CN211468181U - 一种安全充电插座 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种安全充电插座。包括继电器电路，非隔离AC/DC电路，指示灯电路，功率检测电路，单片机及控制电路，启动按键电路，输出面板等；安全充电插座接到220V市电上，地线直接连接到输出面板，火线通过继电器的常开触点连接到输出面板，零线通过功率检测电路中的采样电阻连接到输出面板。通过单片机和功率检测电路，实现功率的实时获取，在过载和轻载的情况下，切断火线输出。本实用新型，能有效防止电动自行车充电过程中过充和过载的发生，从而提升电动自行车电池寿命，消除充电过程中的火灾隐患。

Description

一种安全充电插座
技术领域
本实用新型涉及一种安全充电插座，特别涉及一种用于电动自行车安全充电管理的插座。
背景技术
电动自行车是我国城乡最常见的交通工具，然而，电动自行车的充电事故也层出不穷，事故形式主要表现为火灾，对人们的生命和财产都造成了巨大的威胁。主要原因是长时间的充电，导致电池鼓包，引起电池燃烧。目前，很多城市大力推广电动自行车的集中充电管理，有效抑制了过充的发生。但广大的农村地区，并不适合集中充电，大家的充电方式都是晚上在家里充电，缺乏有效的过充过载管理手段，存在很大的安全隐患。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种特别适用于电动自行车安全充电管理的插座。
本实用新型的技术方案是：
电源输入电路，220V市电输入连接到电源输入电路；
输出面板，设置有供电插孔，供电插孔的地线和电源输入电路的地线直接连接；
继电器电路，连接在电源输入电路的火线和输出面板的火线之间；
非隔离AC/DC电路，电源输入电路的零线和火线输入连接到非隔离AC/DC 电路，非隔离AC/DC电路输出产生5V电源分别输入到单片机及控制电路和功率检测电路进行供电；
单片机及控制电路，非隔离AC/DC电路输出产生的5V电源接入单片机及控制电路的供电端，单片机及控制电路的通断控制输出端连接到继电器电路；
功率检测电路，非隔离AC/DC电路输出产生的5V电源接入功率检测电路的供电端，同时电源输入电路的零线接入功率检测电路，继电器电路输出的火线端引出分支接入功率检测电路，功率检测电路的功率信号输出端接到单片机及控制电路的单片机串行通信口接收端；
启动按键，启动按键连接到所述单片机及控制电路的单片机输入引脚，从而使得所述单片机及控制电路检测到启动按键的键位变化。
所述的输出面板连接电器设备/电气设备。
作为本实用新型的优选方案：所述继电器电路，由继电器和续流二极管连接构成。
作为本实用新型的优选方案：所述非隔离AC/DC电路采用MP150电路方案。
作为本实用新型的优选方案：所述功率检测电路采用HLW8032电路方案。
作为本实用新型的优选方案：所述单片机及控制电路采用N76E003AT20单片机或相同类型的芯片。
所述启动按键，采用电容式触摸按键。
插座初始上电时，所述输出面板无220V输出，需要按启动按键所述功率检测电路，实时采集当前输出的功率，当输出功率超过额定功率时，自动关闭所述输出面板220V输出，实现过载保护，当输出功率小于设定的最小功率时，自动关闭所述输出面板220V输出，实现过充保护。
本实用新型的电路结构重点提出一种能够通过输出功率的大小在过载或轻载的情况下，自动切断充电电源输出的插座，能有效解决电动自行车的过充问题，另一方面，也能解决定时插座无法保证电动自行车充满电的问题，从而有效消除电动自行车由于过充电引起的火灾隐患，同时也能解决长期欠充电对电池寿命的负面影响，提高电动自行车电池的使用寿命。
本发明的有益效果是：
本发明的电源输入端接到220V电源上，地线直接连接到输出面板，火线通过继电器的常开触点连接到输出面板，通过单片机和功率检测电路，实现功率的实时获取，在过载和轻载的情况下，切断火线输出。
本实用新型，能有效防止电动自行车充电过程中过充和过载的发生，从而提升电动自行车电池寿命，消除充电过程中的火灾隐患。
附图说明
图1为安全充电插座的功能框图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，具体实施的插座包括：
输出面板1，设置有供电插孔，供电插孔的地线分别和市电的地线直接连接。供电插孔的火线通过继电器的触点，和市电火线可控地连接。供电插孔的零线，和市电的零线之间通过位于功率检测电路5中的毫欧采样电阻相连接。
指示灯4，被设置于输出面板1。指示灯4与继电器电路2可控地连接，当继电器电路2导通时，指示灯4被点亮，反之，指示灯4熄灭。
继电器电路2，一对触点连接在市电的火线和输出面板1的火线之间，用于控制安全充电插座中火线的通断；使得继电器电路2与输出面板1可控地连接，用于控制输出面板1上火线的通断。
非隔离AC/DC电路3，市电的零线和火线输入连接到非隔离AC/DC电路3，非隔离AC/DC电路3，以市电零线为参考地，产生5V电源分别输入到单片机及控制电路6和功率检测电路5进行供电，从而给继电器线圈2、功率检测电路 5和单片机电路6提供5V的电源。
具体实施中，非隔离AC/DC电路3采用MP150芯片方案。
单片机及控制电路6，非隔离AC/DC电路3输出产生的5V电源接入单片机及控制电路6的供电端，单片机及控制电路6的通断控制输出端连接到继电器电路2，用于控制继电器触点的通断，使得单片机及控制电路6与继电器电路2可控地连接。
功率检测电路5，非隔离AC/DC电路3输出产生的5V电源接入功率检测电路5的供电端，同时市电的零线接入功率检测电路5，继电器电路2输出的火线端引出分支接入功率检测电路5，功率检测电路5的功率信号输出端接到单片机及控制电路6的单片机串行通信口接收端。
启动按键7，启动按键7连接到单片机及控制电路6的单片机输入端，单片机及控制电路6与启动按键7可检测地连接，从而使得单片机及控制电路6检测到启动按键7的键位变化。
具体实施中，继电器电路2，由继电器和续流二极管连接构成，具体实施中，继电器型号为HF3FF/005-1HS，续流二极管型号为1N4007。具体的，在本实用新型地一个优选实施中，继电器电路2由触点常开型的继电器组成，继电器线圈控制电压为5V，触点电流10A/16A。单片机及控制电路6与继电器电路2可控地连接，从而可以通过单片机及控制电路6控制继电器电路2的开关。
单片机及控制电路6的一个I/O口设置为输出并与控制继电器电路2连接，用于控制继电器电路2的断合。单片机及控制电路6的另外一个I/O口设置为输入，并与启动按键7连接，用于检测启动按键7的输入。
功率检测电路5采用HLW8032电路方案，通过1毫欧康铜采样电阻，从零线上采集电流信息。
单片机及控制电路6中，单片机采用N76E003AT20芯片，单片机芯片连接内部晶振。
启动按键7，采用电容式触摸按键，具体采用触摸弹簧实现。输出面板1，其设置有供电插孔，有且只有1路受控交流电输出。
本发明的工作过程是：
安全充电插座接入市电后，输出面板1的插孔无220V输出。
按下启动按键7，单片机及控制电路6检测到该按键信号后，进入对继电器电路2的控制工作模式，输出面板1的插孔输出220V。
功率检测电路5实时采集当前输出的功率，单片机及控制电路6从功率检测电路5接收到功率信号后，对功率信号进行简单的阈值判断，进而对继电器电路2的火线通断进行控制：
当输出功率超过预设的上限功率时，关闭输出面板1插孔220V输出，实现过载保护；
当输出功率小于预设的下限功率时，关闭输出面板1插孔220V输出，实现过充保护。
预设的上限功率大于预设的下限功率。
例如具体实施中输出面板1连接上充电器，充电器连接电动车。
这样插座电路结构能够防止了电动车的过冲和过放，防止了电动车长时间无人看管充电下的安全隐患。

Claims (8)

1.一种安全充电插座，其特征在于包括：
输出面板(1)，设置有供电插孔，供电插孔的地线和市电的地线直接连接；
继电器电路(2)，连接在市电的火线和输出面板(1)的火线之间；
非隔离AC/DC电路(3)，市电的零线和火线输入连接到非隔离AC/DC电路(3)，非隔离AC/DC电路(3)输出产生5V电源分别输入到单片机及控制电路(6)和功率检测电路(5)进行供电；
单片机及控制电路(6)，非隔离AC/DC电路(3)输出产生的5V电源接入单片机及控制电路(6)的供电端，单片机及控制电路(6)的通断控制输出端连接到继电器电路(2)；
功率检测电路(5)，非隔离AC/DC电路(3)输出产生的5V电源接入功率检测电路(5)的供电端，同时市电的零线接入功率检测电路(5)，继电器电路(2)输出的火线端引出分支接入功率检测电路(5)，功率检测电路(5)的功率信号输出端接到单片机及控制电路(6)的单片机串行通信口接收端；
启动按键(7)，启动按键(7)连接到所述单片机及控制电路(6)的单片机输入引脚。
2.如权利要求1所述的一种安全充电插座，其特征在于：
所述的输出面板(1)连接电器设备/电气设备。
3.如权利要求1所述的一种安全充电插座，其特征在于：
市电接入安全充电插座可以是引线式，也可以是插墙式。
4.如权利要求1所述的一种安全充电插座，其特征在于：
所述继电器电路(2)，由继电器和续流二极管连接构成。
5.如权利要求1所述的一种安全充电插座，其特征在于：
所述非隔离AC/DC电路(3)采用MP150电路方案。
6.如权利要求1所述的一种安全充电插座，其特征在于：
所述功率检测电路(5)采用HLW8032电路方案。
7.如权利要求1所述的一种安全充电插座，其特征在于：
所述单片机及控制电路(6)采用N76E003AT20单片机芯片。
8.如权利要求1所述的一种安全充电插座，其特征在于：
所述启动按键(7)，采用电容式触摸按键。
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