CN208315942U - 一种多功能插排 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能插排，包括壳体和插排电路，所述壳体内设置有电路板，电路板上设有电流检测单元、控制单元、报警单元和电源单元；所述控制单元采用单片机；所述电源单元连接外接电源，为电流检测单元、报警单元和控制单元提供工作电源；所述电流检测单元用于检测插排电路工作电流的大小；所述报警单元连接控制单元的输出端，当插排电路的工作电流大于设定的电流时，控制单元控制报警单元工作。本实用新型在插排的插排电路中设置电流检测单元，当检测到的电流超过插排额定电流时自动报警，一定时间后可自动切断插排电源；提高了插排工作的安全性，防止了插排在长时间超负荷工作时火灾的发生，具有很好的安全性。

Description

一种多功能插排

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种多功能插排。

背景技术

日常生活中，在使用电炉、电热毯、取暖器等电器设备时，通常会使用到插排。当插排上连接的家用电器较多时，往往会造成插排的工作电流要大于其额定电流的情况，使插排电路出现过载的问题，如果不能及时进行处理将导致火灾等情况的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种多功能插排，可对插排工作状态进行实时检测，当插排超负荷工作时进行报警，并在必要时能自动切断插排电源。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种多功能插排，包括壳体和插排电路，所述壳体内设置有电路板，电路板上设有电流检测单元、控制单元、报警单元和电源单元；

所述控制单元采用单片机；

所述电源单元连接外接电源，为电流检测单元、报警单元和控制单元提供工作电源；

所述电流检测单元用于检测插排电路工作电流的大小，包括电感L、霍尔传感器H、运算放大器OP1、第一可调电阻R1和第二可调电阻R2，所述电感L与插排电路串联连接，所述霍尔传感器H设置于电感附近可监测电感磁场变化的位置，霍尔传感器H的正电源接线端连接电源单元，负电源接线端接地，输出端连接第一可调电阻R1的一个固定端，第一可调电阻R1的另一个固定端接地，第一可调电阻R1的调节端连接运算放大器OP1的输入正端，运算放大器OP1的输入负端连接第二可调电阻R2的调节端，第二可调电阻R2的一个固定端连接电源单元，另一个固定端接地，运算放大器OP1的输出端连接控制单元输入端；

所述报警单元连接控制单元的输出端，当插排电路的工作电流大于设定的电流时，控制单元控制报警单元工作。

上述技术方案中，进一步地，所述第一可调电阻R1和第二可调电阻R2均采用电位器。

上述技术方案中，进一步地，所述报警单元包括三极管D1和蜂鸣器HA，所述三极管D1基极连接控制单元输出端，集电极经蜂鸣器HA连接电源单元，发射极接地。

上述技术方案中，进一步地，所述电路板上还设置有报警解除单元，所述报警解除单元包括依次串联连接的第三电阻R3和信号开关SB1，所述第三电阻R3另一端连接控制单元输出端，信号开关SB1另一端接地。

上述技术方案中，进一步地，所述电路板上还设有开关控制单元，所述开关控制单元用于控制插排电路的通断，所述开关控制单元包括继电器线圈KM2、二极管D2和第一三极管D3，二极管D2与继电器线圈KM2并联，二极管D2阴极连接电源单元，阳极连接第一三极管集电极，第一三极管D3基极连接控制单元输出端，发射极接地。

上述技术方案中，进一步地，所述控制单元采用MC51单片机。

上述技术方案中，进一步地，所述壳体内还设有USB接口电路。

上述技术方案中，进一步地，所述壳体包括上壳体和下壳体，上壳体上设有电源开关按键、蜂鸣器安装孔、报警解除按键、多个电器插孔和多个USB插口，所述多个电器插孔在上壳体左右两侧呈两列并排设置，USB插口设置在上壳体上位于电器插孔下方位置，所述USB接口电路设置在上壳体上；所述电路板固定设置在下壳体上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型在插排的插排电路中设置电流检测单元，通过霍尔传感器对插排电路中的电流大小进行检测，当检测到的电流超过插排额定电流时，通过控制单元控制实现自动报警，一定时间后通过开关控制单元自动切断插排电源；提高了插排工作的安全性，防止了插排在长时间超负荷工作时火灾的发生，具有很好的安全性。

2)本实用新型中设置报警解除单元，但插排发出报警后一段时间内，如果通过人为干预排除了插排超负荷运行的问题，则可通过报警解除单元解除报警，从而避免控制单元切断插排的整个电源，而影响到整个插排上所插接电器的正常运行，使插排既具有很好的安全性，又具有很好的人性化操作性能。

3)本实用新型通过电感和霍尔传感器实现对插排电路电流的检测，整体电路结构简单；电路板集成度高，结构简单，体积小，可在将其安装在现有的普通插排中，可适用于对普通插座的智能化改造。

4)本实用新型中设置有USB接口电路，进一步扩展了插排的使用性能，使其更加贴近家居、工作使用的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型中上壳体内部结构示意图。

图3为本实用新型中电路板在下壳体上的安装示意图。

图4为本实用新型中控制单元电路图。

图5为本实用新型中电流检测单元电路图。

图6为本实用新型中报警单元电路图。

图7为本实用新型中开关控制单元电路图。

图8为本实用新型中报警解除单元电路图。

图中：1、上壳体，2、下壳体，3、电源开关按键，4、蜂鸣器安装孔，5、报警解除按键，6、电器插孔，7、USB插口，8、电路板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

本实施例中的多功能插排，包括壳体和插排电路，壳体内设置有电路板，电路板上设有电流检测单元、控制单元、报警单元和电源单元。

如图4所示，本实施例中控制单元采用单片机，具体地可控制单元可采用MC51单片机，这种单片机芯片成本较低，功耗低，并且可满足该插排的控制性能要求。

本实施例中，电源单元连接外接电源，电源单元用于将外接电源电压转换成控制单元、电流检测单元及插排中其它电子元器件工作时所需的电压，为电流检测单元、控制单元等提供工作电源。

本实施例中，在插排的插排电路中设置电流检测单元，通过霍尔传感器对插排电路中的电流大小进行检测。具体地，如图5所示，电流检测单元包括电感L、继电器KM1、霍尔传感器H、运算放大器OP1、第一可调电阻R1和第二可调电阻R2，所述电感L与继电器KM1串联连接后与插排电路串联连接，所述霍尔传感器H设置于电路板上位于电感一侧附近可监测电感磁场变化的位置，霍尔传感器H的正电源接线端连接电源单元，负电源接线端接地，输出端连接第一可调电阻R1的一个固定端，第一可调电阻R1的另一个固定端接地，第一可调电阻R1的调节端连接运算放大器OP1的输入正端，运算放大器OP1的输入负端连接第二可调电阻R2的调节端，第二可调电阻R2的一个固定端连接电源单元，另一个固定端接地，运算放大器OP1的输出端连接控制单元输入端P2.0。

插排在工作过程中，通过在插排电路中串联连接电感，将霍尔传感器设置在电感一侧，对电感产生的磁场进行检测并转换成电压信号，经过运算放大器放大后送入单片机进行AD转换，检测运算放大器输出的正弦电压，通过积分等运算即可计算出插排电路中电流的大小；电流检测单元实现对插排电路中的电流大小的检测。

优选地，电流检测单元中第一可调电阻R1和第二可调电阻R2均采用电位器。

如图5所示，报警单元包括三极管D1和蜂鸣器HA，三极管D1基极连接到控制单元输出端P2.2，集电极经蜂鸣器HA连接电源单元，发射极接地。当单片机检测到插排工作电流大于10A时，并持续时间达30分钟后，单片机控制蜂鸣器发出警报，进行报警。

本实施例中，电路板8上还设置有报警解除单元；如图8所示，所述报警解除单元包括依次串联连接的第三电阻R3和信号开关SB1，所述第三电阻R3另一端连接到控制单元输出端P2.3，信号开关SB1另一端接地。报警单元报警时，通过信号开关控制报警解除单元，为单片机输出一个信号，单片机检测到该信号后控制报警单元停止报警，从而实现报警的解除。报警解除后，插排继续正常工作，从而避免控制单元切断插排的整个电源，而影响到整个插排上所插接电器的正常运行，使插排既具有很好的安全性，又具有很好的人性化操作性能。

本实施例中，电路板8上还设有开关控制单元，所述开关控制单元用于控制插排电路的通断；如图7所示，所述开关控制单元包括继电器线圈KM2、二极管D2和第一三极管D3，二极管D2与继电器线圈并联KM2，二极管D2阴极连接电源单元，阳极连接第一三极管D3集电极，第一三极管D3基极连接控制单元输出端P2.1，发射极接地。

当插排电路工作电流大于10A，并持续一段时间后，单片机控制报警单元进行报警，当警报持续1分钟后，单片机输出给开关控制单元一个信号，继电器线圈动作使插排电路断电，自动切断插排电源，使插排具有很好的安全性，防止了插排在长时间超负荷工作时火灾的发生。

本实施例中，壳体内还设有USB接口电路，可直接连接USB数据线，从而进一步扩展了插排的使用性能，使其更加贴近家居、工作使用的需求。

如图1至3所示，壳体包括上壳体1和下壳体2，在上壳体1上设置有用于控制插排电路通断的电源开关按键3、用于安装蜂鸣器的蜂鸣器安装孔4、报警解除按键5、六个电器插孔6和两个USB插口7，六个电器插孔6在上壳体上左右两侧呈两列并排设置，两个USB插口7设置在上壳体1上位于两列电器插孔的下方位置。

在壳体内部，插排电路设置在壳体内的上壳体上连接到各电器插孔，为插接在电器插孔上的电器供电；电路板8固定设置在下壳体2上，位于各电器插孔6的上方位置；USB接口电路设置在上壳体1上，布置在两列电器插孔6之间。

采用上述结构，插排整体电路结构简单；电路板集成度高，结构简单，体积小，可在将其安装在现有的普通插排中，可适用于对普通插座的智能化改造。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多功能插排，其特征在于，包括壳体和插排电路，所述壳体内设置有电路板，电路板上设有电流检测单元、控制单元、报警单元和电源单元；

所述控制单元采用单片机；

所述电源单元连接外接电源，为电流检测单元、报警单元和控制单元提供工作电源；

所述电流检测单元用于检测插排电路工作电流的大小，包括电感L、霍尔传感器H、运算放大器OP1、第一可调电阻R1和第二可调电阻R2，所述电感L与插排电路串联连接，所述霍尔传感器H设置于电感附近可监测电感磁场变化的位置，霍尔传感器H的正电源接线端连接电源单元，负电源接线端接地，输出端连接第一可调电阻R1的一个固定端，第一可调电阻R1的另一个固定端接地，第一可调电阻R1的调节端连接运算放大器OP1的输入正端，运算放大器OP1的输入负端连接第二可调电阻R2的调节端，第二可调电阻R2的一个固定端连接电源单元，另一个固定端接地，运算放大器OP1的输出端连接控制单元输入端；

所述报警单元连接控制单元的输出端，当插排电路的工作电流大于设定的电流时，控制单元控制报警单元工作。

2.根据权利要求1所述的多功能插排，其特征在于，所述第一可调电阻R1和第二可调电阻R2均采用电位器。

3.根据权利要求1所述的多功能插排，其特征在于，所述报警单元包括三极管D1和蜂鸣器HA，所述三极管D1基极连接控制单元输出端，集电极经蜂鸣器HA连接电源单元，发射极接地。

4.根据权利要求1所述的多功能插排，其特征在于：所述电路板上还设置有报警解除单元，所述报警解除单元包括依次串联连接的第三电阻R3和信号开关SB1，所述第三电阻R3另一端连接控制单元输出端，信号开关SB1另一端接地。

5.根据权利要求1或4所述的多功能插排，其特征在于，所述电路板上还设有开关控制单元，所述开关控制单元用于控制插排电路的通断，所述开关控制单元包括继电器线圈KM2、二极管D2和第一三极管D3，二极管D2与继电器线圈KM2并联，二极管D2阴极连接电源单元，阳极连接第一三极管D3集电极，第一三极管D3基极连接控制单元输出端，发射极接地。

6.根据权利要求1所述的多功能插排，其特征在于，所述控制单元采用MC51单片机。

7.根据权利要求5所述的多功能插排，其特征在于，所述壳体内还设有USB接口电路。

8.根据权利要求7所述的多功能插排，其特征在于，所述壳体包括上壳体和下壳体，上壳体上设有电源开关按键、蜂鸣器安装孔、报警解除按键、多个电器插孔和多个USB插口，所述多个电器插孔在上壳体左右两侧呈两列并排设置，USB插口设置在上壳体上位于电器插孔下方位置，所述USB接口电路设置在上壳体上；所述电路板固定设置在下壳体上。