CN204760679U - 一种智能节能电源排插 - Google Patents

Abstract

一种智能节能电源排插，其结构如附图所示。其功率计量电路由集成电路芯片CSE7759，电阻R1～R5和电容C1～C3组成；控制电路由AT89C2051单片机，电阻R6、R7，电容C4～C7，晶振X1，按钮SET，三极管BG1，二极管D1，继电器J1和发光二极管D2组成；显示电路由液晶显示器LCD1和电位器RP1组成；电源电路由集成电路芯片78L05，电阻R8、R9，电容C8～C11，二极管D3、D4和稳压二极管DZ1组成；电源排插由一个主插孔和三个副插孔组成。其积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻，成本低、功耗小、价格便宜，操作简单，使用方便。

Description

一种智能节能电源排插

技术领域

本实用新型涉及节能电源插座技术领域，具体涉及一种智能节能电源排插。

背景技术

人们在将电脑或电视机关机后一般都不会拔掉电源插头，电脑或电视机及其周边设备还会消耗电能，常用的台式电脑和电视机关机后的待机功耗约为3W，笔记本电脑关机后的待机功耗约为2W，打印机待机功耗约为10W。同时，电器设备长时间待机会加速老化，缩短使用寿命，增大安全隐患。电脑和电视机使用频率高，使用面广，由于人为习惯造成的待机功耗浪费很大，运用智能节能电源排插可实现节能。目前，国内外对于智能节能电源插座的研究，已有一些技术成果，未能得到推广应用，主要有三个个方面的原因：一是目前国内设计的关机自动断电电路板面积较大，与电源插座集成应用有较大难度；二是耗电和成本较高；三是目前市面上只有电压显示没有功率显示的插座，电压显示没有实际意义，有功率显示时，人们在看到它们用了多少电，才会意识到需要节约用电，有功率显示功能才是节能电源插座的开创性设计。因此，研究和应用有功率显示功能的智能断电插座，对节能和安全使用电器设备，有重要的积极意义。

发明内容

为解决现有节能电源插座的不足，本实用新型公开一种智能节能电源排插。该智能节能电源排插应用CSE7759单相电能计量芯片检测和显示电脑或电视机消耗的有功功率，采用AT89C2051单片机进行数据处理和控制电源排插与交流市电的接通与断开，利用非隔离＋5V电源供电，电源排插主插孔的最大负载电流为10A，主插孔的负载功率小于5W时自动断开电源排插与交流市电的连接。将电脑或电视机的电源插头插入电源排插的主插孔，电脑或电视机的周边设备的电源插头插在副插孔中，在电脑或电视机关机进入待机状态时，自动断开电脑或电视机及其周边设备的电源，从而实现节能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种智能节能电源排插，由功率计量电路、控制电路、显示电路、电源电路和电源排插组成。功率计量电路由集成电路芯片CSE7759，电阻R1、R2、R3、R4、R5和电容C1、C2、C3组成；控制电路由AT89C2051单片机，电阻R6、R7，电容C4、C5、C6、C7，晶振X1，按钮SET，三极管BG1，二极管D1，继电器J1和发光二极管D2组成；显示电路由液晶显示器LCD1和电位器RP1组成；电源电路由集成电路芯片78L05，电阻R8、R9，电容C8、C9、C10、C11，二极管D3、D4和稳压二极管DZ1组成。电源排插由一个主插孔和三个副插孔组成。

本实用新型的积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻，成本低、功耗小、价格便宜，操作简单，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构方框图。

图2为本实用新型的功率计量电路和电源排插。

图3为本实用新型的控制电路和显示电路。

图4为本实用新型的电源电路。

具体实施方式

如附图1所示，本实用新型由功率计量电路、控制电路、显示电路、电源电路和电源排插组成。功率计量电路的输入端接交流市电，输出端接控制电路的功率计量输入端，控制电路的交流市电输入端接交流市电，输出端接显示电路和电源排插，电源电路的输入端接交流市电，输出端接功率计量电路、控制电路和显示电路的直流电源输入端。

如附图2所示，功率计量电路由集成电路芯片CSE7759，电阻R1～R5和电容C1～C3组成。电阻R1与R2一端的连接点接电源排插主插孔的零线端，R3一端与R2另一端的连接点接地，并连接电源排插三个副插孔的零线端和交流市电的零线，主插孔和三个副插孔的火线端相连，并连接控制电路中的继电器JI的2脚。R1的另一端与C2的一端相连为电流采样的输出端V1P，与CSE7759的2脚V1P相连接，R3的另一端与C1的一端相连为电流采样的输出端V1N，与CSE7759的3脚V1N相连接，C1与C2的另一端相连并接地。R5与R4串联，R5的一端接交流市电的火线，R4与C3并联的一端接地，并联的另一端与R5的另一端相连为电压采样的输出端V2P，接CSE7759的4脚电压采样输入端V2P。CSE7759的1脚接＋5V电源，5脚接地，6脚接控制电路的AT89C2051的6脚，7、8脚悬空不用。电源排插由一个主插孔和三个副插孔组成。

本实用新型的电流和电压采样都采用电阻采样方式。电脑或电视机的电流流过电阻R2，经R1、C2和R3、C1阻容滤波，将电流信号转换成电压信号。电流采样电阻R2设计为0.002Ω/2W的锰铜电阻，最大采样电流为10A。电压采样是利用电阻R5与R4串联分压采样，将R4分得的电压经C3滤波得到采样电压。电阻R5的电阻值设计为1MΩ，R4的电阻值为1KΩ，实用于对220V交流市电的电压采样。

CSE7759是芯海科技有限公司设计的单相电能计量芯片，可测量用电设备的电压、电流、功率、功率因素等用电参数。采用CMOS工艺，SOP8封装，内置振荡器和2.43V基准电压，外围电路简单、精度高、工作电流<3mA。CF引脚输出脉冲频率指示有功功率值，CF1引脚输出脉冲频率当SEL引脚为高电平，指示电压有效值，当SEL引脚为低电平指示电流有效值。

如附图3所示，控制电路由AT89C2051单片机，电阻R6、R7，电容C4～C7，晶振X1，按钮SET，三极管BG1，二极管D1，继电器J1和发光二极管D2组成。AT89C2051的1脚接R7一端与C6负极的连接点，2、3、7脚分别接LCD1602的6、5、4脚，4脚接晶振X1一端与电容C5一端的连接点，5脚接晶振X1另一端与电容C4一端的连接点，6接CSE7759的6脚，8脚接按钮SET的一端、9脚接R6的一端，10脚与R7、C4、C5、C7、SET的另一端、发光二极管D2的负极和三极管BG1的发射极都接地，11脚接三极管BG1的基极，12～19脚分别接LCD1602的14～7脚，20脚、C6的正极和的C7一端都接＋5V电源。R6的另一端与D2的正极相连接。继电器JI的1脚接交流市电的火线，2脚与电源排插的主插孔和三个副插孔的火线端相连，3脚与二极管D1的正极和三极管BG1的集电极相连接，4脚与D1的负极和＋12V电源相连接。

AT89C2051是ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机。AT89C2051的1脚是复位端，R7、C6组成单片机的复位电路。AT89C2051的4脚、5脚内部电路与外部的晶振X1和电容C4、C5组成时钟振荡电路。AT89C2051通过测量电能计量芯片CSE7759的CF引脚输出的高频脉冲的频率来计算有功功率。本实用新型设计主插孔的负载功率小于5W时，AT89C2051的11脚输出低电平，通过三极管BG1驱动继电器来断开电源排插的火线端与交流市电火线的连接。

按钮SET为电源排插的电源开/关键，可以控制继电器的闭合与关断，按压SET键，可使电源排插的电源在接通或关断之间转换。电源排插的电源接通时，发光二极管D2点亮，电源关断时，D2熄灭。用户要使用电脑或电视机时，只需按压SET键，即可接通电脑或电视机及其各个周边设备的电源。在电脑或电视机关机进入待机状态主插孔的负载功率小于5W时，自动断开电脑或电视机及其周边设备（路由器、打印机、机顶盒、功放等）的电源，不需要手动去关闭电脑或电视机及其各个周边设备的电源，从而实现节能。

如附图3所示，显示电路由液晶显示器LCD1和电位器RP1组成。LCD显示电路的LCD1602的1脚接地，2脚接＋5V电源，3脚接电位器RP1的滑动端，RP1的一端接＋5V电源，另一端接地，LCD1602的4、5、6脚分别接AT89C2051的7、3、2脚，7～14脚分别接AT89C2051的19～12脚。电位器RP1用于调节字符的对比度。

如附图4所示，电源电路由集成电路芯片78L05，电阻R8、R9，电容C8～C11，二极管D3、D4和稳压二极管DZ1组成。C8与R8并联的一端接交流市电的火线，另一端接R9的一端，R9的另一端接D3负极与D4正极的连接点，D4的负极、DZ1的负极、C9的正极、C10的一端和78L05的1脚相连接为＋12V电源的输出端，78L05的3脚与C11的正极相连接为＋5V电源的输出端，D3的正极、DZ1的正极、C9的负极、C10的另一端、78L05的2脚和C11的负极都接地，并连接交流市电的零线。

本实用新型设计的智能节能电源排插，工作电压为220V的交流市电，自身耗电小于0.6W，主插孔最大负载电流为10A，主插孔负载功率小于5W时自动断开电源排插的电源。该智能节能电源排插，电路简单、体积小、重量轻，成本低、功耗小、价格便宜，操作简单，使用方便，拥有广阔的市场前景。

Claims (5)

1.一种智能节能电源排插，其特征是：一种智能节能电源排插，由功率计量电路、控制电路、显示电路、电源电路和电源排插组成；功率计量电路由集成电路芯片CSE7759，电阻R1、R2、R3、R4、R5和电容C1、C2、C3组成；控制电路由AT89C2051单片机，电阻R6、R7，电容C4、C5、C6、C7，晶振X1，按钮SET，三极管BG1，二极管D1，继电器J1和发光二极管D2组成；显示电路由液晶显示器LCD1和电位器RP1组成；电源电路由集成电路芯片78L05，电阻R8、R9，电容C8、C9、C10、C11，二极管D3、D4和稳压二极管DZ1组成；电源排插由一个主插孔和三个副插孔组成；功率计量电路的输入端接交流市电，输出端接控制电路的功率计量输入端，控制电路的交流市电输入端接交流市电，输出端接显示电路和电源排插，电源电路的输入端接交流市电，输出端接功率计量电路、控制电路和显示电路的直流电源输入端。

2.根据权利要求1所述的一种智能节能电源排插，其特征是：功率计量电路的电阻R1与R2一端的连接点接电源排插主插孔的零线端，R3一端与R2另一端的连接点接地，并连接电源排插三个副插孔的零线端和交流市电的零线，主插孔和三个副插孔的火线端相连，并连接控制电路中的继电器JI的2脚；R1的另一端与C2的一端相连为电流采样的输出端V1P，与CSE7759的2脚V1P相连接，R3的另一端与C1的一端相连为电流采样的输出端V1N，与CSE7759的3脚V1N相连接，C1与C2的另一端相连并接地；R5与R4串联，R5的一端接交流市电的火线，R4与C3并联的一端接地，并联的另一端与R5的另一端相连为电压采样的输出端V2P，接CSE7759的4脚电压采样输入端V2P；CSE7759的1脚接＋5V电源，5脚接地，6脚接控制电路的AT89C2051的6脚，7、8脚悬空不用；电源排插由一个主插孔和三个副插孔组成。

3.根据权利要求1所述的一种智能节能电源排插，其特征是：电流采样电阻R2设计为0.002Ω/2W的锰铜电阻，最大采样电流为10A；电压采样电阻R5的电阻值设计为1MΩ，R4的电阻值为1KΩ，实用于对220V交流市电的电压采样。

4.根据权利要求1所述的一种智能节能电源排插，其特征是：控制电路的AT89C2051的1脚接R7一端与C6负极的连接点，2、3、7脚分别接LCD1602的6、5、4脚，4脚接晶振X1一端与电容C5一端的连接点，5脚接晶振X1另一端与电容C4一端的连接点，6接CSE7759的6脚，8脚接按钮SET的一端、9脚接R6的一端，10脚与R7、C4、C5、C7、SET的另一端、发光二极管D2的负极和三极管BG1的发射极都接地，11脚接三极管BG1的基极，12～19脚分别接LCD1602的14～7脚，20脚、C6的正极和的C7一端都接＋5V电源；R6的另一端与D2的正极相连接；继电器JI的1脚接交流市电的火线，2脚与电源排插的主插孔和三个副插孔的火线端相连，3脚与二极管D1的正极和三极管BG1的集电极相连接，4脚与D1的负极和＋12V电源相连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能节能电源排插，其特征是：主插孔的负载功率小于5W时，AT89C2051的11脚输出低电平，通过三极管BG1驱动继电器来断开电源排插的火线端与交流市电火线的连接。