(R3)的连接点连接集成稳压电路IC1的第三端，集成稳压电路IC1的第三端通过可调电阻RP连接参考地，电阻R3的另一端连接所述第二开关管(VT2)的漏极，第二开关管(VT2)的源极连接所述第一电容(C2)的负极，所述第二开关管(VT2)的基极连接第四电阻(R4)的一端，第四电阻(R4)的另一端连接第三电容(C4)的负极，第三电容(C4)的正极连接正输出端，二极管VD1、VD2串联在所述第二开关管(VT2)的发射极与正输出端之间。
本发明所取得的有益技术效果是：
(1)结构简单；本发明所采用的技术方案无需复杂的控制电路或控制芯片等，拓扑结构仅采用开关(包括继电器)、电容以及二极管等的组合，主要利用电容的充电放电就可以可是实现电源在负载端为小电流状态下的自动断开功能；
(2)成本低廉，可靠性高；当电源输出端的负载电流很微弱时，电源经过一段时间的延时后会自行关断总电源，由于该功能由开关管VT1、VT2和二极管VD1、VD2及电容C2、C4实现，该功能设计的元器件少，成本低廉，实验证明在选用元器件的环节保证元器件的参数满足需求的前提下，该节电电器插座可靠性高；
(3)可以在电器待机或漏电流状态下完美的断开整个电源，极大的提高了用户使用体验。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。
图1是本发明的节电电器插座的内部电路图。
具体实施方式
实施例一。
本实施例的一种节电电器插座，其包括外壳以及在所述外壳内的连接于市电的智能控制电路，以及连接于所述智能控制电路的插座，所述智能控制电路包括依次连接的交流输入端、继电器、变压器、整流电路、第一开关管(VT1)、可调电源、第二开关管(VT2)以及输出端，所述交流输入端用于连接市电，所述输出端用于通过所述插座连接负载，且负载正常工作时，第二开关管(VT2)、第一开关管(VT1)饱和导通，继电器(K1)正常工作，常开触点闭合，保证电源回路正常供电；同时，第一电容(C2)通第二开关管(VT2)被充电，当负载端的电流小于一阈值电流时，第三电容(C4)缓慢充电，第三电容(C4)两端的电压缓慢上升，经过第一延时时间，第三电容(C4)两端的电压上升到一定程度，第二开关管(VT2)截止，由于第一电容(C2)的放电作用，第一开关管(VT1)会继续保持导通状态，只有经过第二延时时间的延时后，开关管VT1才截止，继电器K1断开，切断整个电源回路，停止供电，实现负载端小电流状态下电源的自动完全关断。
显而易见的，本实施例实际是作为一个独立的插座而存在，其可以被插接在原有的插座上，而将电器负载的插头在连接在本实施例上，即可以为现有的电器提供节电功能，当然可以根据负载的实际情况选择变压器、稳压器的类型。一般来说本实施例是提供给直流负载使用，而使用交流负载时，也可以再次连接逆变器而使用。
所述可调电源为固定集成稳压电路，所述第二开关管为MOS开关管，所述第一开关管为三极管开关管。这里使用MOS开关管和电容的配合即可完成小电流的情况下的完美断开功能。通过调整第三电容(C4)的容量以调节第一延时时间的长短；过调整第一电容(C2)的容量以调节第二延时时间的长短，从而调节整个关断的延时时间。继电器串联在交流输入端与变压器原边绕组之间，继电器两端并联有开关S1。所述整流器的两端还并联有第二电容(C1)，第二电容(C1)的正极连接LED1灯的一端，LED1灯的另一端连接第一电阻(R1)的一端，第一电阻(R1)的另一端连接第二电容(C1)的负极。所述二极管VD3的负极连接所述LED1灯的一端，所述二极管VD3的正极连接所述第一开关管(VT1)的集电极，所述第一开关管(VT1)的发射极连接第一电阻(R1)的另一端，同时也连接输出端的负端，所述第一电容(C2)的正极连接二极管VD3的负极，所述第一电容(C2)的负极连接第二电阻(R2)的一端，第二电阻(R2)的另一端连接所述第一开关管(VT1)的基极，所述第一电容(C2)的正极还连接所述集成稳压电路IC1的输入端和第四电容(C3)的正极，第四电容(C3)的负极连接第三电阻(R3)的一端，第三电阻(R3)的另一端连接集成稳压电路IC1的输出端，第四电容(C3)与第三电阻(R3)的连接点连接集成稳压电路IC1的第三端，集成稳压电路IC1的第三端通过可调电阻RP连接参考地，电阻R3的另一端连接所述第二开关管(VT2)的漏极，第二开关管(VT2)的源极连接所述第一电容(C2)的负极，所述第二开关管(VT2)的基极连接第四电阻(R4)的一端，第四电阻(R4)的另一端连接第三电容(C4)的负极，第三电容(C4)的正极连接正输出端，二极管VD1、VD2串联在所述第二开关管(VT2)的发射极与正输出端之间。
实施例二。
参见附图1，该节电电器插座，包括两个交流输入端，第一交流输入端连接继电器K1的一端，继电器K1的另一端连接变压器T1原边绕组的一端，继电器K1的两端并联有控制开关S1，控制开关S1通断的方式是本领域熟悉的方式，此处不赘述。变压器原边绕组的另一端连接第二交流输入端，变压器T1的副边通过整流电路进行整流，整流电路的两端并联电容C1，电容C1的正极连接LED1灯的一端，LED1灯的另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1的负极，二极管VD3的负极连接LED1灯的一端，VD3的正极连接开关管VT1的集电极，开关管VT1的发射极连接电阻R1的另一端，同时也输出端的负端，电容C2的正极连接二极管VD3的负极，电容C2的负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接开关管VT1的基极，电容C2的正极还连接集成稳压电路IC1的输入端和电容C3的正极，电容C3的负极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接集成稳压电路IC1的输出端，电容C3与电阻R3的连接点连接固定集成稳压电路IC1的第三端，固定集成稳压电路IC1的第三端通过可调电阻RP连接参考地，电阻R3的另一端连接开关管VT2的漏极，开关管VT2的源极连接电容C2的负极，开关管VT2的栅极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电容C4的负极，电容C4的正极连接正输出端，二极管VD1、VD2串联在开关管VT2的发射极与正输出端之间。
该节电电器插座的工作原理如下：固定集成稳压电路IC1构成可调电源，二极管VD1和二极管VD2压降约为1.3V，调节可调电阻RP的阻值，可改变输出端的输出电压。电源电路的输出端的负载电流很小时，电源电路经过一段时间的延时后会自行关断总电源，以节约电能，该功能主要由开关管VT1、VT2和二极管VD1、VD2及电容C2、C4实现；输出端连接有负载，且负载正常工作时，在二极管VD1、VD2上约有1.3V的压降，使得开关管VT2、开关管VT1饱和导通，继电器K1正常工作，常开触点闭合，保证电源回路正常供电；同时，电容C2通开关管VT2被充电，当负载端的电流很小，小于一预设阈值电流时，电容C4缓慢充电，电容C4两端的电压缓慢上升，经过第一延时时间，电容C4两端的电压上升到一定程度，开关管VT2截止，但由于C2的放电作用，开关管VT1会继续保持导通状态，只有经过第二延时时间的延时后，开关管VT1才截止，K1断开，切断整个电源回路，实现负载端小电流状态下电源的自动完全关断，停止供电，实现小电流状态下电源电路的节电。其中第一延时时间、第二延时时间的控制，分别由电容C4、电容C2的容量决定。电容C4的容量增大时，第一延时时间相应变长，反之电容C4的容量减小时，第一延时时间相应变短；电容C2的容量增大时，第二延时时间相应变长，反之电容C2的容量减小时，第二延时时间相应变短。如果需要重新恢复供电，则只需接通开关S1即可。
本发明是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明专利进行各种变换及同等代替，因此本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应该包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他具体形式实施，描述是说明性的而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是描述来指示，并且在等同物的含义和范围内的所有变化旨在被包含在其中。

Claims (6)

1.一种节电电器插座，其包括外壳以及在所述外壳内的连接于市电的智能控制电路，以及连接于所述智能控制电路的插座，其特征在于，所述智能控制电路包括依次连接的交流输入端、继电器、变压器、整流电路、第一开关管(VT1)、可调电源、第二开关管(VT2)以及输出端，所述交流输入端用于连接市电，所述输出端用于通过所述插座连接负载，且负载正常工作时，第二开关管(VT2)、第一开关管(VT1)饱和导通，继电器(K1)正常工作，常开触点闭合，保证电源回路正常供电；同时，第一电容(C2)通第二开关管(VT2)被充电，当负载端的电流小于一阈值电流时，第三电容(C4)缓慢充电，第三电容(C4)两端的电压缓慢上升，经过第一延时时间，第三电容(C4)两端的电压上升到一定程度，第二开关管(VT2)截止，由于第一电容(C2)的放电作用，第一开关管(VT1)会继续保持导通状态，只有经过第二延时时间的延时后，开关管VT1才截止，继电器K1断开，切断整个电源回路，停止供电，实现负载端小电流状态下电源的自动完全关断。
2.根据权利要求1所述的节电电器插座，其特征在于，所述可调电源为固定集成稳压电路，所述第二开关管为MOS开关管，所述第一开关管为三极管开关管。
3.根据权利要求2所述的节电电器插座，其特征在于，通过调整第三电容(C4)的容量以调节第一延时时间的长短；过调整第一电容(C2)的容量以调节第二延时时间的长短。
4.根据权利要求3所述的节电电器插座，其特征在于，继电器串联在交流输入端与变压器原边绕组之间，继电器两端并联有开关S1。
5.根据权利要求4所述的节电电器插座，其特征在于，所述整流器的两端还并联有第二电容(C1)，第二电容(C1)的正极连接LED1灯的一端，LED1灯的另一端连接第一电阻(R1)的一端，第一电阻(R1)的另一端连接第二电容(C1)的负极。
6.根据权利要求5所述的节电电器插座，其特征在于，所述二极管VD3的负极连接所述LED1灯的一端，所述二极管VD3的正极连接所述第一开关管(VT1)的集电极，所述第一开关管(VT1)的发射极连接第一电阻(R1)的另一端，同时也连接输出端的负端，所述第一电容(C2)的正极连接二极管VD3的负极，所述第一电容(C2)的负极连接第二电阻(R2)的一端，第二电阻(R2)的另一端连接所述第一开关管(VT1)的基极，所述第一电容(C2)的正极还连接所述集成稳压电路IC1的输入端和第四电容(C3)的正极，第四电容(C3)的负极连接第三电阻(R3)的一端，第三电阻(R3)的另一端连接集成稳压电路IC1的输出端，第四电容(C3)与第三电阻(R3)的连接点连接集成稳压电路IC1的第三端，集成稳压电路IC1的第三端通过可调电阻RP连接参考地，电阻R3的另一端连接所述第二开关管(VT2)的漏极，第二开关管(VT2)的源极连接所述第一电容(C2)的负极，所述第二开关管(VT2)的基极连接第四电阻(R4)的一端，第四电阻(R4)的另一端连接第三电容(C4)的负极，第三电容(C4)的正极连接正输出端，二极管VD1、VD2串联在所述第二开关管(VT2)的发射极与正输出端之间。
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