CN214703788U - 阻抗检测电路及插座设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种阻抗检测电路及插座设备，涉及插座技术领域。该电路包括控制器、电压检测模块、电流检测模块、第一供电输入端、第二供电输入端及第一供电输出端，电流检测模块串联于第一供电输入端与第一供电输出端之间，电压检测模块串联于第一供电输入端与第二供电输入端之间，电流检测模块用于检测第一供电输入端的输入电流，电压检测模块用于检测第一供电输入端与第二供电输入端之间的电压差值，控制器用于根据输入电流确定电压阈值，并在电压差值大于电压阈值时，确定插座设备的阻抗异常。通过输入电流以及插座设备两个供电输入端的电压差值确定插座设备的插脚是否存在阻抗异常的问题，可以避免阻抗异常导致的高温、起火等安全事故。

Description

阻抗检测电路及插座设备

技术领域

本实用新型涉及插座技术领域，具体而言，涉及一种阻抗检测电路及插座设备。

背景技术

插座设备在使用过程中，常常出现插脚没插好、接线柱线没接好、插套表面氧化和夹紧力不够等问题，导致插脚与插套之间接触面的接触电阻增大，与设备正常工作相比同等工作电流下发热功率会大幅增加，使得设备在额定工作电流内使用时亦出现发热急剧增加的情况，严重者甚至可能导致端子高温软化、设备外壳熔化和冒烟起火等安全事故。

现有技术中，通常通过在微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)内置温度传感器，并设置过温保护点的方式来避免插座设备超温。然而，MCU通常离发热源较远而无法及时感应到温度升高并识别异常状况，当过温保护触发时设备部分位置很有可能已经超温，对设备内部器件已经造成不可逆损伤，导致引发安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种阻抗检测电路及插座设备，能够及时识别出阻抗异常的问题，避免设备超温。

第一方面，本申请实施例提供了一种阻抗检测电路，应用于插座设备，所述阻抗检测电路包括：控制器、电压检测模块、电流检测模块、第一供电输入端、第二供电输入端及第一供电输出端，所述电流检测模块串联于所述第一供电输入端与所述第一供电输出端之间，所述电压检测模块串联于所述第一供电输入端与所述第二供电输入端之间，所述控制器与所述电压检测模块、所述电流检测模块分别电连接；

所述电流检测模块用于检测所述第一供电输入端的输入电流；

所述电压检测模块用于检测所述第二供电输入端与所述第一供电输入端之间的电压差值；

所述控制器用于根据所述输入电流确定电压阈值，并用于在所述电压差值大于所述电压阈值时，确定所述插座设备的阻抗异常。

在一种可选的实施方式中，所述电流检测模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容及第二电容，所述第一供电输入端、所述第一电阻及所述第一供电输出端依次串联，所述控制器的第一端口通过所述第二电阻电连接于所述第一供电输入端与所述第一电阻之间，所述控制器的第二端口通过所述第三电阻电连接于所述第一供电输出端与所述第一电阻之间，所述第一电容的一端电连接于所述第二电阻与所述第一端口之间，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端电连接于所述第三电阻与所述第二端口之间，所述第二电容的另一端接地。

在一种可选的实施方式中，所述电压检测模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管及第二二极管，所述第四电阻的一端用于与所述第二供电输入端电连接，所述第四电阻串联所述第五电阻、所述第六电阻后与所述第一供电输入端电连接并接地，所述控制器的第三端口电连接于所述第五电阻与所述第六电阻之间，所述控制器的第四端口与所述第一供电输入端电连接，所述第一二极管的阴极电连接于所述第三端口与所述第五电阻之间，所述第一二极管的阳极与所述第一供电输入端电连接，所述第二二极管的阳极电连接于所述第三端口与所述第五电阻之间，所述第二二极管的阴极与所述第一供电输入端电连接。

在一种可选的实施方式中，所述电压检测模块还包括第七电阻及第三电容，所述第七电阻串联于所述第三端口与所述第五电阻之间，所述第三电容的一端电连接于所述第七电阻与所述第三端口之间，所述第三电容的另一端接地。

在一种可选的实施方式中，所述阻抗检测电路还包括开关模块及第二供电输出端，所述开关模块串联于所述第二供电输入端与所述第二供电输出端之间，所述开关模块与所述控制器电连接；

所述控制器还用于在确定所述插座设备的阻抗异常时，控制所述开关模块断开。

在一种可选的实施方式中，所述阻抗检测电路还包括报警模块，所述报警模块与所述控制器电连接；

所述控制器还用于在确定所述插座设备的阻抗异常时，控制所述报警模块报警。

第二方面，本申请实施例还提供了一种插座设备，所述插座设备包括上述任意一种实施方式所述的阻抗检测电路。

在一种可选的实施方式中，所述插座设备还包括插脚及基板，所述插脚设置于所述基板的一侧，所述阻抗检测电路布设于所述基板，所述插脚与所述第一供电输入端及所述第二供电输入端电连接，用于为所述第一供电输入端及所述第二供电输入端接入电源信号。

在一种可选的实施方式中，所述插座设备还包括插套，所述插套设置于所述基板的另一侧，所述插套与所述第一供电输出端电连接。

本实用新型提供的阻抗检测电路及插座设备，其包括控制器、电压检测模块、电流检测模块、第一供电输入端、第二供电输入端及第一供电输出端，电流检测模块串联于第一供电输入端与第一供电输出端之间，电压检测模块串联于第一供电输入端与第二供电输入端之间，电流检测模块用于检测第一供电输入端的输入电流，电压检测模块用于检测第一供电输入端与第二供电输入端之间的电压差值，控制器用于根据输入电流确定电压阈值，并用于在电压差值大于电压阈值时，确定插座设备的阻抗异常。通过检测输入电流以及插座设备两个供电输入端的电压差值，可以确定插座设备的插脚是否存在阻抗异常的问题，从而避免阻抗异常导致的高温、起火等安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的阻抗检测电路的一种电路结构框图。

图2为本申请实施例提供的阻抗检测电路的电路图。

图3为本申请实施例提供的插座设备的另一种电路结构框图。

图4为本申请实施例提供的插座设备的又一种电路结构框图。

图5为本申请实施例口1提供的插座设备的结构示意图。

图标：100-阻抗检测电路；110-电流检测模块；120-电压检测模块；130-控制器；140-开关模块；150-报警模块；N1-第一供电输入端；L1-第二供电输入端；N2-第一供电输出端；L2-第二供电输出端；200-外部插座；300-用电设备；400-插座设备；410-基板；420-插脚；430-插套；440-外壳；450-插孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请实施例提供了一种阻抗检测电路100，应用于插座设备400，用于快速检测插座设备400的插脚420是否存在阻抗异常的问题。请参阅图1，为本申请实施例提供的阻抗检测电路100的一种电路结构框图。该阻抗检测电路100包括控制器130、电压检测模块120、电流检测模块110、第一供电输入端N1、第二供电输入端L1、第一供电输出端N2及第二供电输出端L2，电流检测模块110串联于第一供电输入端N1与第一供电输出端N2之间，电压检测模块120串联于第一供电输入端N1与第二供电输入端L1之间，控制器130与电压检测模块120、电流检测模块110均电连接。

其中，第一供电输入端N1用于通过外部插座200接入零线，第二供电输入端L1用于通过外部插座200接入火线，第一供电输出端N2用于输出零线的电源信号至用电设备300，第二供电输出端L2用于输出火线的电源信号至用电设备300。

电流检测模块110用于检测第一供电输入端N1的输入电流。

请参阅图2，为本申请实施例提供的阻抗检测电路100的电路图。其中，电流检测模块110包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1及第二电容C2，第一供电输入端N1、第一电阻R1及第一供电输出端N2依次串联，控制器130的第一端口通过第二电阻R2电连接于第一供电输入端N1与第一电阻R1之间，控制器130的第二端口通过第三电阻R3电连接于第一供电输出端N2与第一电阻R1之间，第一电容C1的一端电连接于第二电阻R2与第一端口之间，第一电容C1的另一端接地，第二电容C2的一端电连接于第三电阻R3与第二端口之间，第二电容C2的另一端接地。

可以理解地，控制器130的第一端口通过第二电阻R2电连接于第一供电输入端N1与第一电阻R1之间，可以获取第一供电输入端N1的电压值(将该电压值记为第一电压)；控制器130的第二端口通过第三电阻R3电连接于第一供电输出端N2与第一电阻R1之间，可以获取第一供电输出端N2的电压值(将该电压值记为第二电压)，从而将第一电压与第二电压的差值确定为第一电阻R1上的电压值，再结合第一电阻R1的阻值即可确定第一供电输入端N1的输入电流。

另外，第二电阻R2与第一电容C1组成RC滤波电路，第三电阻R3与第二电容C2组成RC滤波电路，可以分别过滤第一供电输入端N1、第一供电输出端N2上的噪音信号。

电压检测模块120用于检测第二供电输入端L1与第一供电输入端N1之间的电压差值。

请继续参阅图2，电压检测模块120包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一二极管D1及第二二极管D2，第四电阻R4的一端用于与第二供电输入端L1电连接，第四电阻R4串联第五电阻R5、第六电阻R6后与第一供电输入端N1电连接并接地，控制器130的第三端口电连接于第五电阻R5与第六电阻R6之间，控制器130的第四端口与第一供电输入端N1电连接，第一二极管D1的阴极电连接于第三端口与第五电阻R5之间，第一二极管D1的阳极与第一供电输入端N1电连接，第二二极管D2的阳极电连接于第三端口与第五电阻R5之间，第二二极管D2的阴极与第一供电输入端N1电连接。

可以理解地，控制器130的第三端口电连接于第五电阻R5与第六电阻R6之间，可以读取到第二供电输入端L1在第六电阻R6上的分压值，从而根据分压情况计算得到第二供电输入端L1上的电压值；控制器130的第四端口与第一供电输入端N1电连接。即可读取到第一供电输入端N1上的电压值，从而根据第二供电输入端L1上的电压值以及第一供电输入端N1上的电压值，即可检测得到第二供电输入端L1与第一供电输入端N1之间的电压差值。

另外，通过设置第一二极管D1及第二二极管D2，可以实现电压值的差分检测。

进一步地，请继续参阅图2，电压检测模块120还包括第七电阻R7及第三电容C3，第七电阻R7串联于第三端口与第五电阻R5之间，第三电容C3的一端电连接于第七电阻R7与第三端口之间，第三电容C3的另一端接地。

可以理解地，通过设置第七电阻R7及第三电容C3的RC滤波回路，可以有效滤除回路中的噪音信号。

控制器130用于根据输入电流确定电压阈值，并用于在电压差值大于电压阈值时，确定插座设备400的阻抗异常。

需要说明的是，控制器130中可以预先存储有插座设备400处于正常状态下输入电流与电压差值的对应关系；或者可以利用机器学习算法采集历史电压数据学习得到输入电流与电压差值的对应关系。从而在确定输入电流后，便可根据该对应关系查找得到电压阈值。

可以理解地，当电压差值大于电压阈值时，则表明插座设备400第一供电输入端N1、第二供电输入端L1(即插座设备400的两个插脚420)之间的阻抗异常，从而确定插座设备400的阻抗异常。

为了能够进一步保护插座设备400的安全，本申请实施例提供的插座设备400还包括开关模块140。请参阅图3，为本申请实施例提供的插座设备400的另一种电路结构框图。开关模块140串联于第二供电输入端L1与第二供电输出端L2之间，开关模块140与控制器130电连接。

控制器130还用于在确定插座设备400的阻抗异常时，控制开关模块140断开。可以理解地，通过在存在阻抗异常时控制开关模块140断开，可以使得插座设备400停止为外部设备供电，从而断开回路，避免温度持续升高导致的安全风险。

该开关模块140可以为继电器、开关、开关管等器件。

为了能够及时提醒用户插座设备400存在阻抗异常的问题，本申请实施例提供的插座设备400还包括报警模块150。请参阅图4，为本申请实施例提供的插座设备400的又一种电路结构框图。报警模块150与控制器130电连接，控制器130还用于在确定插座设备400的阻抗异常时，控制报警模块150报警。

可以理解地，通过在确定阻抗异常时控制报警模块150报警，可以及时提醒用户插座设备400存在问题，进行拔电源等操作，减轻事故发生的风险。

需要说明的是，该报警模块150可以为指示灯、蜂鸣器等器件。例如，报警模块150为指示灯，在插座设备400正常时报警模块150可以显示绿灯，而在存在阻抗异常时，控制器130控制该指示灯闪烁红灯。

还需要说明的是，本申请所述的控制器130可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本申请实施例还提供了一种插座设备400。请参阅图5，为本申请实施例提供的插座设备400的结构示意图。该插座设备400包括插脚420、插套430、基板410、外壳440及上述实施方式中的阻抗检测电路100。插脚420设置于基板410的一侧，插套430设置于基板410的另一侧，阻抗检测电路100布设于基板410，插套430及基板410均设置于外壳440内，外壳440设有插孔450。

其中，基板410用于安装插套430及插脚420，以及用于布设阻抗检测电路100。可以理解地，该基板410可以为印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)。

插套430设置于基板410的一侧，用于供用电设备300插入。具体地，该插套430用于供用电设备300的插头插入。此外，插套430还与第一供电输出端N2和第二供电输出端L2电连接，用于向用电设备300输出零线的电源信号以及火线的电源信号。

插脚420设置于基板410的另一侧，并与第一供电输入端N1和第二供电输入端L1电连接，用于供插座设备400接入电源。具体地，插座设备400可以通过该插脚420插入外部插座200，从而引入供电电源。在一种可选的实施方式中，插脚420包括第一插脚及第二插脚，其中，第一插脚用于与外部插座200的零线连接，第二插脚用于与外部插座200的火线连接。

外壳440上设置有插孔，基板410及插套430均设置于外壳440内，插套430与插孔相对设置，用于容用电设备300插入至插套430。

综上所述，本实用新型提供的阻抗检测电路及插座设备，其包括控制器、电压检测模块、电流检测模块、第一供电输入端、第二供电输入端及第一供电输出端，电流检测模块串联于第一供电输入端与第一供电输出端之间，电压检测模块串联于第一供电输入端与第二供电输入端之间，电流检测模块用于检测第一供电输入端的输入电流，电压检测模块用于检测第一供电输入端与第二供电输入端之间的电压差值，控制器用于根据输入电流确定电压阈值，并用于在电压差值大于电压阈值时，确定插座设备的阻抗异常。通过检测输入电流以及插座设备两个供电输入端的电压差值，可以确定插座设备的插脚是否存在阻抗异常的问题，从而避免阻抗异常导致的高温、起火等安全事故。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (10)

1.一种阻抗检测电路，其特征在于，应用于插座设备，所述阻抗检测电路包括：控制器、电压检测模块、电流检测模块、第一供电输入端、第二供电输入端及第一供电输出端，所述电流检测模块串联于所述第一供电输入端与所述第一供电输出端之间，所述电压检测模块串联于所述第一供电输入端与所述第二供电输入端之间，所述控制器与所述电压检测模块、所述电流检测模块分别电连接。

2.根据权利要求1所述的阻抗检测电路，其特征在于，所述电流检测模块用于检测所述第一供电输入端的输入电流；

所述电压检测模块用于检测所述第二供电输入端与所述第一供电输入端之间的电压差值；

所述控制器用于根据所述输入电流确定电压阈值，并用于在所述电压差值大于所述电压阈值时，确定所述插座设备的阻抗异常。

3.根据权利要求1所述的阻抗检测电路，其特征在于，所述电流检测模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容及第二电容，所述第一供电输入端、所述第一电阻及所述第一供电输出端依次串联，所述控制器的第一端口通过所述第二电阻电连接于所述第一供电输入端与所述第一电阻之间，所述控制器的第二端口通过所述第三电阻电连接于所述第一供电输出端与所述第一电阻之间，所述第一电容的一端电连接于所述第二电阻与所述第一端口之间，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端电连接于所述第三电阻与所述第二端口之间，所述第二电容的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的阻抗检测电路，其特征在于，所述电压检测模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管及第二二极管，所述第四电阻的一端用于与所述第二供电输入端电连接，所述第四电阻串联所述第五电阻、所述第六电阻后与所述第一供电输入端电连接并接地，所述控制器的第三端口电连接于所述第五电阻与所述第六电阻之间，所述控制器的第四端口与所述第一供电输入端电连接，所述第一二极管的阴极电连接于所述第三端口与所述第五电阻之间，所述第一二极管的阳极与所述第一供电输入端电连接，所述第二二极管的阳极电连接于所述第三端口与所述第五电阻之间，所述第二二极管的阴极与所述第一供电输入端电连接。

5.根据权利要求4所述的阻抗检测电路，其特征在于，所述电压检测模块还包括第七电阻及第三电容，所述第七电阻串联于所述第三端口与所述第五电阻之间，所述第三电容的一端电连接于所述第七电阻与所述第三端口之间，所述第三电容的另一端接地。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的阻抗检测电路，其特征在于，所述阻抗检测电路还包括开关模块及第二供电输出端，所述开关模块串联于所述第二供电输入端与所述第二供电输出端之间，所述开关模块与所述控制器电连接；

所述控制器还用于在确定所述插座设备的阻抗异常时，控制所述开关模块断开。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的阻抗检测电路，其特征在于，所述阻抗检测电路还包括报警模块，所述报警模块与所述控制器电连接；

所述控制器还用于在确定所述插座设备的阻抗异常时，控制所述报警模块报警。

8.一种插座设备，其特征在于，所述插座设备包括如权利要求1-6中任意一项所述的阻抗检测电路。

9.根据权利要求8所述的插座设备，其特征在于，所述插座设备还包括插脚及基板，所述插脚设置于所述基板的一侧，所述阻抗检测电路布设于所述基板，所述插脚与所述第一供电输入端及所述第二供电输入端电连接，用于为所述第一供电输入端及所述第二供电输入端接入电源信号。

10.根据权利要求9所述的插座设备，其特征在于，所述插座设备还包括插套，所述插套设置于所述基板的另一侧，所述插套与所述第一供电输出端电连接。

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