CN202906131U - 通用型感应通电且待机自动断电节电插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，该节电插座包括振动感应遥控器和插座控制电路，振动感应遥控器包括振动传感器和无线发射模块，插座控制电路包括无线接收模块、电流检测电路、逻辑电路、插座继电器驱动电路以及继电器，逻辑电路与无线接收模块、电流检测电路以及插座继电器驱动电路相连，插座主回路中的零线与电流检测电路相连，继电器的线圈与插座继电器驱动电路相连，继电器的常开触点连接于插座主回路中的火线上，插座控制电路电源分别与无线接收模块、逻辑电路以及插座继电器驱动电路相连，本实用新型通过由无线接收模块以及电流检测电路分别获得信号控制插座的通断，结构简单，控制效果好。

Description

通用型感应通电且待机自动断电节电插座

技术领域

本实用新型涉及一种可应用于各种功率电器的节电插座，具体涉及一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座。

背景技术

现有的节电插座的不足，主要体现在以下几个方面：

定时插座对于洗衣机或电饭锅这种定时操作的电器很适用，但对电脑、电视机和空调这些使用时间不定的电器来说，反而增加了用户的工作量；主从机式的插座有三个缺点，一是主机并没有关闭，因此节电效果并不理想，二是只适用于电视机和电脑这种有较多外设的电器，对于单电器并不实用，三是使用起来比普通插座繁琐，对于老年人等群体不方便；待机可自动完全关断但开机需手动开启的插座实际是一种半自动控制，并没有完全将人解放出来；使用电器遥控器开启的插座有两个缺点，一是插座对电器遥控器信号需要有学习能力，需要使用智能芯片实现，这就增加了插座的成本，二是电器遥控器开启插座相当于将插座的开关转移到了遥控器上，但操作的步骤却并没有省去；通过对人是否在一定范围内进行检测来控制开通和关断的插座，主要有两个缺点，一是范围的界限很模糊，例如电脑，有时候人会离开一段不确定的时间，但不希望电脑关闭，二是即使人在范围内，也并不希望电器一定打开，例如电视机，人在其周围，但并不需要其打开，而这种插座显然无法解决这个问题；只能检测电器工作状态实现待机自动断电，但在开启电器时需要手动开启插座，并没有实现完全的自动化；还有的实现全自动节电功能的插座则并没有实现完全的断开（脉冲关断），实际上仍然会有很大的待机功耗；还有其他一些不足，如应用范围窄，只能用于一种电器；采用智能芯片，增加了耗电量和成本；采用电路特性实现功能的插座工作性能不稳定，会受到负载的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案。

该节电插座包括振动感应遥控器和插座控制电路，所述振动感应遥控器包括感应遥控器电源、振动传感器和无线发射模块，振动传感器与无线发射模块相连，感应遥控器电源分别与振动传感器以及无线发射模块相连，插座控制电路包括插座控制电路电源、无线接收模块、电流检测电路、逻辑电路、插座继电器驱动电路以及继电器，逻辑电路分别与无线接收模块、电流检测电路以及插座继电器驱动电路相连，插座主回路中的零线与电流检测电路相连，继电器的线圈与插座继电器驱动电路相连，继电器的常开触点连接于插座主回路中的火线上，插座控制电路电源分别与无线接收模块、逻辑电路以及插座继电器驱动电路相连。

所述感应遥控器电源为纽扣锂电池。

所述振动传感器包括常断振动开关、延时电路和振动传感器驱动电路，常断振动开关以及振动传感器驱动电路分别与感应遥控器电源相连，振动传感器驱动电路与无线发射模块相连，延时电路分别与常断振动开关以及振动传感器驱动电路相连。

所述无线发射模块包括电磁发射电路和PT2262编码芯片，PT2262编码芯片的一端与振动传感器相连，另一端与电磁发射电路相连，感应遥控器电源分别与电磁发射电路以及PT2262编码芯片相连。

所述插座控制电路电源包括开关电源和稳压集成电路，开关电源的一次端与插座主回路相连，开关电源的二次端分别与稳压集成电路的输入端以及插座继电器驱动电路相连，稳压集成电路的输出端分别与无线接收模块以及逻辑电路相连。

所述无线接收模块包括电磁接收电路和PT2272解码芯片，PT2272解码芯片的一端与电磁接收电路相连，另一端与逻辑电路相连，插座控制电路电源分别与电磁接收电路以及PT2272解码芯片相连。

所述电流检测电路包括电流互感器和采样电阻，插座主回路中的零线与电流互感器的一次端相连，电流互感器的二次端与采样电阻的两端相连，采样电阻的两端同时与逻辑电路相连。

所述逻辑电路包括无线逻辑电路和检测逻辑电路，无线逻辑电路的输入端与无线接收模块相连，检测逻辑电路的输入端与电流检测电路相连，无线逻辑电路的输出端以及检测逻辑电路的输出端分别与插座继电器驱动电路相连。

所述检测逻辑电路包括可调参考电压电路、电压比较模块和整流电路，电流检测电路的输出端及可调参考电压电路的输出端分别与电压比较模块的比较输入端连接，电压比较模块的输出端与整流电路的输入端相连，整流电路的输出端与插座继电器驱动电路相连，插座控制电路电源分别与可调参考电压电路以及电压比较模块相连；无线逻辑电路包括微分电路和单稳态触发电路，微分电路的输入端与无线接收模块相连，微分电路的输出端与单稳态触发电路的触发端相连，单稳态触发电路的输出端与插座继电器驱动电路相连，插座控制电路电源分别与微分电路以及单稳态触发电路相连。

所述节电插座还包括并连在继电器的常开触点两端的机械开关。

本实用新型通过由无线接收模块以及电流检测电路分别获得信号控制插座的通断，结构简单，控制效果好。

本实用新型的特点是：

1.该节电插座通用性强，通过调节逻辑电路中的待机功率阈值，可以用于各种功率水平的电器，功能精简而实用，使用方法与普通插座相同，因此便于推广；

2.该节电插座有一个独立出来的振动传感器，可将其安装在电器的遥控器（形成感应遥控器）或开关处，开启电器时，振动传感器自动感应人的开通动作并控制插座先于电器开启之前而导通，实现了开启时的自动化；电器待机时，插座控制电路控制插座断开，避免待机损耗；

3.该节电插座采用逻辑器件而非智能芯片实现控制功能，控制了成本和自身功耗；检测电路模块不会对主回路电压有任何影响。

4.该节电插座有机械开关，当插座不需要使用自动断电功能时，可开启此机械开关，将此节电插座当做普通插座使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述振动感应遥控器的电路图；

图2为本实用新型实施例所述插座控制电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1以及图2，本实用新型所述节电插座包括振动感应遥控器和插座控制电路，所述振动感应遥控器包括感应遥控器电源、振动传感器和无线发射模块，振动传感器与无线发射模块相连，感应遥控器电源分别与振动传感器以及无线发射模块相连，插座控制电路包括插座控制电路电源、无线接收模块、电流检测电路、逻辑电路、插座继电器驱动电路以及继电器，逻辑电路分别与无线接收模块、电流检测电路以及插座继电器驱动电路相连，插座主回路中的零线与电流检测电路相连，继电器的线圈与插座继电器驱动电路相连，继电器的常开触点连接于插座主回路中的火线上，插座控制电路电源分别与无线接收模块、逻辑电路以及插座继电器驱动电路相连。

所述感应遥控器电源为串联双节纽扣锂电池，提供6V电源。

所述振动传感器包括常断振动开关、延时电路和振动传感器驱动电路，常断振动开关以及振动传感器驱动电路分别与感应遥控器电源相连，振动传感器驱动电路与无线发射模块相连，延时电路分别与常断振动开关以及振动传感器驱动电路相连。

所述无线发射模块包括315M电磁发射电路和PT2262编码芯片，PT2262编码芯片的一端与振动传感器相连，另一端与电磁发射电路相连，感应遥控器电源分别与电磁发射电路以及PT2262编码芯片相连，发射距离为100米，在10米范围内信号稳定。

所述插座控制电路电源包括开关电源和稳压集成电路7805，开关电源的一次端与插座主回路（220V）相连，开关电源的二次端（6VDC端）输出6VDC电压，分别与稳压集成电路的输入端以及插座继电器驱动电路相连，稳压集成电路输出5VDC电压，其输出端（VCC端）分别与无线接收模块以及逻辑电路相连，插座控制电路电源的二次端包括开关电源二次端和稳压集成电路输出端两个部分，分别为6VDC端和VCC端。

所述无线接收模块包括315M电磁接收电路和PT2272解码芯片，PT2272解码芯片的一端与电磁接收电路相连，另一端与逻辑电路相连，插座控制电路电源（VCC端）分别与电磁接收电路以及PT2272解码芯片相连，通过设置地址，可接收不同无线发射模块的信号,当接收到对应的无线信号时，无线接收模块输出电平信号。

所述电流检测电路包括电流互感器和采样电阻，插座主回路中的零线与电流互感器的一次端相连，电流互感器的二次端与采样电阻的两端相连，采样电阻的两端同时与逻辑电路相连，电流互感器测量主回路电流并输出电流信号，采样电阻则将电流互感器的电流信号转化为电压信号。

所述逻辑电路包括两个部分，分别处理无线接收模块和电流检测电路的输出信号，这里分别称作无线逻辑电路和检测逻辑电路，无线逻辑电路的输入端与无线接收模块相连，检测逻辑电路的输入端与电流检测电路相连，无线逻辑电路的输出端以及检测逻辑电路的输出端分别与插座继电器驱动电路相连。无线接收模块输出的电平信号触发无线逻辑电路输出高电平并且保持10s，即每次只要接收到一次无线信号，无线逻辑电路就输出10s的高电平。检测逻辑电路则是将电流检测电路的电压与参考电压进行比较，如果前者大于后者，则输出高电平，反之则输出低电平，参考电压值可通过电位器进行调节，因此，当主回路电流大于某阈值时，检测逻辑电路输出高电平，反之则输出低电平。整个逻辑电路的输出为无线逻辑电路和检测逻辑电路的或结果，并送入驱动电路中。

所述检测逻辑电路包括可调参考电压电路、电压比较模块和整流电路，电流检测电路的输出端及可调参考电压电路的输出端分别与电压比较模块的比较输入端连接，电压比较模块的输出端与整流电路的输入端相连，整流电路的输出端与插座继电器驱动电路相连，插座控制电路电源（VCC端）分别与可调参考电压电路以及电压比较模块相连；无线逻辑电路包括微分电路和单稳态触发电路，微分电路的输入端与无线接收模块相连，微分电路的输出端与单稳态触发电路的触发端相连，单稳态触发电路的输出端与插座继电器驱动电路相连，插座控制电路电源（VCC端）分别与微分电路以及单稳态触发电路相连。

所述插座继电器驱动电路包括两个三极管级联，考虑到三极管导通时的电压降，为了保证继电器稳定导通，驱动电路电压为6V。

所述继电器的常开触点JK接于火线上，控制插座的供电，其线圈J则接在驱动电路的输出端，当驱动电路输出高电平时，继电器常开触点JK闭合，插座得电，驱动电路输出低电平时，触点JK断开，插座无电。

所述节电插座还包括并连在继电器的常开触点两端的机械开关，当断开机械开关时，插座为节电智能插座，当闭合机械开关时，插座可作为普通插座使用。

所述节电开关的工作过程如下：

1.将插座通电，则开关电源开始工作，电路板开始工作，继电器断开，插座上的电器不带电；

2.当用户需要使用电器时，会有一个特定的动作，这里称为开机动作，如拿起遥控器或按动开关按键；这时，在用户尚未按动遥控器开机键或开关按键前，安装在遥控器或开关按键上的振动感应遥控器便先感应到了振动，并发送信号；插座控制电路中的无线接收模块接收到信号，逻辑电路输出信号，驱动电路工作，继电器闭合，从有开机动作到继电器闭合的时间很短，可以保证电器开启前插座已经开启；无线逻辑电路延时10s，于是继电器闭合10s，如果在这段时间之内电器打开，则检测逻辑电路输出高电平，继电器一直闭合，而如果在这段时间内电器没有打开，检测逻辑电路输出低电平，而无线逻辑电路超过10s后则变为低电平，继电器断开；

3.电器关机后，检测逻辑电路延时2s变为低电平，驱动电路停止工作，继电器断开，电器完全断电。

4.按下机械开关，插座作为普通插座使用。

实施例

本实用新型总共由两大部分组成：振动感应遥控器和插座控制电路。振动感应遥控器包括锂电池组成的感应遥控器电源、振动开关、延时电路、振动传感器驱动电路和无线发射模块；插座控制电路包含开关电源和稳压集成电路组成的插座控制电路电源、无线接收模块、电流检测电路、逻辑电路、插座继电器驱动电路、继电器和机械开关。

为保证无线发射距离，电源U8采用两节3V锂电池串联，提供6V电压Vli。

振动开关U6为常断开关，遥控器静止时，振动开关U6断开，电容C4上的电压为0，三极管Q3截止，无线发射模块U7不工作。当受到一定幅度的振动时，振动开关U6导通，电源对电容C4充电，每次接通持续时间为0.2ms，电容C4充满电后，通过电阻R8、R9和三极管Q3基极-发射极构成的支路放电，三极管Q3导通，R9将Q3射极电位抬高到电源电压Vli，无线发射模块U7得电工作，由于C4放电需要一定时间，三极管Q3持续导通一定时间后截止，无线发射模块在这段时间内工作，发射无线信号。

无线发射模块U7振荡频率为315M，经PT2262地址编码，向地址相同的接收器发射无线信号，可保证发射的选择性。

开关电源U1输入电压220VAC，输出电压为6VDC，最大输出功率3W，稳压集成电路U2将6VDC电压转换为5VDC电压VCC，GND为插座控制电路的公共地电位。6VDC电压为继电器线圈J的驱动电压，而5VDC则是电路中其他器件的供电电压。

无线接收模块U4采用315M超外差接收模块经PT2272编码，可接收上面所述相同编码地址无线发射模块U7的无线信号，并输出低电平。

电流检测电路由电流互感器T1和采样电阻R1组成，插座主回路中的零线接在电流互感器T1一次端上，其二次端输出交流电流信号，经过采样电阻R1转化为电压信号输出。

逻辑电路分为两个部分，分别处理无线接收模块和电流检测电路的输出信号，这里分别称作无线逻辑电路和检测逻辑电路。

无线逻辑电路中，无线接收模块U4接收到同地址编码的无线发射模块U7的无线信号后，输出低电平，低电平的持续时间与无线信号的持续时间相同。低电平信号经过电阻R7和电容C3组成的微分电路，转变为一定脉宽的低电平脉冲，触发NE555构成的单稳态电路U3输出一定时长的高电平到驱动电路中，二极管D6是为了防止检测逻辑电路和驱动电路的高电平对无线逻辑电路产生影响。

检测逻辑电路由电压比较模块U5、电阻R2、R3、R4、R6、电容C2和二极管D3、D4、D5组成，检测电路输出的电压信号接入电压比较模块U5的正端，而负端连接的则是由R2、R3、R4组成的参考电压电路，通过调节电阻R2的值，可改变电压比较模块负端的电压值，R6为电压比较模块U5的上拉电阻，D5为稳压二极管，使输出的高电平保持在5V，D4和C2构成半波整流电路。当检测电路的交流信号幅值大于负端电压幅值，U5输出方波，方波周期为50Hz，其占空比与两输入电压峰值差成正比，范围为0—0.5，即检测电路电压峰值与参考电压的差越大，则占空比越大。U5输出电压通过R6向C2充电，而C2对驱动电路放电，同时，调节电阻R2的阻值可改变待机功率阈值，使控制电路适用于不同功率的电器。二极管D3与D6功能相同，是为防止无线逻辑电路和驱动电路的高电平对检测逻辑电路产生影响。

驱动电路由Q1、Q2、D1、D2、R5和C1组成，C1是滤波电容，防止逻辑电路的抖动造成继电器误动，并且，C1还可起到关断延时的作用，即当主机待机时，检测逻辑电路变为低电平，此时C1仍然保持高电平使驱动电路继续工作一定时间。三极管Q1和Q2组成两级放大电路，R5是集电极限流电阻，当C1高电平时，Q1导通，并驱动Q2导通，继电器线圈J通电，继电器导通。D1为隔离二极管，防止电流反向，D2为续流二极管，防止Q2截止时线圈J两端产生截止电压。

继电器线圈J的开通电压为5VDC，其常开触点JK耐压250VAC，闭合时的通流能力为12A，接在插座前端的火线上，控制插座的供电。当给线圈J两端施加5VDC电压时，触点JK即导通，电压撤掉后，触点JK断开。

机械开关SW与继电器触点JK并联，当机械开关断开时，插座由继电器的通断决定工作状态，即由控制电路控制，当机械开关导通时，插座即变为普通插座，可任意代替普通插座使用。

本实用新型很好地实现了预想的功能，经过较长时期的测试，工作稳定，主要功能有：

1.关闭电器后，经过2s，插座即自行断开，防止了待机功耗；

2.准备开启电器时，拿起电器遥控器或者按动开关键时，插座可迅速打开，不需要手动开启插座；

3.在电器正常工作中，没有发生插座突然断电的情况，工作稳定可靠，即使不断晃动振动感应遥控器（电器遥控器或开关），插座也不会受到干扰；

4.断开时，没有发生插座自然开启的情况，即断开状态下工作稳定；

5.整个装置的自身功耗小于0.5W，因此，实现了很好的节电效果。

Claims (10)

1.一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：该节电插座包括振动感应遥控器和插座控制电路，所述振动感应遥控器包括感应遥控器电源、振动传感器和无线发射模块，振动传感器与无线发射模块相连，感应遥控器电源分别与振动传感器以及无线发射模块相连，插座控制电路包括插座控制电路电源、无线接收模块、电流检测电路、逻辑电路、插座继电器驱动电路以及继电器，逻辑电路分别与无线接收模块、电流检测电路以及插座继电器驱动电路相连，插座主回路中的零线与电流检测电路相连，继电器的线圈与插座继电器驱动电路相连，继电器的常开触点连接于插座主回路中的火线上，插座控制电路电源分别与无线接收模块、逻辑电路以及插座继电器驱动电路相连。

2.根据权利要求1所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述感应遥控器电源为纽扣锂电池。

3.根据权利要求1所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述振动传感器包括常断振动开关、延时电路和振动传感器驱动电路，常断振动开关以及振动传感器驱动电路分别与感应遥控器电源相连，振动传感器驱动电路与无线发射模块相连，延时电路分别与常断振动开关以及振动传感器驱动电路相连。

4.根据权利要求1所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述无线发射模块包括电磁发射电路和PT2262编码芯片，PT2262编码芯片的一端与振动传感器相连，另一端与电磁发射电路相连，感应遥控器电源分别与电磁发射电路以及PT2262编码芯片相连。

5.根据权利要求1所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述插座控制电路电源包括开关电源和稳压集成电路，开关电源的一次端与插座主回路相连，开关电源的二次端分别与稳压集成电路的输入端以及插座继电器驱动电路相连，稳压集成电路的输出端分别与无线接收模块以及逻辑电路相连。

6.根据权利要求1所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述无线接收模块包括电磁接收电路和PT2272解码芯片，PT2272解码芯片的一端与电磁接收电路相连，另一端与逻辑电路相连，插座控制电路电源分别与电磁接收电路以及PT2272解码芯片相连。

7.根据权利要求1所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述电流检测电路包括电流互感器和采样电阻，插座主回路中的零线与电流互感器的一次端相连，电流互感器的二次端与采样电阻的两端相连，采样电阻的两端同时与逻辑电路相连。

8.根据权利要求1所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述逻辑电路包括无线逻辑电路和检测逻辑电路，无线逻辑电路的输入端与无线接收模块相连，检测逻辑电路的输入端与电流检测电路相连，无线逻辑电路的输出端以及检测逻辑电路的输出端分别与插座继电器驱动电路相连。

9.根据权利要求8所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述检测逻辑电路包括可调参考电压电路、电压比较模块和整流电路，电流检测电路的输出端及可调参考电压电路的输出端分别与电压比较模块的比较输入端连接，电压比较模块的输出端与整流电路的输入端相连，整流电路的输出端与插座继电器驱动电路相连，插座控制电路电源分别与可调参考电压电路以及电压比较模块相连；无线逻辑电路包括微分电路和单稳态触发电路，微分电路的输入端与无线接收模块相连，微分电路的输出端与单稳态触发电路的触发端相连，单稳态触发电路的输出端与插座继电器驱动电路相连，插座控制电路电源分别与微分电路以及单稳态触发电路相连。

10.根据权利要求1所述一种通用型感应通电且待机自动断电节电插座，其特征在于：所述节电插座还包括并连在继电器的常开触点两端的机械开关。

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