CN112821117A - 一种插座防触电方法、插座防触电电路及插座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插座防触电方法、插座防触电电路及插座，所述插座防触电方法，包括，首先，插座接通电源；然后，控制模块控制第一检测模块启动，并判断在第一预设时间内是否收到第一检测模块输出的第一反馈信号，其中，当控制模块在第一预设时间内收到第一反馈信号，则存在第一插片和第二插片在第一预设时间内分别插入第一插孔和第二插孔，控制模块控制第一开关和第二开关导通。采用上述插座防触电方法，实现了对插座的闭环控制，保障了插座在使用和闲置时的可靠性和安全性。

Description

一种插座防触电方法、插座防触电电路及插座

技术领域

本发明属于插座技术领域，特别涉及一种插座防触电方法、插座防触电电路及插座。

背景技术

插座用于将电网中的电能进行分配的电子设备，是日常生活和工业生产中使用最广泛的一种电气元件，且插座在完成市电电压到用电设备的电能交接的过程中直接关系到用电安全。而插座在接电之后，其插孔内的金属弹片就处于带电状态，存在用户在插拔用电设备的插头时可能会因为手上带有水或者不小心触碰插头而触电，尤其是家里有小孩子的时候，很容易因为好奇心而误触碰插座的插孔，容易造成严重的危害。

从而如何提供一种智能的防触电的插座越来越成为亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种插座防触电方法、插座防触电电路及插座，提高了插座的安全性和可靠性。

本发明的目的在于提供一种插座防触电方法，包括，

插座接通电源；

控制模块控制第一检测模块启动，并判断在第一预设时间内是否收到第一检测模块输出的第一反馈信号，其中，

当控制模块在第一预设时间内收到第一反馈信号，则存在第一插片和第二插片在第一预设时间内分别插入第一插孔和第二插孔，控制模块控制第一开关和第二开关导通。

可选地，所述第一预设时间为存在第一插片插入第一插孔所用的第一时间与第二插片插入第二插孔所用的第二时间之间的时间差。

可选地，所述时间差不超过2秒。

可选地，还包括，

在第二开关和第二开关导通之后，第二检测模块启动工作；

第二检测模块检测第一插孔和第二插孔之间的电压是否为预设电压，其中，

若第二检测模块检测到预设电压，则生成第二反馈信号，并反馈至控制模块。

可选地，还包括，

控制模块判断在第二预设时间内是否接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，其中，

控制模块若在第二预设时间内接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，则控制第一开关和第二开关保持导通；

控制模块若在第二预设时间内未接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，则控制第一开关和第二开关关断。

本发明的另一目的在于提供一种插座防触电电路，包括控制模块、第一检测模块、第一开关和第二开关，其中，

控制模块，分别与第一检测模块、第一开关和第二开关连接；

第一检测模块，与插座的第一插孔和第二插孔连接组成检测电路；

第一开关，连接在插座的火线接入端和第一插孔的第一金属弹片之间；

第二开关，连接在插座的零线接入端和第二插孔的第一金属弹片之间。

可选地，所述第一检测模块包括双开关和第一电阻，其中，

所述双开关设置在两条线路上，所述两条线路的一端分别与控制模块的第一信号接收端和接地端连接，另一端分别与所述第一插孔的第一金属弹片和第二插孔的第一金属弹片连接；

所述第一电阻的一端与第一插孔的第二金属弹片连接，另一端与第二插孔的第二金属弹片连接。

可选地，还包括第二检测模块，其中，

所述第二检测模块第一端与第一插孔的第二金属弹片连接，第二端与第二插孔的第二金属弹片连接，第三端与控制模块的第二信号接收端连接。

可选地，所述第二检测模块包括光耦、光电二极管、第二电阻以及第一二极管，其中，

所述光耦的第一端与所述第二电阻的一端连接，第二端与所述光电二极管的正极连接，第三端与所述控制模块的第二信号接收端连接；

所述第二电阻的另一端与所述第一二极管的负极连接；

第一二极管的正极与第一电阻的一端连接；

所述光电二极管的负极与第一电阻的另一端连接。

本发明的另一目的还在于提供一种插座，包括上述所述的插座防触电电路。

本发明的插座防触电方法和电路，通过控制模块、第一检测模块、第一开关和第二开关形成控制回路，使得控制模块能够判断是否存在插片已经有效地插入插座的插孔中，从而实现插座在应用时的闭环控制，增加了插座的可靠性和安全性。此外，检测模块又实现对插座在正常工作时进行监控，从而检测模块与控制模块一起实现对插座的双重闭环控制，使得插座不管是否在工作状态，均具有防触电功能，从而使得插座的安全性和可靠性更高，提升用户使用体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中的一种插座防触电电路原理结构示意图；

图2示出了本发明实施例中的另一种插座防触电电路结构示意图；

图3示出了本发明实施例中的另一种插座防触电电路的的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本发明实施例提供的插座防触电方法和电路进行详细地说明。

本发明实施例中介绍了一种插座防触电方法，所述插座防触电方法包括，首先，插座接通电源；然后，控制模块控制第一检测模块启动，并判断在第一预设时间内是否收到第一检测模块输出的第一反馈信号，其中，当控制模块在第一预设时间内收到第一反馈信号，则存在第一插片和第二插片在第一预设时间内分别插入第一插孔和第二插孔，控制模块控制第一开关和第二开关导通。上述插座防触电方法实现对插座的闭环控制，保障了插座在闲置和使用时的可靠性和安全性。

进一步地，所述第一预设时间为存在第一插片插入第一插孔所用的第一时间与第二插片插入第二插孔所用的第二时间之间的时间差，所述时间差不超过2秒。即存在一个插座的两个插片同时或者先后插入插座插孔的时间在2s之内，则才能实现第一开关和第二开关导通，使得插座实现对电气设备的供电，即插座在正常使用之前，即具有安全验证功能，验证用电设备插头的插片是否正确插入，从而避免了用户在插拔用电设备插头或者不小心触碰连接市电的插座插孔而触电的可能，增加了插座使用的安全性。

更进一步地，所述插座防触电方法还包括在第一开关和第二开关导通之后，第二检测模块启动工作；第二检测模块检测第一插孔和第二插孔之间的电压是否为预设电压，其中，若第二检测模块检测到预设电压，则生成第二反馈信号，并反馈至控制模块。进一步，控制模块判断在第二预设时间内是否接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，其中，控制模块若在第二预设时间内接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，则控制第一开关和第二开关保持导通；控制模块若在第二预设时间内未接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，则控制第一开关和第二开关关断。从而通过第二检测模块在插座正常工作时，对插座进行实时监测，能有效地避免在插座正常使用过程中出现触电事故的情况发生，与启用插座时控制模块对其进行的启动控制共同形成对插座使用的双重闭环控制，使得对插座防触电设计更加的智能性，不管插座是否处于使用状态，插座的安全性和可靠性均得到了保障。

本发明实施例中还介绍了一种能够执行上述插座防触电方法的插座防触电电路，所述电路包括控制模块、第一检测模块、第二检测模块、第一开关和第二开关，其中，控制模块，分别与第一检测模块、第二检测模块、第一开关和第二开关连接；第一检测模块，与插座的第一插孔和第二插孔连接组成检测电路；第一开关，连接在插座的火线接入端和第一插孔的第一金属弹片之间；第二开关，连接在插座的零线接入端和第二插孔的第一金属弹片之间。第二检测模块，其中，所述第二检测模块第一端与第一插孔的第二金属弹片连接，第二端与第二插孔的第二金属弹片连接，第三端与控制模块的第二信号接收端连接。从而控制模块、第一检测模块、第二检测模块、第一开关以及第二开关共同作用实现对插座的双重闭环控制，增加了插座使用的可靠性和安全性。

示例性的，请参阅图1，介绍了一种插座防触电电路的原理图(省略了第一检测模块)，所述控制模块包括连接端分别用8个管脚数字表示，其中管脚1与管脚2分别与插座火线L接入端和零线N接入端连接，管脚3与第一开关S1和第二开关S2连接，管脚4与第一插孔的第一金属弹片L1连接，管脚5与第二插孔的第一金属弹片N1连接，管脚4、5均是在第一检测模块工作过程中，直接与相应地插孔连接，同理，管脚6与第一插孔的第二金属弹片L2连接，管脚7与第二插孔的第二金属弹片N2连接。进一步，当插座接入220V电源之后，则控制模块通过管脚1和管脚2接入电压，控制模块启动工作，然后控制模块通过管脚4、5输出启动信号使得第一检测模块导通，使得控制模块与插孔之间形成通路，同时，优先地，控制模块通过管脚4、5输出第一反馈信号，管脚6、7用于接收第一反馈信号，即，若存在第一插片J1和第二插片J2在预设时间内分别插入第一插孔和第二插孔，则第一插孔的第一金属弹片L1和第二金属弹片L2连通，第二插孔的第一金属弹片N1和第二金属弹片N2连通，控制模块的管脚4和管脚6之间形成回路，管脚5与管脚7之间形成回路，从而控制模块的管脚6和管脚7能够收到相应的第一反馈信号，所述第一反馈信号可以为控制模块自身发出的。进一步优选的，在管脚6和管脚7之间设置有电阻，第一反馈信号为电阻中的第一电流信号。则控制模块在接收到第一反馈信号时，控制断开管脚4和管脚5的启动信号输出，同时启动管脚3控制第一开关S1和第二开关S2导通，则第一开关S1和第二开关S2导通之后，第一插孔的第一金属弹片和第二金属弹片以及第二插孔的第一金属弹片和第二金属弹片分别带电输出电压至第一插片J1和第二插片J2。进一步，第二检测模块检测第一插孔的第二金属弹片L2和第二插孔的第二金属弹片N2之间的220V电压，并生成第二反馈信号至控制模块，若检测模块未检测到第一插孔的第二金属弹片L2和第二插孔的第二金属弹片N2之间的电压，则不会反馈第二反馈信号，则控制模块会控制第一开关S1和第二开关S2关断。进一步，所述第二反馈信号可以为第一插孔的第二金属弹片L2和第二插孔的第二金属弹片N2之间的电压信号，若第一插孔的第二金属弹片L2和第二插孔的第二金属弹片N2之间的电压不是预设电压或者不存在电压，则不进行反馈，即控制模块无法收到电压信号。

本实施例中，所述预设时间为存在第一插片J1插入第一插孔所用的第一时间与第二插片J2插入第二插孔所用的第二时间之间的时间差。所述时间差为0～2秒。具体的，第一插片J1和第二插片J2单独一个插片插入任意一个插孔时，控制模块不启动管脚3，从而第一开关S1和第二开关S2保持关断。第一插片J1和第二插片J2插入时候，先后时间大于2s(秒)，则控制模块也不启动管脚3，从而第一开关S1和第二开关S2保持关断。通过控制模块首先确定插座使用是否规范，使得对插座形成闭环控制，增加了插座使用的可靠性和安全性。

本实施例中，所述插座防触电电路还包括电能转换电路，用于向插座防触电电路中的控制模块、第一检测模块、第二检测模块、第一开关和第二开关等供应电能。

本实施例中，所述第二检测模块中包括光耦，所述光耦分别与第一插孔的第二金属弹片和第二插孔的第二金属弹片连接。所述光耦有效地使控制模块与插座负载完全隔离，增加了插座的安全性，减小插座防触电电路干扰，简化电路设计。

示例性的，请参阅图2，具体的介绍了一种插座防触电电路，其中，所述插座防触电电路包括电能转换电路、微控制器U3、第一检测模块、第一开关和第二开关，其中，所述电能转换电路输入端分别与插座火线L接入端和零线N接入端连接，所述电能转换电路的输出端分别与微控制器U3、第一检测模块、第一开关和第二开关连接，用于给微控制器U3、第一检测模块、第一开关和第二开关连接提供电能。其中，电能转换电路包括隔离变压器、整流模块、电容C1-C4组成的滤波电路以及稳压器HT7350，其中，所述隔离变压器为220V转6V的隔离变压器，所述隔离变压器的输出端依次连接有整流电路、电容C1-C4组成的滤波电路以及稳压器HT7350，所述电能转换电路最终输出5V弱电电压。进一步具体的，所述电能转换电路分别与微控制器U3的管脚2以及开关K1和二极管D1的负极连接，用于向微控制器U3和检测开关电路提供电能。在防触电电路中集成变压电路，使得插座防触电电路更加的可靠。需要说明的是，图2中，电容C1-C4的容量均为示例性标注，其他容量能够完成滤波的电容也适用于本发明。

所述微控制器U3，型号为STC8G1K08。所述微控制器能够实现对第一检测模块、第一开关和第二开关的控制，将微控制器设置在插座的防触电电路中，能够更有效地实现对插座的智能控制。

所述第一检测模块包括双开关K1、二极管D1、晶闸管BG2以及电阻R3，其中，双开关K1所在的一个线路一端连接电阻R1和所述微控制器U3管脚7，另一端连接所述第一插孔的第一金属弹片L1；所述双开关K1所在的另一条线路一端接地，另一端连接所述第二插孔的第一金属弹片N1。所述电阻R3的一端与第一插孔的第二金属弹片L2的连接，另一端与第二插孔的第二金属弹片N2连接，从而微控制器U3控制双开关K1闭合后，能够实现对插座是否有插片有效插入进行检测。进一步，所述双开关K1一端与电能转换电路连接，另一端与所述晶闸管BG2的集电极连接，所述二极管D1与双开关K1并联，所述晶闸管BG2的基极与所述微控制器U3的管脚8连接，从而微控制器U3能够控制双开关K1进行导通与断开。

所述第一开关S1一端和插座火线L接入端连接，另一端与所述第一插孔的第一金属弹片L1连接，所述第二开关S2一端和插座零线N接入端连接，另一端与所述第二插孔的第一金属弹片N1连接。所述微控制器U3通过管脚1与晶闸管的基极连接，所述晶闸管的集电极分别与二极管D3的正极、第一开关S1和第二开关S2连接，所述二极管D3的负极、第一开关S1和第二开关S2还均与电能转换电路连接，从而能够有效地实现微控制器U3对第一开关S1和第二开关S2的控制，所述第一开关S1和第二开关S2能够控制第一插孔和第二插孔带电或者断电，保障了插座的安全性。

所述插座防触电电路还包括第二检测模块，其中，所述第二检测模块分别与电能转换电路以及微控制器U3连接，所述第二检测模块包括光耦U1、电阻R2、二极管D2以及光敏二极管LED1，其中，所述光耦U1的管脚4与所述电能转换电路连接，所述光耦U1的管脚3与所述微控制器U3的管脚6连接，所述光耦U1的管脚1与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D2的负极连接，所述二极管D2的正极与所述电阻R3的一端以及第一插孔的第二金属弹片L2连接，所述光耦U1的管脚2与所述光敏二极管LED1的正极连接，所述光敏二极管LED1的负极分别与所述电阻R3的另一端以及第二插孔的第二金属弹片N2连接。

本实施例中，光耦U1的型号可以但不限于PC817。所述双开关K1、第一开关S1和第二开关S2均为继电器，且为常开继电器。所述双开关K1、第一开关S1和第二开关S2在插座接入电源时的初始状态均为断开。

本实施例中，还包括在第一开关、第二开关以及双开关均未导通之前，控制模块监测第一检测模块中是否有第三反馈信号，若有第三反馈信号则执行报警，若无第三反馈信号则控制双开关K1闭合。

进一步请参阅图3，所述插座防触电电路的工作原理具体包括以下步骤：

首先，在插座接入电源后，微控制器U3检测管脚6(IN2)是否接收到第三反馈信号，其中，若接收到第三反馈信号，由于此时双开关K1、第一开关S1和第二开关S2均未导通，从而说明插座异常，则微控制器U3发出错误报警；若未接收到第三反馈信号，则说明插座状态正常，微控制器U3控制第一检测模块中的双开关K1导通；

然后，所述微控制器U3检测管脚7(IN1)是否接收到信号，其中，若未接收到信号，则继续判断管脚7(IN1)是否接收到第一反馈信号；若接收到第一反馈信号，说明若第一插孔和第二插孔中插入J1插片L和J2插片N，且二者先后插入相应插孔所用的时间在第一预设时间内，从而微控制器U3控制所述双开关K1断开，并经过一定延时，所述微控制器U3控制第一开关S1和第二开关S2导通；

最后，所述第二检测检测模块开始工作，具体的由于则零线与火线之间具有220V的电压，则会驱动光敏二极管LED1发光，使得光耦U1感光后导通，从而所述微控制器U3能够收到第二反馈信号，其中，所述第二反馈信号可以为电流信号。若零线与火线之间具有220V的电压，则电路中将不会存在电流信号，所述微控制器U3不能够收到第二反馈信号，则控制所述第一开关S1和第二开关S2断开。从而通过检测电路达到对插座使用过程中的监控，保证了插座的安全性和可靠性。

本实施例中，管脚7(IN1)和管脚6(IN2)具有AD(analogue-to-digital：模数转换)转换功能，能够将第一检测模块和第二检测模块中的信号进行转换，使得对插座的控制更加精确。

本发明实施例中还介绍了一种插座，包括上述所述的插座防触电电路。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种插座防触电方法，其特征在于，包括，

插座接通电源；

控制模块控制第一检测模块启动，并判断在第一预设时间内是否收到第一检测模块输出的第一反馈信号，其中，

当控制模块在第一预设时间内收到第一反馈信号，则存在第一插片和第二插片在第一预设时间内分别插入第一插孔和第二插孔，控制模块控制第一开关和第二开关导通。

2.根据权利要求1所述的插座防触电方法，其特征在于，所述第一预设时间为存在第一插片插入第一插孔所用的第一时间与第二插片插入第二插孔所用的第二时间之间的时间差。

3.根据权利要求2所述的插座防触电方法，其特征在于，所述时间差不超过2秒。

4.根据权利要求3所述的插座防触电方法，其特征在于，还包括，

在第二开关和第二开关导通之后，第二检测模块启动工作；

第二检测模块检测第一插孔和第二插孔之间的电压是否为预设电压，其中，

若第二检测模块检测到预设电压，则生成第二反馈信号，并反馈至控制模块。

5.根据权利要求4所述的插座防触电方法，其特征在于，还包括，

控制模块判断在第二预设时间内是否接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，其中，

控制模块若在第二预设时间内接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，则控制第一开关和第二开关保持导通；

控制模块若在第二预设时间内未接收到第二检测模块反馈的第二反馈信号，则控制第一开关和第二开关关断。

6.一种插座防触电电路，其特征在于，包括控制模块、第一检测模块、第一开关和第二开关，其中，

控制模块，分别与第一检测模块、第一开关和第二开关连接；

第一检测模块，与插座的第一插孔和第二插孔连接组成检测电路；

第一开关，连接在插座的火线接入端和第一插孔的第一金属弹片之间；

第二开关，连接在插座的零线接入端和第二插孔的第一金属弹片之间。

7.根据权利要求6所述的插座防触电电路，其特征在于，所述第一检测模块包括双开关和第一电阻，其中，

所述双开关设置在两条线路上，所述两条线路的一端分别与控制模块的第一信号接收端和接地端连接，另一端分别与所述第一插孔的第一金属弹片和第二插孔的第一金属弹片连接；

所述第一电阻的一端与第一插孔的第二金属弹片连接，另一端与第二插孔的第二金属弹片连接。

8.根据权利要求7所述的插座防触电电路，其特征在于，还包括第二检测模块，其中，

所述第二检测模块第一端与第一插孔的第二金属弹片连接，第二端与第二插孔的第二金属弹片连接，第三端与控制模块的第二信号接收端连接。

9.根据权利要求8所述的插座防触电电路，其特征在于，所述第二检测模块包括光耦、光电二极管、第二电阻以及第一二极管，其中，

所述光耦的第一端与所述第二电阻的一端连接，第二端与所述光电二极管的正极连接，第三端与所述控制模块的第二信号接收端连接；

所述第二电阻的另一端与所述第一二极管的负极连接；

第一二极管的正极与第一电阻的一端连接；

所述光电二极管的负极与第一电阻的另一端连接。

10.一种插座，其特征在于，包括权利要求6-9任一所述的插座防触电电路。

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