CN204408297U - 一种脉冲排插 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉冲排插，包括带有火线输入端、零线输入端的排插，还包括依次连接的电源模块、控制模块以及输出模块，电源模块包括依次连接的保险电路、整流电路和稳压电路，输出模块包括依次连接的光耦和双向可控硅；火线输入端、零线输入端分别与保险电路的输入端连接，稳压电路的输出端经控制模块与光耦的输入端连接；电源模块用于将交流电转换成直流电并传输至控制模块，控制模块用于接收直流电，产生PWM波并传输至输出模块。本实用新型解决了能源浪费和智能限电所带来的局限性，达到电源的周期性开关的目的，在使用大功率电器时，既不会导致跳闸，也可以使电器正常使用。

Description

一种脉冲排插

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲排插，属于强弱电隔离和模拟集成电路技术领域。

背景技术

在实现智能化家居的过程中，为保证家电使用的安全性，现有的排插基本都是一直保持通电状态，但一直保持通电状态是以牺牲能源使用的有效性为代价，其主要存在以下两个方面的缺点：其一，在一般的电子设备中有大容量的电容，在给电子设备供电时也会对电容充电，而电容中存储的电荷也是可以给电子设备短时间(毫秒级)供电的，但电源是在一直给电子设备供电，这就造成电容中能源的浪费；其二，在一些特殊紧急的情况下，需要使用超过额定功率限制的电气设备，但智能化家居都会对功率做一定的限制，超过限制的功率就会跳闸，这就带有一定的限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种脉冲排插，通过产生脉冲宽度调制波形，控制光耦、双向可控硅的通断达到令市电通断的目的。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种脉冲排插，包括带有火线输入端、零线输入端的排插，还包括依次连接的电源模块、控制模块以及输出模块，所述电源模块包括依次连接的保险电路、整流电路和稳压电路，所述输出模块包括依次连接的光耦和双向可控硅；所述火线输入端、零线输入端分别与保险电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端经控制模块与光耦的输入端连接；所述电源模块用于将交流电转换成直流电并传输至控制模块，所述控制模块用于接收直流电，产生PWM波并传输至输出模块。

优选的，所述整流电路由4个1N5394型号的二极管组成。

优选的，所述稳压电路采用1N713型号的稳压二极管。

优选的，所述控制模块采用NE555型号芯片。

优选的，所述光耦采用MOC3041型号芯片。

优选的，所述双向可控硅采用BAT16-600型号芯片。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型脉冲排插，通过产生脉冲宽度调制(PWM)波形，控制光耦和可控硅的通断，从而达到市电(220V交流)的通断，解决了能源浪费和智能限电所带来的局限性，达到电源的周期性开关的目的，在使用大功率电器时，既不会导致跳闸，也可以使电器正常使用。

2、本实用新型脉冲排插，电路结构简单，能够同时隔离高低压电源和过零点信号检测，使用安全。

附图说明

图1是本实用新型一种脉冲排插的整体架构图。

图2是本实用新型一种脉冲排插电源模块的电路图。

图3是本实用新型一种脉冲排插控制模块的电路图。

图4是本实用新型一种脉冲排插输出模块的电路图。

图5是本实用新型一种脉冲排插控制模块输出的PWM波形图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

为了解决能源浪费和智能限电所带来的局限性，提出了一种解决方法：智能限电的原理是智能限电系统在给供电的1～2秒内是不会跳闸的，但是超过2秒就可能跳，3秒后必定跳，所以，在供电2秒后马上断一下电，再恢复，断电的时间在几十毫秒就够了，如此循环下去，就可以使用了。几十毫秒的断电时间在2秒多里占的比例还是很小的，所以效率非常好。

如图1所示，为本实用新型一种脉冲排插的整体架构图，包括电源模块、控制模块、输出模块和一个一般排插，所述电源模块包括交流电的火线输入端ACL、交流电的零线输入端ACN，ACN分为两部分：一部分直接输入到电源模块，另一部分输入到排插的输出孔，电的通断是通过控制火线的通断来实现的。电源模块输入的电压给控制模块供电，控制模块主要用于产生PWM波，产生的PWM波输入到输出模块，输出模块主要利用PWM的高电平时器件导通，低电平时器件关闭，从而使得交流电火线的通断，来达到电源的周期性开关，在使用大功率电器时，既不会导致跳闸，也可以使电器正常使用。

如图2所示，为本实用新型一种脉冲排插电源模块的电路图，电源模块包括保险电路、整流电路、稳压电路，整流电路采用桥式整流电路，在电源模块的ACL输入端，串联一个降压电路，其是由电容和电阻并联实现的，其中电容采用保险丝，正常使用时起到电容的作用，过流时起到保护作用。之后交流电经过桥式整流电路，得到直流电，在经过稳压二极管1N713，使得电源模块的输出为稳定的9.1V电压VCC。

如图3所示，为本实用新型一种脉冲排插控制模块的电路图，控制模块主要用于产生PWM波形，调节前端电位器占空比，控制模块输出的PWM波形控制光耦的通断，从而控制交流电火线的通断，有效地隔离了高低电压，光耦的输出端控制了双向可控硅的双向通断，实现了按照在光耦输入端的PWM波，高电平通电，低电平断电的效果。U1为NE555，工作于多谐振荡器下，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。接通电源后，假定是高电平，则U1截止，然后对电容C1充电，充电回路为VCC，R1，Rw1，D1，C1，按指数规律上升，当U1的引脚2端由Vcc/3上升到2Vcc/3时，输出端翻转为低电平，然后通过C1，D2，R4，Rw2放电，按指数规律下降，当下降到Vcc/3时输出端翻转为高电平电容C1再次充电，如此周而复始，产生震荡，输出PWM波形，其中占空比可用公式表示，其中t_ph、t_pl分别为PWM波的高低电平时间，R_W1、R_W2分别为R2的上下两个部分，调节R2可以调节占空比，波形如图5所示。

如图4所示，为本实用新型一种脉冲排插输出模块的电路图，输出部分光耦的输入正端接入控制模块的输出信号，输入负端接地，输出端负连接了一个电阻，该电阻保证了信号的稳定可靠。双向可控硅的控制输入端接到电阻的另一端，阴极接到交流电火线输入端和光耦的输出正端，阳极接到排插的火线插口上。U2为光耦MOC3041，U3为双向可控硅BTA16-600，U2的引脚1串联了300Ω的电阻R5，然后接到控制模块的输出Vout，U2的引脚2接到地，引脚6接到ACL和U3的引脚2，U2的引脚4接到阻值为360Ω的电阻R6，然后接到U3的栅极即U3的引脚3，U3的引脚1接到排插的ACL端。当U2的引脚1上电平为高时，使得U2的引脚4和6导通，接在引脚6上的ACL到达引脚4，U2的引脚4输出电压时U3工作，于此同时U3的引脚1和引脚2也双向导通，故在U3的引脚1上有ACL电压，即在t_ph阶段导通，t_pl阶段关闭。当U2的引脚1上为低电平时，使得U2的引脚4和6断开，U3也就断开，此时处于断电状态。

如图5所示，为本实用新型一种脉冲排插控制模块输出的PWM波形图，横轴都代表时间，上面的纵轴代表图3中U1芯片的引脚2的电压，下面的纵轴Vout即图3和图4中的Vout，代表PWM波形。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种脉冲排插，包括带有火线输入端、零线输入端的排插，其特征在于：还包括依次连接的电源模块、控制模块以及输出模块，所述电源模块包括依次连接的保险电路、整流电路和稳压电路，所述输出模块包括依次连接的光耦和双向可控硅；所述火线输入端、零线输入端分别与保险电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端经控制模块与光耦的输入端连接；所述电源模块用于将交流电转换成直流电并传输至控制模块，所述控制模块用于接收直流电，产生PWM波并传输至输出模块。

2.如权利要求1所述脉冲排插，其特征在于：所述整流电路由4个1N5394型号的二极管组成。

3.如权利要求1所述脉冲排插，其特征在于：所述稳压电路采用1N713型号的稳压二极管。

4.如权利要求1所述脉冲排插，其特征在于：所述控制模块采用NE555型号芯片。

5.如权利要求1所述脉冲排插，其特征在于：所述光耦采用MOC3041型号芯片。

6.如权利要求1所述脉冲排插，其特征在于：所述双向可控硅采用BAT16-600型号芯片。