智能安全电源供电器
技术领域
本实用新型涉及供电设备领域,特别是一种智能安全电源供电器。
背景技术
在家庭、办公场所、生产企业、商业场所等等供电区域,为了保证供电的正常,会安装包括漏电保护器、空气开关等在内的供电保护设备。空气开关工作时只能在电流超过它标定的电流时切断电源,不具有人员接触火线后及时断开电源保护人身安全的功能;漏电保护器只能在电路或电器漏电的情况下,以及人员站在地上不小心接触到裸露的火线后,切断电源达到保护作用的功能,无法有效做到电不伤人的目地,特别在漏电保护器性能欠佳时,当人员接触火线由于延迟断开或者甚至损坏不断开输出电源,会有导致人员受到严重电伤害的几率;因此现有的空气开关、漏电保护器作为安全供电的辅助设备还存在局限性。
现有供电保护设备都不具有在电压或高或过低时及时断开输入电源的功能,这样用电设备输入电压过高或过低都有因输入电源不正常而损坏的几率。再者,现有的供电保护设备不具有远程控制的功能,这样假如使用者需要在远端控制家中用电设备就无法实现(比如出门前没有关闭电热毯、空调等的电源开关,出门后为了防止用电设备继续工作造成电能浪费、或者造成用电事故就需要在远端关闭用电设备的工作电源)。
实用新型内容
为了克服现有供电保护设备因结构所限存在的弊端,本实用新型提供了一种工作时通过隔离变压器为家中用电设备供电,由于隔离变压器作用,即使使用者用电中不小心接触到用电线路的火线也不会造成触电事故,应用更加安全,具有电压检测电路,应用中输入电压过高或过低导致用电设备工作受到影响时,能及时断开输入电源,防止了用电设备在不正常电压下使用损坏的几率,并能经提示电路明确给予提示,到底电源异常是电压过高还是过低导致的,提高了使用者查询故障的效率,具有远程控制电路,使用者可通过手机控制家中总电源的开或闭,由此达到远程控制家电工作方式目地的智能安全电源供电器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
智能安全电源供电器,包括隔离变压器、漏电保护断路器、开关电源,漏电保护断路器两个进线端分别和交流电源两极经导线连接,其特征在于还具有手机远程控制电路、电压检测电路、指示电路;所述隔离变压器、漏电保护断路器、开关电源、电压检测电路、指示电路、手机远程控制电路安装在壳体内;所述漏电保护断路器两个出线端和手机远程控制电路两个控制电源输入端经导线分别连接,手机远程控制电路的两个控制电源输出端和隔离变压器两个初级绕组分别经导线连接,隔离变压器两个次级绕组和供电线路两端、开关电源及电压检测电路的电源输入两端经导线分别连接,开关电源的两个电源输出端和手机远程控制电路的电源输入端、电压检测电路的控制电源输入端经导线分别连接,电压检测电路的控制电源输出端和指示电路的电源输入端经导线连接,电压检测电路信号输出端和漏电保护断路器的手动实验按钮下两个触点分别经导线连接。
进一步地,所述隔离变压器是交流转交流隔离变压器。
进一步地,所述开关电源是交流转直流开关电源模块,在开关电源模块的电源输出两端并联有蓄电池。
进一步地,所述手机远程控制电路是手机APP远程控制开关,手机远程控制电路配套有继电器,其间经电路板布线连接,手机远程控制电路的电源输出端和继电器正极电源输入端连接,手机远程控制电路的负极电源输入端和继电器负极电源输入端连接。
进一步地,所述电压检测电路包括电源变压器、整流桥堆、电解电容、二极管、电阻、可调电阻、NPN三极管、三端电压检测器和继电器,其间经电路板布线连接,整流桥堆型号是KBP301,三端电压检测器型号是AN051A,变压器次级绕组两端和整流桥堆电源输入两端分别连接,整流桥堆电源输出两端和电解电容正负两极分别连接,电解电容正极和两只可调电阻一端、第一只及第二只继电器正极电源输入端连接,两只可调电阻另一端和两只三端电压检测器正极电源输入端分别连接,电解电容负极和两只三端电压检测器负极电源输入端、第三只继电器负极电源输入端、两只NPN三极管发射极连接,两只三端电压检测器正极电源输出端和两只电阻一端分别连接,两只电阻另一端和两只NPN三极管基极分别连接,两只NPN三极管集电极和第一只及第二只继电器负极电源输入端分别连接,第一只继电器常闭触点端和第一只二极管正极连接,第二只继电器常开触点端和第二只二极管正极连接,两只二极管负极和第三只继电器正极电源输入端连接。
进一步地,所述指示电路包括电阻和发光二极管,其间经电路板布线连接,两只电阻一端和两只发光二极管正极连接。
本实用新型有益效果是:本新型使用中,通过隔离变压器为用电设备供电,这样实际应用中,只要使用者不同时接触隔离变压器输出电源两端,即使不小心接触到隔离变压器的火线输出端,也不会导致触电事故,应用更加安全。应用中,当输入电压过高或过低时,在电压检测电路作用下,能及时断开输入电源,防止了用电设备在不正常电压下使用损坏的几率,并能经提示电路明确给予使用者提示,到底电源异常是电压过高还是过低导致的,提高了使用者查询故障的效率。本发明的手机远程控制电路应用中,通过现有成熟的手机远程控制技术,使用者可通过手机控制家中总电源的开或闭,由此能达到远程控制家电工作方式的目地,应用更加方便。基于上述,本新型具有好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型结构示意图;
图2是本实用新型结构框图;
图3是本实用新型电路图。
具体实施方式
图1、2中所示,智能安全电源供电器,包括隔离变压器1、漏电保护断路器2、开关电源3,还具有手机远程控制电路4、电压检测电路5、指示电路6,隔离变压器1的下端通过螺杆螺母安装在壳体7的内下中部,漏电保护断路器2安装在壳体前内侧,漏电保护断路器2的操作手柄位于壳体7前端开孔外,开关电源3、电压检测电路5、指示电路6、手机远程控制电路4安装在电路板上,电路板安装在壳体7内后端下部。指示电路两只发光二极管61发光面位于壳体7前端开孔下外侧。
图3中所示,隔离变压器T是品牌鹏稳、型号SG的交流220V转交流220V隔离电源变压器,功率是5KW。漏电保护断路器K是品牌珠江、型号DZ15LE的带漏电保护的塑壳断路器,漏电保护断路器K具有漏电保护手动实验按钮S,使用者通过按下按钮S,可以检测漏电保护断路器K在漏电时是否能正常工作(此刻漏电保护断路器K断开输入电源)。开关电源A1是品牌明纬的交流220V转12V直流开关电源模块成品,功率20W,在开关电源模块的电源输出两端并联有一个锂蓄电池G,锂蓄电池G型号是12V/10Ah.手机远程控制电路A2是型号FY-GPRS-CD的手机APP远程控制开关成品,其具有两个电源输入端VCC及GND,一路控制电源输出端3脚,工作时在现有成熟手机远程APP控制技术作用下,操作者可通过操作手机APP界面,在任何地方控制电源输出端3脚输出或不输出电源,工作电源是直流12V,手机远程控制电路A2配套有继电器J4,其间经电路板布线连接,手机远程控制电路A2的电源输出端3脚和继电器J4正极电源输入端连接,手机远程控制电路A2的负极电源输入端GND和继电器J4负极电源输入端连接。电压检测电路包括电源变压器T1,整流桥堆A5,电解电容C,二极管VD1、VD2,电阻R1、R2,可调电阻RP1、RP2,NPN三极管Q1、Q2,三端电压检测器A3、A4和继电器J1、J2、J3,其间经电路板布线连接;电源变压器T1型号是220V/9V、功率3W;整流桥堆A5型号是KBP301;三端电压检测器A3、A4型号是AN051A;变压器T1次级绕组两端和整流桥堆A5电源输入两端1及2脚分别连接,整流桥堆A5电源输出两端3及4脚和电解电容C正负两极分别连接;电解电容C正极和两只可调电阻RP1、RP2一端,第一只及第二只继电器J1及J2正极电源输入端连接;两只可调电阻RP1、RP2另一端和两只三端电压检测器A3、A4正极电源输入端2脚分别连接;电解电容C负极和两只三端电压检测器A3、A4负极电源输入端3脚、第三只继电器J3负极电源输入端、两只NPN三极管Q1及Q2发射极连接;两只三端电压检测器A3、A4正极电源输出端1脚和两只电阻R1、R2一端分别连接;两只电阻R1、R2另一端和两只NPN三极管Q1、Q2基极分别连接;两只NPN三极管Q1、Q2集电极和第一只及第二只继电器J1及J2负极电源输入端分别连接;第一只继电器J1常闭触点端和第一只二极管VD1正极连接;第二只继电器J2常开触点端和第二只二极管VD2正极连接;两只二极管VD1、VD2负极和第三只继电器J3正极电源输入端连接。指示电路包括电阻R3、R4和发光二极管VL1、VL2,其间经电路板布线连接,两只电阻R3、R4一端和两只发光二极管VL1、VL2正极连接,两只发光二极管VL1、VL2发光面位于壳体前端开孔外侧。
图3中所示,漏电保护断路器K两个进线端分别和220V交流电源两极经导线连接,漏电保护断路器K两个出线端和手机远程控制电路的继电器J4两个控制电源输入端经导线分别连接,手机远程控制电路的两个控制电源输出端继电器J4两个常开触点端和隔离变压器T两个初级绕组分别经导线连接,隔离变压器T两个次级绕组和家中供电线路FH两端、开关电源A1的电源输入两端1及2脚、电压检测电路的电源输入两端变压器T1两个初级绕组经导线分别连接,开关电源A1的两个电源输出端3及4脚和手机远程控制电路A2的电源输入端VCC及GND经导线分别连接,开关电源A1的电源输出端3脚和电压检测电路的继电器J1及J2控制电源输入端经导线连接,电压检测电路的控制电源输出端继电器J1常闭触点端、继电器J2常开触点端和指示电路的两只电阻R3、R4另一端分别经导线连接,开关电源A1的负极电源输出端4脚和两只发光二极管VL1、VL2负极电源输入端经导线连接,电压检测电路信号输出端继电器J3控制触点端及常开触点端和漏电保护断路器K的手动实验按钮S下两个触点分别经导线连接。
图3中所示,本新型平时使用时,打开漏电保护断路器K后,220V交流电源会经手机远程控制电路的继电器J4两个控制电源输入端及两个常开触点端、进入隔离变压器T的初级绕组两端,然后经隔离变压器T次级绕组两端进入用户用电设备(家中供电线路FH两端),用户正常用电(隔离变压器T属于安全电源,普通供电用交流电源火线与大地之间有220V的电位差,人接触后会产生触电,而隔离变压器的次级绕组不与大地相连,它的任意两线与大地之间没有电位差,只要不同时接触火线及零线,人接触任意一条线都不会发生触电事故,这样就能起到好的安全用电效果);同时220V电源进入开关电源A1的1及2脚,开关电源A1处于得电工作状态,在其内部电路作用下,其3及4脚输出稳定的12V电源进入手机远程控制电路电源输入端、电压检测电路的控制电源输入端,于是,手机远程控制电路电源输入端、电压检测电路的控制电源输入端处于得电状态(同时,开关电源A1输出12V电源为12V锂蓄电池G浮充电,保证了后续和开关电源A1两个电源输入端连接的输入电源停电后,手机远程控制电路、电压检测电路、指示电路仍然处于工作状态,保证了整体电路的正常工作)。电压检测电路、指示电路中:220V交流电源进入电源变压器T1初级绕组后,电源变压器T1的次级绕组会输出9V左右交流电源进入整流桥堆A5电源两端1及2脚,于是,整流桥堆A5在其内部电路作用下,3及4脚输出直流电源经电解电容C滤波后,进入两只可调电阻RP1、RP2一端,经两只可调电阻RP1、RP2降压限流后电源分别进入两只三端电压检测器A3、A4正极电源输入端2脚(两只三端电压检测器A3、A4负极电源输入端3脚和电解电容C负极相通),当输入变压器T1的电源电压高于180V(一般用电设备180V能正常工作),经电源变压器T1降压、整流桥堆A5整流、电解电容C1滤波后电源通过可调电阻RP1降压限流后,进入三端电压检测器A3的正极电源输入端2脚处电源电压高于三端电压检测器A3的2脚4.75V阈值电压,于是,三端电压检测器A3在其内部电路作用下,其1脚输出高电平经电阻R1降压限流进入NPN三极管Q1的基极(高于0.7V),于是,NPN三极管Q1导通其集电极输出低电平进入继电器J1负极电源输入端(继电器J1正极电源输入端和电解电容C正极处连接、其控制电源输入端和开关电源A1的3脚相通),继电器J1得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路,由于,继电器J1常闭触点端和指示电路的电阻R3另一端连接,并和二极管VD1正极连接,所以此刻,指示电路的发光二极管VL不会得电发光,继电器J3也不会得电吸合;当输入变压器T1的电源电压低于180V,经电源变压器T1降压、整流桥堆A5整流、电解电容C1滤波后电源通过可调电阻RP1降压限流后,进入三端电压检测器A3的正极电源输入端2脚处电源电压低于三端电压检测器A3的2脚4.75V阈值电压,于是,三端电压检测器A3在其内部电路作用下,其1脚停止输出高电平进入NPN三极管Q1的基极,NPN三极管Q1截止、继电器J1失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端连通,由于,继电器J1其控制电源输入端和开关电源A1的3脚相通,继电器J1常闭触点端和指示电路的电阻R3一端连接,并和二极管VD1正极连接,所以此刻,开关电源A1的3脚输出的12V电源会经电阻R3降压限流进入发光二极管VL正极(发光二极管VL负极和开关电源A1的4脚相通),于是,发光二极管VL得电发光给予使用者提示,后续漏电保护断路器K停止供电是输入电源过低导致的,由于,二极管VD1负极和继电器J3的正极相连,所以此刻12V电源经二极管VD1单向导通后输出会进入继电器J3正极电源输入端(继电器J3负极电源输入端和开关电源A1的4脚相通),于是,继电器J3得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合,由于,继电器J3常开触点端及控制触点端和漏电保护断路器的手动实验按钮S下两个触点分别连接,所以输入电源过低,继电器J3得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合后,漏电保护断路器的手动实验按钮S下两个触点会连通(相当于人手按动手动实验按钮S),这样,在漏电保护断路器K自身功能作用下,漏电保护断路器K会发生跳闸,不再输出电源进入用电设备,防止了用电设备在输入电压过低时继续工作有导致损坏的几率。
图3中所示,电压检测电路、指示电路中:当输入变压器T1的电源电压低于240V(一般用电设备240V能正常工作),经电源变压器T1降压、整流桥堆A5整流、电解电容C1滤波后电源通过可调电阻RP2降压限流后,进入三端电压检测器A4的正极电源输入端2脚处电源电压低于三端电压检测器A4的3脚4.75V阈值电压,于是,三端电压检测器A4在其内部电路作用下,其1脚不输出高电平进入NPN三极管Q2的基极,NPN三极管Q2截止、继电器J2失电不吸合其控制电源输入端和常开触点端开路,由于,继电器J2其控制电源输入端和开关电源A1的3脚相通,继电器J2常开触点端和指示电路的电阻R4一端连接,并和二极管VD2正极连接,所以此刻,指示电路的发光二极管VL1不发光,继电器J3也不会得电吸合;当输入变压器T1的电源电压高于240V,经电源变压器T1降压、整流桥堆A5整流、电解电容C1滤波后电源通过可调电阻RP2降压限流后,进入三端电压检测器A4的正极电源输入端2脚处电源电压高于三端电压检测器A4的2脚4.75V阈值电压,于是,三端电压检测器A4在其内部电路作用下,其1脚输出高电平经电阻R2降压限流进入NPN三极管Q2的基极(高于0.7V),NPN三极管Q2导通集电极输出低电平进入继电器J2负极电源输入端(继电器J2正极电源输入端和电解电容C正极处连接、其控制电源输入端和开关电源A1的3脚相通),继电器J2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合,由于,继电器J2其控制电源输入端和开关电源A1的3脚相通,继电器J2常开触点端和指示电路的电阻R4一端连接,并和二极管VD2正极连接,所以此刻,开关电源A1的3脚输出的12V电源会经电阻R4降压限流进入发光二极管V1L正极(发光二极管VL1负极和开关电源A1的4脚相通),于是,发光二极管VL1得电发光给予使用者提示,后续漏电保护断路器K停止供电是输入电源过高导致的,由于,二极管VD2负极和继电器J3的正极电源输入端相连,所以此刻12V电源经二极管VD2单向导通后输出会进入继电器J3正极电源输入端(继电器J3负极电源输入端和开关电源A1的4脚相通),于是,继电器J3得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合,由于,继电器J3常开触点端及控制触点端和漏电保护断路器K的手动实验按钮S下两个触点分别连接,所以输入电源过高,继电器J3得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合后,漏电保护断路器的手动实验按钮S下两个触点会连通,这样,在漏电保护断路器K自身功能作用下,漏电保护断路器K会发生跳闸,不再输出电源进入用电设备,防止了用电设备在输入电压过高继续工作导致损坏的几率。
图3中所示,具体需要远程打开家中总电源FH时,通过现有成熟技术,使用者经身边手机APP发出第一路无线闭合指令,手机远程控制电路A2接收到第一路无线闭合指令后,其第一路控制电源输出端3脚会输出高电平进入继电器J4正极电源输入端(继电器J4负极电源输入端和开关电源A1的4脚相通),于是,继电器J4得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合,由于,漏电保护断路器K两个出线端和继电器K4两个控制电源输入端连接,继电器K4两个常开触点端和隔离变压器T两个初级绕组分别经导线连接,隔离变压器T两个次级绕组和家中供电线路FH两端连接,所以此刻家中用电设备能正常得电工作。使用者经身边手机APP发出第一路无线开路指令,手机远程控制电路A2接收到第一路无线开路指令后,其第一路控制电源输出端3脚会停止输出高电平进入继电器J4正极电源输入端,于是,继电器J4失电不再吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端开路,由于,漏电保护断路器K两个出线端和继电器K4两个控制电源输入端连接,继电器K4两个常开触点端和隔离变压器T两个初级绕组分别经导线连接,隔离变压器T两个次级绕组和家中供电线路FH两端连接,所以此刻家中用电设备会失电不再工作。本申请中,不限于用于家庭,采用不同功率的隔离变压器等还可用于工厂、事业单位,商场等等领域使用。本申请中,生产前需要确定可调电阻RP1及RP2的电阻值,具体确定时,把电压检测电路的变压器T1两端和隔离变压器T次级绕组两端断开,然后把变压器T1初级绕组两端和外配可调节输出电压的变压器输出两端连接,先把可调节变压器输出调节到180V然后慢慢调节可调电阻RP1的手柄,当调节到一定程度,可调电阻RP1电阻值合适,继电器J1失电、发光二极管VL发光后,那么可调电阻RP1的电阻值就调节到需要的阻值,后续工作电压低于180V,发光二极管VL就得电发光,后续电压高于180V,发光二极管VL就失电不发光,然后操作者断开电源后,用万用表电阻档测量可调电阻RP1的电阻值、所得阻值就是后续生产中需要的可调电阻RP1固化后电阻值(后续生产直接将可调电阻RP1电阻值调节到位就可,不需要再确定电阻值,还可直接选用和测量后可调电阻RP1阻值一样的固定电阻);操作者把可调节变压器输出电压调节到240V后、然后慢慢调节可调电阻RP2的手柄,当调节到一定程度,可调电阻RP2电阻值合适,继电器J2失电、发光二极管VL1失电不发光后,那么可调电阻RP2的电阻值就调节到需要的阻值,后续电压高于240V,发光二极管VL1就得电发光,后续电压低于240V,发光二极管VL1就失电不再发光,然后操作者断开电源后,用万用表电阻档测量可调电阻RP2的电阻值、所得阻值就是后续生产中需要的可调电阻RP2固化后电阻值(后续生产直接将可调电阻RP2电阻值调节到位就可,不需要再确定电阻值,还可直接选用和测量后可调电阻RP2阻值一样的固定电阻)。
图3中,电阻R1、R2、R3、R4阻值分别是4.3K、4.3K、1.9K、1.9K;二极管VD1、VD2型号是1N4007;NPN三极管Q1、Q2、型号是9013;继电器J1、J2是松乐品牌的DC9V继电器,继电器J3、J4是松乐品牌的DC12V继电器,其中继电器J4具有两个电源输入端、两个控制电源输入端、两个常开触点端、两个常闭触点端;发光二极管VL、VL1是红色发光二极管;电解电容C规格是25V/470μF;可调电阻RP1、RP2规格是5M。
以上显示和描述了本实用新型的主要特征及本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言,显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。