CN204760697U - 带漏电保护装置的插头、插座及usb接口一体化集成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统，能够在用电器漏电时使原本相互接触的火线动触片与火线静触片、零线动触片与零线静触片相互分离，从而能够提供漏电保护功能的，且在一体化集成系统中一体化集成了插头、插座和USB接口，能够既能用作插头又能用作插座的、且能提供USB电源接口，具有多功能的优点。

Description

带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统

技术领域

本实用新型涉及漏电保护器件的技术领域，具体地说涉及一种带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统。

背景技术

插头、插座都是日常生活中常用的接电装置，目前，很多插头或插座都不具有漏电保护功能。在使用时，插头的火线插销、零线插销和地线插销分别直接与电器火线、零线和地线相连，或者，插座的火线插孔、零线插孔和地线插孔分别直接与电源火线、零线和地线相连。在用电器发生漏电时，现有技术提供的插头或插座无法及时将用电器与电源断开，必须由人工来分离，这就容易造成家庭、工厂等的断电，严重时可能发生触电和火灾事故，对生产和生活造成严重后果。

另外，目前的插头和插座大多采用分体设计，即在插座装置上并没有一体集成插头装置，或相反情况也是如此。并且在一般的插头或插座上均不带有USB电源接口。这样导致插头仅具有插头的功能，而插座也仅具有插座的功能等等，功能较为单一，从而适用性较差。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中的插头或插座无法及时、自动断开所接电源和功能单一的问题，从而提出一种能够提供漏电保护功能的、既能用作插头又能用作插座的、且能提供USB电源接口的一种带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统。

本实用新型的一种带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统，包括漏电保护装置、USB电源装置、插头装置、插座装置和外壳；所述漏电保护装置、插座装置和USB电源装置顺次排列于所述外壳内；

所述漏电保护装置包括零序电流互感器、脱扣线圈、锁片、复位柱、复位弹簧、平衡架、火线动触片、零线动触片、火线静触片、零线静触片和电路板；

所述锁片包括撞击片和套接片，所述撞击片紧挨位于所述脱扣线圈的活动端，所述撞击片的一端与所述套接片的一端呈90°固定连接，所述套接片的另一端上具有一限位凸起部，所述限位凸起部用于与所述平衡架上的限位下凹部相适配；所述套接片上还具有一供所述复位柱穿过的通孔；

所述复位柱上从顶端到底端顺次套有所述复位弹簧、电路板、平衡架和锁片的套接片；所述复位柱上开有一沿圆周的凹槽，所述凹槽用于使所述套接片能够卡入所述复位柱内；

所述平衡架包括相互垂直的第一过孔和第二过孔，所述第一过孔用于供所述复位柱穿过，所述第二过孔用于供所述套接片穿过；所述平衡架上具有一与所述套接片上的限位凸起部相适配的限位下凹部；

所述火线动触片和零线动触片的一端能够在平衡架的带动下分别与相应的火线静触片和零线静触片接触或者分离；所述火线动触片和零线动触片的另一端分别与所述电路板固定连接；

所述插头装置包括火线插销、零线插销和地线插销；所述火线插销与所述火线动触片连接；所述零线插销与所述零线动触片连接；

所述插座装置包括火线插套、零线插套和地线插套；

与电器连接的火线、与所述火线插套连接的火线和与所述USB电源装置连接的火线穿过所述零序电流互感器后与所述火线静触片连接；与电器连接的零线、与所述零线插套连接的零线和与所述USB电源装置连接的零线穿过所述零序电流互感器后与所述零线静触片连接。

优选地，所述脱扣线圈包括铁芯和铜棒，所述铁芯和铜棒共轴排列于所述脱扣线圈内，所述铜棒位于靠近所述脱扣线圈的开口一侧。

优选地，所述漏电保护装置包括锁片弹簧，其一端与所述撞击片连接，另一端与所述平衡架连接，用于使所述撞击片压紧在所述脱扣线圈的活动端处。

优选地，所述漏电保护装置还包括银点，所述银点分别设置于火线动触片的与火线静触片相接触的位置上和零线动触片的与零线静触片相接触的位置上；

和/或分别设置于火线静触片的与火线动触片相接触的位置上和零线静触片的与零线动触片相接触的位置上。

优选地，还包括环形指示灯和透明罩，所述环形指示灯设置于所述外壳的背部，所述透明罩罩于所述环形指示灯上。

优选地，所述插座装置包括隔板和保护门，所述隔板和保护门依次盖设于所述火线插套、零线插套和地线插套的上方。

优选地，所述插座装置为三孔插座装置或五孔插座装置。

优选地，所述电路板上设置有漏电保护电路，所述漏电保护电路包括第一压敏电阻和可控硅，所述第一压敏电阻与所述可控硅并联。

优选地，所述漏电保护电路还包括第二压敏电阻，所述第二压敏电阻的一端和与电器连接的火线相连接，另一端和与电器连接的零线相连接。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型中通过在一体化集成系统中设置USB电源装置、插头装置和插座装置，将USB电源装置、插头装置和插座装置实现了一体化集成，从而实现了既能用作插头又能用作插座的、且能提供USB电源接口的一种多功能的插头。通过设置漏电保护装置，使得在用电器发生漏电时可以及时将火线动触片、零线动触片分别与火线静触片、零线静触片分离，从而可以使跟火线静触片、零线静触片分别相连的电器火线、电器零线分别与跟火线动触片、零线动触片分别相连的火线插销、零线插销分离；使跟火线静触片、零线静触片分别相连的火线插套、零线插套分别与跟火线动触片、零线动触片分别相连的火线插销、零线插销分离；使跟火线静触片、零线静触片分别相连的连接USB电源装置的火线、零线分别与跟火线动触片、零线动触片分别相连的火线插销、零线插销分离，及时、自动地将用电器、插座装置和USB电源装置与所接电源断开，实现了漏电保护的功能，防止用电器被损坏和触电、火灾等事故的发生。

本实用新型中通过在脱扣线圈中设置铜棒，可以调节铁芯的位置，起到了调节电磁场力的作用。

本实用新型中通过设置锁片弹簧，实现了锁片、锁片弹簧、平衡架的一体化设计，其结构紧凑，减小了整个一体化集成系统的体积。

本实用新型中通过在动触片与相应静触片的接触位置处设置了一定面积的银点，从而提高了电性连接的可靠性。

本实用新型中通过在外壳的背部设置环形指示灯(氖灯或LED灯)和透明罩，可以指示一体化集成系统的工作状态，并且工作时环形指示灯亮，使得一体化集成系统更加美观。

本实用新型中通过在插座装置中设置保护门，可以有效地防止触电，提高插座装置的安全性。

本实用新型中通过在可控硅的两端并联了第一压敏电阻，以及在与电器连接的火线和与电器连接的零线之间连接了第二压敏电阻，可有效抑制可控硅两端以及与电器连接的火线和零线之间的异常过电压，保护电路安全。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型的一个实施例的带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统的剖视图；

图2是本实用新型的一个实施例的带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统的背部结构图；

图3是本实用新型的一个实施例的带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统的USB接口结构图。

图中附图标记表示为：1-零序电流互感器，2-脱扣线圈，3-锁片，4-复位柱，5-复位弹簧，6-平衡架，7-火线动触片，8-电路板，9-火线，10-火线插销，11-环形指示灯，12-透明罩，13-插座装置，14-USB电源装置，15-外壳，16-USB电源接口。

具体实施方式

图1示出了一个实施例的带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统的剖视图，如图1所示，该一体化集成系统包括漏电保护装置、USB电源装置14、插头装置、插座装置13和外壳15；漏电保护装置、插座装置13和USB电源装置14顺次排列于外壳15内。插头装置设置于外壳15的头部，USB电源装置14的USB电源接口16设置于外壳15的尾部，如图3所示。

漏电保护装置包括零序电流互感器1、脱扣线圈2、锁片3、复位柱4、复位弹簧5、平衡架6、火线动触片7、零线动触片、火线静触片、零线静触片和电路板8。

锁片3包括撞击片和套接片，撞击片紧挨位于脱扣线圈2的活动端，撞击片的一端与套接片的一端呈90°固定连接，撞击片和套接片一种为90°弯曲的一体成形的薄片，如图1所示，水平放置的为撞击片，垂直放置的为套接片。另一种为分体的两个薄片组成，水平放置的撞击片的一端与垂直放置的套接片的一端呈90°固定连接。套接片的另一端上具有一限位凸起部，限位凸起部用于与平衡架6上的限位下凹部相适配。套接片上还具有一供复位柱4穿过的通孔。该通孔可以是椭圆形或者圆形，其直径大于复位柱4的最大直径，复位柱4可以在该通孔内上下移动。

复位柱4上从顶端到底端顺次套有所述复位弹簧5、电路板8、平衡架6和锁片3的套接片，作为一种具体实施方式，如图1所示，复位柱4的顶端有一顶板，复位弹簧5的一端与复位柱4顶端的顶板连接，另一端与电路板8连接。复位柱4上开有一沿圆周的凹槽，凹槽用于使套接片能够卡入复位柱4内，该凹槽可以是沿复位柱4圆周向的整圆周凹槽，也可以是半圆周凹槽。作为一种具体实施方式，如图1所示，该凹槽位于复位柱4的下部，复位柱4以该凹槽为分界，以下部分为圆锥形，以上部分为圆柱形。当套接片处于卡入复位柱4内的状态时，复位弹簧5处于被压紧在复位柱4的顶板和电路板8之间的状态，同时，套接片上的限位凸起部处于被压入于与其相适配的平衡架上的限位下凹部内的状态。

平衡架6包括相互垂直的第一过孔和第二过孔，第一过孔用于供复位柱4穿过，第二过孔用于供套接片穿过；平衡架6上具有一与套接片上的限位凸起部相适配的限位下凹部，用于使限位凸起部能够卡入该限位下凹部内。

火线动触片7和零线动触片(图中未示出)的一端能够在平衡架6的带动下分别与相应的火线静触片和零线静触片接触或者分离；火线动触片7和零线动触片的另一端分别与电路板8固定连接；

插头装置包括火线插销10、零线插销(图中未示出)和地线插销；火线插销10与火线动触片连接；零线插销与零线动触片连接。

插座装置13包括火线插套、零线插套和地线插套。

与电器连接的火线9、与所述火线插套连接的火线9和与所述USB电源装置14连接的火线9穿过零序电流互感器1后与火线静触片连接；与电器连接的零线、与所述零线插套连接的零线和与所述USB电源装置14连接的零线穿过零序电流互感器1后与零线静触片连接。

上述使与电器连接的火线与火线插销、与电器连接的零线与零线插销分别断开连接的工作原理为：当火线插销、零线插销和地线插销分别与所接电源的火线、零线和地线相接之后，在用电器不漏电的情况下，火线动触片、零线动触片分别与火线插销、零线插销相连，从而将所接电源提供的电流经火线(零线)动触片、与火线(零线)动触片接触的火线(零线)静触片、以及连接火线(零线)静触片和电器的火线(零线)传输到用电器，实现对用电器的供电。在用电器发生漏电(如电器的火线与电器的地线误接、电器的零线与电器的地线误接等)的情况下，火线电流和零线电流的矢量和发生变化，零序电流互感器1感应出感应电压，经放大电路放大，放大后的感应电压作为触发信号，控制原本处于断开状态的可控硅的阳极和阴极导通，从而使脱扣线圈2中有了电流，这样就在脱扣线圈2内部产生了电磁场，从而驱动脱扣线圈2内部的铁芯沿电磁场方向运动，再推动锁片3，使套接片沿平衡架6上的限位下凹部滑动，进而使原本卡入复位柱4的凹槽内的套接片滑出凹槽，同时也使原本被压入平衡架6上的限位下凹部内的套接片的限位凸起部也滑出限位下凹部。由于在套接片卡入复位柱4的凹槽内时，复位弹簧5处于被复位柱4上的顶板和电路板8压紧状态，当套接片滑出复位柱4的凹槽后，在复位弹簧5恢复力的作用下，推动复位柱4向上运动，同时，由于在套接片限位凸起部被压入平衡架6限位下凹部时，平衡架6下压两个动触片(火线动触片和零线动触片)，使两个动触片分别与相应的静触片(火线静触片和零线静触片)相接触，当套接片限位凸起部滑出平衡架6的限位下凹部后，在两个动触片的恢复力的作用下，平衡架6被弹起，从而两个动触片与相应的两个静触片分离，使与电器连接的火线与火线插销、与电器连接的零线与零线插销分别断开连接，这样，就实现了所接电源与用电器的连接被断开，从而在用电器漏电时及时、自动断开了用电器与所接电源的连接。

同样，使插座装置的火线插套、零线插套分别与火线插销、零线插销断开连接，以及使USB电源装置的火线、零线分别与火线插销、零线插销断开连接的工作原理与使与电器连接的火线、零线分别与火线插销、零线插销断开连接的工作原理相同，均是使两个动触片与相应的两个静触片分离。

本实施例中通过在一体化集成系统中设置USB电源装置、插头装置和插座装置，将USB电源装置、插头装置和插座装置实现了一体化集成，从而实现了既能用作插头又能用作插座的、且能提供USB电源接口的一种多功能的插头。通过设置漏电保护装置，使得在用电器发生漏电时可以及时将火线动触片、零线动触片分别与火线静触片、零线静触片分离，从而可以使跟火线静触片、零线静触片分别相连的电器火线、电器零线分别与跟火线动触片、零线动触片分别相连的火线插销、零线插销分离；使跟火线静触片、零线静触片分别相连的火线插套、零线插套分别与跟火线动触片、零线动触片分别相连的火线插销、零线插销分离；使跟火线静触片、零线静触片分别相连的连接USB电源装置的火线、零线分别与跟火线动触片、零线动触片分别相连的火线插销、零线插销分离，及时、自动地将用电器、插座装置和USB电源装置与所接电源断开，实现了漏电保护的功能，防止用电器被损坏和触电、火灾等事故的发生。

作为一种优选实施方式，脱扣线圈2包括铁芯和铜棒，脱扣线圈2为一端开口的中空圆柱体，铁芯和铜棒共轴排列于脱扣线圈2内，铜棒位于靠近脱扣线圈2的开口一侧。

本实施例中通过在脱扣线圈中设置铜棒，可以调节铁芯的位置，起到了调节电磁场力的作用。

作为一种优选实施方式，漏电保护装置包括锁片弹簧，其一端与撞击片连接，另一端与平衡架6连接，用于使撞击片压紧在脱扣线圈2的活动端处。

本实施例中通过设置锁片弹簧，实现了锁片、锁片弹簧、平衡架的一体化设计，其结构紧凑，减小了整个一体化集成系统的体积。

作为一种优选实施方式，漏电保护装置还包括银点，银点分别设置于火线动触片7的与火线静触片相接触的位置上和零线动触片的与零线静触片相接触的位置上，和/或分别设置于火线静触片的与火线动触片7相接触的位置上和零线静触片的与零线动触片相接触的位置上。

本实施例中通过在动触片与相应静触片的接触位置处设置了一定面积的银点，从而提高了电性连接的可靠性。

作为一种优选实施方式，上述一体化集成系统还包括环形指示灯11和透明罩12，如图2所示，环形指示灯11设置于外壳15的背部，透明罩12罩于环形指示灯11上，用于保护环形指示灯11。环形指示灯11为氖灯或LED灯，利用IC直流电源给环形指示灯11供电，该IC直流电源并且是低压，可以延长环形指示灯的寿命。

本实施例中通过在外壳的背部设置环形指示灯(氖灯或LED灯)和透明罩，可以指示一体化集成系统的工作状态，并且工作时环形指示灯亮，使得一体化集成系统更加美观。

作为一种优选实施方式，插座装置13包括隔板和保护门，隔板和保护门依次盖设于火线插套、零线插套和地线插套的上方。插座装置为三孔插座装置或五孔插座装置。

本实施例中通过在插座装置中设置保护门，可以有效地防止触电，提高插座装置的安全性。

作为一种优选实施方式，电路板8上设置有漏电保护电路，该漏电保护电路可以采用现有的包括了零序电流互感器、放大电路、可控硅和脱扣线圈等电器件的漏电保护电路，也可以优选地，在漏电保护电路中还设置包括第一压敏电阻和第二压敏电阻，第一压敏电阻与可控硅并联；第二压敏电阻的一端和与电器连接的火线相连接，另一端和与电器连接的零线相连接。

本实施例中通过在可控硅的两端并联了第一压敏电阻，以及在与电器连接的火线和与电器连接的零线之间连接了第二压敏电阻，可有效抑制可控硅两端以及与电器连接的火线和零线之间的异常过电压，保护电路安全。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种带漏电保护装置的插头、插座及USB接口一体化集成系统，其特征在于，包括漏电保护装置、USB电源装置(14)、插头装置、插座装置(13)和外壳(15)；所述漏电保护装置、插座装置(13)和USB电源装置(14)顺次排列于所述外壳(15)内；

所述漏电保护装置包括零序电流互感器(1)、脱扣线圈(2)、锁片(3)、复位柱(4)、复位弹簧(5)、平衡架(6)、火线动触片(7)、零线动触片、火线静触片、零线静触片和电路板(8)；

所述锁片(3)包括撞击片和套接片，所述撞击片紧挨位于所述脱扣线圈(2)的活动端，所述撞击片的一端与所述套接片的一端呈90°固定连接，所述套接片的另一端上具有一限位凸起部，所述限位凸起部用于与所述平衡架(6)上的限位下凹部相适配；所述套接片上还具有一供所述复位柱(4)穿过的通孔；

所述复位柱(4)上从顶端到底端顺次套有所述复位弹簧(5)、电路板(8)、平衡架(6)和锁片(3)的套接片；所述复位柱(4)上开有一沿圆周的凹槽，所述凹槽用于使所述套接片能够卡入所述复位柱(4)内；

所述平衡架(6)包括相互垂直的第一过孔和第二过孔，所述第一过孔用于供所述复位柱(4)穿过，所述第二过孔用于供所述套接片穿过；所述平衡架(6)上具有一与所述套接片上的限位凸起部相适配的限位下凹部；

所述火线动触片(7)和零线动触片的一端能够在平衡架(6)的带动下分别与相应的火线静触片和零线静触片接触或者分离；所述火线动触片(7)和零线动触片的另一端分别与所述电路板(8)固定连接；

所述插头装置包括火线插销(10)、零线插销和地线插销；所述火线插销(10)与所述火线动触片连接；所述零线插销与所述零线动触片连接；

所述插座装置(13)包括火线插套、零线插套和地线插套；

与电器连接的火线(9)、与所述火线插套连接的火线(9)和与所述USB电源装置(14)连接的火线(9)穿过所述零序电流互感器(1)后与所述火线静触片连接；与电器连接的零线、与所述零线插套连接的零线和与所述USB电源装置(14)连接的零线穿过所述零序电流互感器(1)后与所述零线静触片连接。

2.根据权利要求1所述的一体化集成系统，其特征在于，所述脱扣线圈(2)包括铁芯和铜棒，所述铁芯和铜棒共轴排列于所述脱扣线圈(2)内，所述铜棒位于靠近所述脱扣线圈(2)的开口一侧。

3.根据权利要求1所述的一体化集成系统，其特征在于，所述漏电保护装置包括锁片弹簧，其一端与所述撞击片连接，另一端与所述平衡架(6)连接，用于使所述撞击片压紧在所述脱扣线圈(2)的活动端处。

4.根据权利要求1所述的一体化集成系统，其特征在于，所述漏电保护装置还包括银点，所述银点分别设置于火线动触片(7)的与火线静触片相接触的位置上和零线动触片的与零线静触片相接触的位置上；

和/或分别设置于火线静触片的与火线动触片(7)相接触的位置上和零线静触片的与零线动触片相接触的位置上。

5.根据权利要求1所述的一体化集成系统，其特征在于，还包括环形指示灯(11)和透明罩(12)，所述环形指示灯(11)设置于所述外壳(15)的背部，所述透明罩(12)罩于所述环形指示灯(11)上。

6.根据权利要求1所述的一体化集成系统，其特征在于，所述插座装置(13)包括隔板和保护门，所述隔板和保护门依次盖设于所述火线插套、零线插套和地线插套的上方。

7.根据权利要求1所述的一体化集成系统，其特征在于，所述插座装置为三孔插座装置或五孔插座装置。

8.根据权利要求1-7任一所述的一体化集成系统，其特征在于，所述电路板(8)上设置有漏电保护电路，所述漏电保护电路包括第一压敏电阻和可控硅，所述第一压敏电阻与所述可控硅并联。

9.根据权利要求8所述的一体化集成系统，其特征在于，所述漏电保护电路还包括第二压敏电阻，所述第二压敏电阻的一端和与电器连接的火线相连接，另一端和与电器连接的零线相连接。