CN215184857U - 一种功率检测和报警插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种功率检测和报警插座，插座包括壳体和设置在壳体中的电路单元，电路单元包括主电路、主电路隔离模块、第一驱动模块、隔离电压检测模块、隔离电流检测模块、报警模块、主控模块和供电模块；主电路隔离模块设置在主电路的输入端和输出端之间；隔离电压检测模块检测主电路的电压参数，隔离电流检测模块检测主电路的电流参数；主控模块根据电压参数和电流参数控制主电路的通断。本实用新型通过主控模块控制主电路隔离模块，实现智能、安全地控制插座内部电路，解决了现有插座的安全隐患，极大降低了因人体接触插座而触电的风险，将蜂鸣器和LED灯作为报警模块，实现声光报警，提高了插座的警示功能，扩展了插座的功能性。

Description

一种功率检测和报警插座

技术领域

本实用新型涉及一种插座，具体而言，涉及一种功率检测和报警插座。

背景技术

插座是人们日常生活和工业生产中最常用到的电气元件，它能够完成市电电压到用电设备的电能交接，插座的安全直接关系到用电安全。

现有的插座大多是将插座内的电极触片与电源线直接连接，在使用时通过电器的插头直接与电极触片接触达到连通电源的目的。这种插座由于电极触片始终带电，使得插头在拔出或插入的过程中，插头上的插脚也会带电，而插脚在插头未完全插入插座或未完全拔出插座时是暴露在外，容易被人手直接或间接碰到，造成触电事故。现有技术中为解决插座的防触电问题通常利用简单的机械原理在插孔处加入保护盖，使插孔在插脚拔出后自动闭合，但这种防触电方法存在不少弊端，如插脚插入插座时会极为不顺畅、多次插拔插脚极易损坏保护盖的机械寿命、保护盖掉落会堵塞插孔影响使用、在插头插入插孔的时候无法防触电保护，带来插座使用寿命缩减、用户体验差、用电不安全等问题。

此外，目前市面上常规的排插座通常只有供电功能，不具备报警功能，功能单一。插座上的LED灯，通常只作为指示灯显示是否存在电能。极少数插座通过LED灯作为报警装置，但局限于LED灯的结构特性，报警效果并不能满足用户的需求。具备因此，需要一种安全、智能的插座，来解决插座带来的用电安全、功能单一和报警效果差的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的弊端，提供了一种功率检测和报警插座，具体方案如下：

一种功率检测和报警插座，包括壳体和设置在所述壳体中的电路单元，所述电路单元包括主电路、主电路隔离模块、为所述主电路隔离模块提供驱动的第一驱动模块、隔离电压检测模块、报警模块、主控模块和为所述主控模块供电的供电模块；

所述主电路包括输入端和输出端，所述主电路隔离模块设置在所述输入端和所述输出端之间；

所述第一驱动模块分别连接所述主控模块和所述主电路隔离模块，所述隔离电压检测模块分别连接所述主电路和所述主控模块，所述隔离电压检测模块用于检测所述主电路的电压参数并将所述电压参数传递给所述主控模块；

所述主控模块用于根据所述电压参数控制所述第一驱动模块，进而控制所述主电路隔离模块；

所述报警模块连接所述主控模块。

在一个实施例中，所述报警模块上设置有用于接受所述主控模块控制进行声音报警的蜂鸣器。

在一个实施例中，所述报警模块上设置有用于接受所述主控模块控制进行灯光报警的指示灯。

在一个实施例中，还包括隔离电流检测模块，所述隔离电流检测模块分别连接所述主电路和所述主控模块。

在一个实施例中，所述主电路隔离模块上设置有继电器，所述第一驱动模块上设置有继电器驱动电路，所述继电器驱动电路分别连接所述继电器和所述主控模块。

在一个实施例中，所述主电路隔离模块包括第一继电器；

所述第一继电器的一个常开触点与所述输入端的火线连接，另一个常开触点与所述输出端的火线连接；

所述第一继电器的线圈一端连接所述继电器驱动电路，另一端依次连接第二电阻和电压源。

在一个实施例中，所述继电器驱动电路上设置有第一场效应管；

所述第一场效应管的漏极连接所述第一继电器的线圈的一端，源极接地，栅极依次连接第四电阻和所述主控模块，源极和栅极之间通过第六电阻连接。

在一个实施例中，所述报警模块上还设置有第二场效应管；

所述第二场效应管的漏极连接所述蜂鸣器的负极接口，源极接地，栅极依次连接第五电阻和所述主控模块，在栅极和所述第五电阻之间连接有第七电阻，所述第七电阻接地；

所述蜂鸣器的正极接口依次连接第一电阻和电压源。

在一个实施例中，所述指示灯包括LED灯；

所述LED灯的正极依次连接第三电阻和所述主控模块，负极接地。

在一个实施例中，所述隔离电压检测模块上设置有光耦隔离电路，和 /或所述隔离电流检测模块上设置有霍尔传感器。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过继电器控制插座主电路的断开和导通，主控模块根据各模块汇集的信息，判断插座存在的问题做出相应的处理，能够有效减少触电事故的发生，使插座的控制方法更加智能化；通过隔离电流检测模块和隔离电压检测模块，能有效获取插座的电流信息和电压信息，进而获取插座的功率，主控模块根据电流、电压和功率判断插座是否异常。当检测到主电路没有电流或者电流接近零的时候，关闭零线和火线的输出，实现插座无工作状态下不带电，确保插座用电安全。通过蜂鸣器和LED灯进行报警，实现声光警示，使用户更易察觉到插座的报警信号。

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是本实用新型实施例提出的功率检测和报警插座的模块图；

图2是本实用新型实施例提出的主电路隔离模块电路图；

图3是本实用新型实施例提出的第一驱动模块电路图；

图4是本实用新型实施例提出的主控模块电路图；

图5是本实用新型实施例提出的供电模块电路图；

图6是本实用新型实施例提出的隔离电压检测模块电路图；

图7是本实用新型实施例提出的隔离电流检测模块电路图；

图8是本实用新型实施例提出的蜂鸣器电路图；

图9是本实用新型实施例提出的LED灯电路图。

附图标记：1-主电路；2-主电路隔离模块；3-第一驱动模块； 4-隔离电压检测模块；5-主控模块；6-供电模块；7-隔离电流检测模块；8-报警模块；11-输入端；12-输出端。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1

针对现有技术的不足，本实施例提供了一种功率检测和报警插座，具体方案如下：

一种功率检测和报警插座，包括壳体和设置在壳体中的电路单元，电路单元包括主电路1、主电路隔离模块2和为主电路隔离模块2提供驱动的第一驱动模块3。其中，主电路1包括输入端11和输出端12，输入端11 包括常见的交流电输入电源，输出端12包括插座上的各插孔，主电路隔离模块2设置在输入端11和输出端12之间。第一驱动模块3与主电路隔离模块2连接，为主电路隔离模块2提供驱动。还包括隔离电压检测模块4、隔离电流检测模块7、主控模块5和为主控模块5供电的供电模块6。隔离电压检测模块4用于检测主电路1的电压参数，并将电压参数传递给主控模块5。隔离电流检测模块7，用于检测主电路1的电流参数，并将电流参数传递给主控模块5，若电流参数异常，则主控模块5断开主电路1。主控模块5是核心的控制模块，根据隔离电压检测模块4采集的电压参数和隔离电流检测模块7采集的电流参数，判断插座是否有负载工作，通过控制第一驱动模块3，进而控制主电路隔离模块2的运行，实现主电路1的导通和断开。供电模块6为整个检测电路，包括主控模块5、隔离电压检测模块 4、隔离电流检测模块7提供电能。还包括报警模块8，报警模块8连接主控模块5，接受主控模块5的控制发出报警。模块示意图如说明书附图1所示。

具体地，主电路隔离模块2设置在主电路1的输入端11和输出端12 之间，是本实施例的核心设计，用来控制主电路1的导通和断开。优选地，主电路隔离模块2上设置有继电器，第一驱动模块3上设置有继电器驱动电路。主电路隔离模块2主要是利用继电器强隔离作用，切断和接通主电路1的输出供电，实现插座输出的安全管控。特别地，主电路隔离模块2 设置有第一继电器K2。第一继电器K2上设置有两个常开触点，第一继电器K2的一个常开触点与主电路1输入端11的火线连接，另一个常开触点与主电路1输出端12的火线连接。第一继电器K2的线圈一端与第一驱动模块3连接，另一端与5V的电压源连接，并在线圈与电压源之间串联有一个1K的第二电阻R2。主电路隔离模块2的电路如说明书附图2所示。此外，在输出端12火线的位置设置有两个检测点，用于检测电路的电流参数。第一继电器K2受第一驱动模块3的控制，若第一驱动模块3停止提供驱动电流，则第一继电器K2停止工作，触点保持常开状态，主电路1的火线断开，插座处于安全无电的状态。

具体地，第一驱动模块3与主电路隔离模块2连接，为主电路隔离模块2提供驱动。第一驱动模块3包括继电器驱动电路，继电器驱动电路上设置有第一场效应管Q1，第一场效应管Q1的漏极与第一继电器K2的线圈的一端连接，源极和栅极之间串有一个100K的第六电阻R6，源极接地，栅极连接主控模块5。第一驱动模块3电路图如说明书附图3所示。主控模块5通过控制场效应管的通断实现驱动电流的通断，进而实现通过驱动电流控制主电路隔离模块2。

具体地，主控模块5是核心的控制模块，根据各模块采集的信息，对电路单元进行综合的判断和处理。主控模块5上设置有单片机，可根据各模块采集到的信息对电路单元的状态进行判断，下达最终指令。在本实施例中，选用JXY-FC10LV16NSOP型号的单片机，单片机各引脚如说明书附图4所示。在本实施例中，主控模块5分别连接隔离电压检测模块4和第一驱动模块3，根据隔离电压检测模块4传递的电压参数，对主电路1的运行情况进行判断，再通过控制第一驱动模块3进而控制主电路隔离模块2，实现完整的闭环控制。

具体地，供电模块6连接主控模块5，为检测电路提供电能。供电模块 6主要是利用变压器隔离降压，来实现后级电路的供电，供电模块6的电路图如说明书附图5所示。供电模块6上设置有整流滤波电路，通过整流电路把交流电能转换为直流电能，滤波电路设置在整流电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。供电模块6 为主控模块5提供电能，选择不同的隔离电流检测模块7，供电模块6也适应性地选择是否为隔离电压检测模块4供电。此外，供电模块6上还设置有配电保护电路，为电路提供全方位的保护。

具体地，隔离电压检测模块4连接主电路1和主控模块5，用于检测主电路1电压参数，并传递给主控模块5，主控模块5判断电压参数是否在正常范围。隔离电压检测模块4设置有光耦隔离电路，如说明书附图6所示。隔离电压检测模块4主要是利用光耦隔离电路检测主电路1的电压参数是否符合输出条件，一般来讲，电压参数范围包括100-240V。本实施例中，隔离电压检测模块4连接主控模块5的PA7管脚。

具体地，隔离电流检测模块7连接主电路1和主控模块5，用于检测主电路1的电流参数，并将电流参数传递给主控模块5。在本实施例中，隔离电流检测模块7包括霍尔传感器，霍尔传感器具有精度高、线性度好的特点，且具有较强的抗磁场干扰能力。隔离电流检测模块7主要利用霍尔传感器来隔离并检测主电路1中流过的电流，判断插座是否有输出；当检测到主电路1没有电流或者电流接近零的时候，主控模块5控制主电路隔离模块2隔离主电路1，关闭零线和火线的输出，全方位确保插座安全，解决了插座在无负载工作时候也带电的弊端，在无负载情况下完全切断主电路1 输出。本实施例优选的霍尔传感器为MT9221，隔离电流检测模块7连接主控模块5的PA5管脚，电路图如说明书附图7所示。

具体地，报警模块8连接主控模块5，用于在插座异常的时候进行提示报警。在本实施例中，报警模块8上设置有蜂鸣器和LED灯，蜂鸣器和LED 灯报警模块8受主控模块5的控制，当插座的电压、电流、功率异常的时候，主控模块5会控制蜂鸣器进行声音报警，控制LED灯进行灯光报警。如说明书附图8所示的电路，蜂鸣器的正极依次连接第一电阻R1和5V的电压源，负极连接第二场效应管Q2的漏极。第二场效应管Q2的源极接地，栅极依次连接5.1K的第五电阻R5和主控模块5的PB6管脚，在第五电阻 R5和源极之间连接有第七电阻R7，第七电阻R7接地，阻值为100K。如说明书附图9所示的电路，LED灯的正极依次连接100K的第三电阻R3和主控模块5的PB0管脚，负极接地。

在主电路1的输入端11和输出端12之间设置有主电路隔离模块2，控制主电路1的导通和断开。第一驱动模块3为主电路隔离模块2提供驱动，主控模块5通过控制第一驱动模块3的运行，进而控制主电路隔离模块2，实现主控模块5控制主电路1的导通和断开。在输入端11和主电路隔离模块2之间设置有隔离电流检测模块7和隔离电压检测模块4，隔离电流检测模通过霍尔传感器检测主电路1的电流参数，并将电流参数传递给主控模块5；隔离电压检测模块4通过光耦隔离电路检测主电路1的电压参数，并将电压参数传递给主控模块5；主控模块5根据电流参数和电压参数判断主电路1的运行状态，下达指令控制主电路1的断开和闭合。若插座电路运行异常，则主控模块5控制报警模块8进行报警，LED灯闪烁或常亮报警，蜂鸣器声音报警，提醒用户插座运行异常。

隔离电压检测模块4检测主电路1的电压参数，若电压参数在正常范围内，则主控模块5判断插座运行正常，若电压参数不在正常范围内，则主控模块5判断插座运行不正常，此时主控模块5控制第一驱动模块3停止为主电路隔离模块2提供驱动电流，主电路隔离模块2的继电器没有驱动电流无法工作，触点保持常开状态，主电路1的零线和火线都处于断开状态，插座停止工作。

本实用新型通过继电器控制插座主电路的断开和导通，主控模块根据各模块汇集的信息，判断插座存在的问题做出相应的处理，能够有效减少触电事故的发生，使插座的控制方法更加智能化；通过隔离电流检测模块和隔离电压检测模块，能有效获取插座的电流信息和电压信息，进而获取插座的功率，主控模块根据电流、电压和功率判断插座是否异常。当检测到主电路没有电流或者电流接近零的时候，关闭零线和火线的输出，实现插座无工作状态下不带电，确保插座用电安全。通过蜂鸣器和LED灯进行报警，使用户更易察觉到插座的报警信号。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种功率检测和报警插座，包括壳体和设置在所述壳体中的电路单元，其特征在于，所述电路单元包括主电路、主电路隔离模块、为所述主电路隔离模块提供驱动的第一驱动模块、隔离电压检测模块、报警模块、主控模块和为所述主控模块供电的供电模块；

所述主电路包括输入端和输出端，所述主电路隔离模块设置在所述输入端和所述输出端之间；

所述第一驱动模块分别连接所述主控模块和所述主电路隔离模块，所述隔离电压检测模块分别连接所述主电路和所述主控模块，所述隔离电压检测模块用于检测所述主电路的电压参数并将所述电压参数传递给所述主控模块；

所述主控模块用于根据所述电压参数控制所述第一驱动模块，进而控制所述主电路隔离模块；

所述报警模块连接所述主控模块。

2.根据权利要求1所述的功率检测和报警插座，其特征在于，所述报警模块上设置有用于接受所述主控模块控制进行声音报警的蜂鸣器。

3.根据权利要求2所述的功率检测和报警插座，其特征在于，所述报警模块上设置有用于接受所述主控模块控制进行灯光报警的指示灯。

4.根据权利要求3所述的功率检测和报警插座，其特征在于，还包括隔离电流检测模块，所述隔离电流检测模块分别连接所述主电路和所述主控模块。

5.根据权利要求1所述的功率检测和报警插座，其特征在于，所述主电路隔离模块上设置有继电器，所述第一驱动模块上设置有继电器驱动电路，所述继电器驱动电路分别连接所述继电器和所述主控模块。

6.根据权利要求5所述的功率检测和报警插座，其特征在于，所述主电路隔离模块包括第一继电器；

所述第一继电器的一个常开触点与所述输入端的火线连接，另一个常开触点与所述输出端的火线连接；

所述第一继电器的线圈一端连接所述继电器驱动电路，另一端依次连接第二电阻和电压源。

7.根据权利要求6所述的功率检测和报警插座，其特征在于，所述继电器驱动电路上设置有第一场效应管；

所述第一场效应管的漏极连接所述第一继电器的线圈的一端，源极接地，栅极依次连接第四电阻和所述主控模块，源极和栅极之间通过第六电阻连接。

8.根据权利要求2所述的功率检测和报警插座，其特征在于，所述报警模块上还设置有第二场效应管；

所述第二场效应管的漏极连接所述蜂鸣器的负极接口，源极接地，栅极依次连接第五电阻和所述主控模块，在栅极和所述第五电阻之间连接有第七电阻，所述第七电阻接地；

所述蜂鸣器的正极接口依次连接第一电阻和电压源。

9.根据权利要求3所述的功率检测和报警插座，其特征在于，所述指示灯包括LED灯；

所述LED灯的正极依次连接第三电阻和所述主控模块，负极接地。

10.根据权利要求4所述的功率检测和报警插座，其特征在于，所述隔离电压检测模块上设置有光耦隔离电路，和/或所述隔离电流检测模块上设置有霍尔传感器。

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