CN216121782U - 一种交流输电电路及插排 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电器技术领域，特别涉及一种交流输电电路及插排。交流输电电路包括供电电路和耦接于供电电路上的开关电路，开关电路进一步包括主控电路及串接于供电电路上的双向可控硅，主控电路与双向可控硅信号连接并通过双向可控硅控制所述供电电路的通断，开关电路还包括开关控制电路，开关控制电路通过主控电路控制双向可控硅的通断。插排包括插排本体及设置于插排本体中的电路结构，电路结构为本实用新型提供的交流输电电路。本实用新型提供的交流输电电路及插排解决了在交流输电电路中，开关处会产生打火现象的问题，进而使得交流输电电路中的开关电路寿命更加长。

Description

一种交流输电电路及插排

【技术领域】

本实用新型涉及电器技术领域，特别涉及一种交流输电电路及插排。

【背景技术】

交流输电电路在人们的日常生活中应用广泛，为了便于控制，出现了带有开关的交流输电电路。

然而，在通路和断路切换时，现有的带开关的交流输电电路容易在开关处产生打火现象，存在安全隐患。

【实用新型内容】

为解决现有的交流输电电路不够安全的技术问题，本实用新型提供了一种交流输电电路及插排。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种交流输电电路，所述交流输电电路包括供电电路和耦接于所述供电电路上的开关电路；

所述开关电路进一步包括主控电路及串接于所述供电电路上的双向可控硅，所述主控电路与所述双向可控硅信号连接并通过所述双向可控硅控制所述供电电路的通断；

所述开关电路还包括开关控制电路，所述开关控制电路通过所述主控电路控制所述双向可控硅的通断。

优选地，所述开关控制电路为触控式开关、声控式开关、遥控式开关及按压式开关中的一种或多种的组合。

优选地，所述开关控制电路为触控式开关，所述触控式开关包括触摸开关芯片。

优选地，所述开关电路还包括可控硅隔离控制电路，所述双向可控硅通过所述可控硅隔离控制电路与所述主控电路连接。

优选地，所述可控硅隔离控制电路包括光耦合器。

优选地，所述光耦合器的型号为MOC3041。

优选地，所述开关电路还包括显示电路，所述显示电路与所述主控电路连接。

优选地，所述显示电路包括LED灯，所述LED灯通过灯光颜色和/或闪烁频率表示所述交流输电电路的工作模式。

优选地，所述显示电路包括显示屏，所述显示屏显示所述交流输电电路的电压、电流和功率的一种或多种的组合。

本实用新型解决技术问题的又一方案是提供一种插排，包括插排本体及设置于所述插排本体中的电路结构，所述电路结构为上述的一种交流输电电路。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种交流输电电路，具有以下优点：

1.本实用新型实施例提供的交流输电电路，包括供电电路和耦接于所述供电电路上的开关电路，开关电路包括主控电路及串接于供电电路上的双向可控硅，主控电路与双向可控硅信号连接并通过双向可控硅控制供电电路的通断。通过在供电电路上耦接双向可控硅的设计，有效地避免了在交流输电电路中在开关处容易产生打火现象的问题，从而提高了交流输电电路的安全性和可靠性。此外，通过双向可控硅控制交流输电电路通断的设计，使得交流输电电路中的开关电路寿命更加长，从而提高了交流输电电路的开关电路的使用寿命。此外，通过开关控制电路的设计可以更加方便地控制交流输电电路的通断。

2.本实用新型实施例提供的交流输电电路，开关电路包括开关控制电路，开关控制电路可以是触控式开关、声卡式开关、遥控式开关或按压式开关，当开关控制电路为触控式开关、声卡式开关或遥控式开关时，使得供电电路的通断更智能化，从而提高了交流输电电路的使用便捷性。当开关控制电路为按压式开关时，通过此设计能够降低成本。

3.本实用新型实施例提供的交流输电电路，开关电路包括可控硅隔离控制电路，控制电路通过可控硅隔离控制电路对双向可控硅进行控制，能够电气隔离供电电路和主控电路，进而避免供电电路中的浪涌电压等损坏主控电路，从而延长了交流输电电路的寿命。此外，将供电电路与主控电路电气隔离的设计能够防止高压的交流电与主控电路直接连接，从而进一步提高了使用者人为控制交流输电电路通断的安全性。此外，可控硅隔离控制电路包括光耦合器的设计，进一步保证了主控电路能够对双向可控硅进行可靠的隔离控制，使得主控电路更加安全可靠。

4.本实用新型实施例提供的交流输电电路，开关电路还包括显示电路，显示电路为LED灯，通过将显示电路与主控电路连接的设计，LED灯通过灯光颜色和/或闪烁频率表示所述交流输电电路的工作模式，方便人们查看此时的交流输电电路的工作模式。

5.本实用新型实施例提供的交流输电电路，显示电路为显示屏，通过显示屏可以显示交流输电电路的电压、电流、用电量和功率等工作信息，从而方便使用者关注交流输电电路的供电状态，进一步提高了交流输电电路的使用便捷性。

6.本实用新型的一种插排，具有与上述的一种交流输电电路具有相同的有益效果，在此不做赘述。

【附图说明】

图1是本实用新型第一实施例的交流输电电路的电路结构模块示意图一；

图2是本实用新型第一实施例的交流输电电路的电路结构模块示意图二；

图3是本实用新型第一实施例的交流输电电路之开关电路的电路原理示意图；

图4是本实用新型第一实施例的交流输电电路之主控电路的电路原理示意图；

图5是本实用新型第一实施例的交流输电电路之供电电路的电路原理示意图；

图6本实用新型第一实施例的交流输电电路之可控硅隔离控制电路的电路原理示意图；

图7本实用新型第一实施例的交流输电电路之开关控制电路的电路原理示意图；

图8本实用新型第一实施例的交流输电电路之显示电路的电路原理示意图；

图9本实用新型第二实施例的插排的结构示意图。

附图标识说明：

1、交流输电电路；2、插排；

11、供电电路；12、开关电路；13、双向可控硅；21、插排本体；22、电路结构；

140、主控电路；141、可控硅隔离控制电路；142、显示电路；143、开关控制电路。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型第一实施例提供一种交流输电电路1。交流输电电路1包括供电电路11和耦接于供电电路11上的开关电路12。开关电路12进一步包括主控电路140及串接于供电电路11上的双向可控硅13，主控电路140与双向可控硅13信号连接并通过双向可控硅13控制供电电路11的通断。

可以理解地，本实用新型第一实施例的双向可控硅13在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，双向可控硅13具有双向导通功能。双向可控硅13的优点是控制电路简单，没有反向耐压问题，因此特别适合做交流无触点开关使用。通过在供电电路11上串接有双向可控硅13，且双向可控硅13与主控电路140信号连接，当交流输电电路1输入高压的交流电的时候，可以通过主控电路140控制双向可控硅13的通断，进而控制供电电路11的通断。双向可控硅13为非物理开合的交流半导体开关，不易发生物理开合开关的打火问题，安全性更高。应理解，双向可控硅13也可为其他具有相同特性的交流半导体开关，如Mos管、继电器等元件。

请结合图2和图3，本实用新型第一实施例的开关电路12包括双向可控硅Q1、电容C1、压敏电阻MOV1和阻容吸收电阻，其中，电容C1和压敏电阻MOV1并联，压敏电阻MOV1与阻容吸收电阻并联，这里需要说明的时，阻容吸收电阻是由相互串联的电阻R1和电容C2组成，它用于保护双向可控硅Q1不被击穿，双向可控硅Q1耦接于供电电路。

本实施例的开关电路12的工作过程是：输入交流电后，交流电经过双向可控硅13处，主控电路140控制双向可控硅13的通断，进而控制供电电路11的通断。

请结合图2及图4，本实用新型第一实施例的主控电路140包括主控芯片U4，主控芯片U4为型号为QFN20的芯片，它是8位微控制器(MCU)基于低功耗平台，使其非常适合任何电池运行的应用。它还具有8kB闪存、0.5kBRAM、16数字I/O引脚、4x16位定时器、3个PCA通道和其他外围通讯设备。

其中，主控芯片U4负责采集开关控制电路143中触摸感应处的信息，并对双向可控硅Q1进行相应的控制。主控芯片U4还用于控制双向可控硅Q1的通断。主控芯片U4还用于通过将采集的交流输电电路1中的电压、电流和功率等信息给输出给显示电路。主控芯片U4还用于接收温度检测电路采集到的温度信息。

请结合图2和图5，本实用新型第一实施例的供电电路11包括整流桥BD1、变压器T2、初级芯片U3、电容C3、滤波电容EC1、滤波电容EC2和滤波电容EC3、二极管D1、二极管D2和二极管D3、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11。

可以理解地，本实施例的变压器T2具有初级输入端Ti、初级输出端To1和次级输出端To2。

具体地，变压器T2的初级线圈连接有整流桥BD1，整流桥BD1连接滤波电容EC2，滤波电容EC2的正极连接有电容C3，电容C3与电阻R8并联，电容C3串联有电阻R10和二极管D2，电阻R10和二极管D2之间的节点连接有电阻R8。

可以理解地，交流电经过整流桥BD1进行初级整流，然后经过滤波电容EC2进行初级滤波，然后通过初级输入电源。

具体地，本实施例的初级输入端Ti连接输入电路，其中，输入电路为常规的原边反馈系统的输入电路，其包括依次连接的交流输入、初级整流、初级滤波。进而给变压器T2提供初级输入电源，待充电负载连接次级输出端To2，次级输出端To2给充电负载充电电源。

进一步，初级芯片U3的HV引脚连接变压器T2的初级输入端Ti，初级芯片U3的FB引脚分压连接变压器T2的初级输出端To1，初级芯片U3的FB引脚还依次连接有电阻R11、二极管D3和滤波电容EC3，二极管D3和滤波电容EC3之间的节点还连接有初级芯片U3的VCC引脚。

可以理解地，通过将初级芯片U3的HV引脚连接变压器T2的初级输入端Ti的设计，用来检测变压器T2的初级绕组的输入电压，进而使得初级芯片U3判断输入电压的情况，然后调整内置开关的导通时间，同时调整内置开关的开关频率，以及调整变压器T2的退磁时间，实现变压器T2输出恒定电流。

其中，通过将初级芯片U3的FB引脚分压连接变压器T2的初级输出端To1的设计，即初级芯片U3的FB引脚利用互感原理检测变压器T2的输出电压。

进一步，本实施例的变压器T2的次级绕组连接有整流滤波单元，用于对变压器T2的次级绕组输出的电流进行整流和滤波处理。

进一步，整流滤波单元包括与次级绕组连接进行整流的二极管D1，二极管D1的正极连接滤波电容EC1后输出电流。

可以理解地，变压器T2的次级绕组连接整流二极管D1对次级绕组输出电流进行整流，并且在整流二极管D1后面连接滤波电容EC1，整流后的输出电流还需要进一步的滤波，再将通过滤波电容EC1的滤波后的电流输出给电子设备使用。

本实施例的供电电路11的工作过程是：获得待充电负载的充电电源需求，并根据待充电负载的充电电源需求控制变压器T2，使得其次级输出端To2输出恒定的电流值能够调整的充电电流和/或恒定的电压值能够调整的充电电压。

可以理解地，本实施例的供电电路11为主控电路140、可控硅隔离控制电路141、开关控制电路143、温度检测电路145、显示电路142和报警电路142供电。

请结合图2和图6，进一步的，本实用新型第一实施例的开关电路12还包括可控硅隔离控制电路141，双向可控硅13通过可控硅隔离控制电路141与主控电路140连接。其中，本实施例的可控硅隔离控制电路141包括光耦合器。

可以理解地，本实施例的主控电路140用于控制交流输电电路的工作。通过设置可控硅隔离控制电路141，主控电路140通过可控硅隔离控制电路对双向可控硅13进行控制，能够电气隔离供电电路11和主控电路140，进而避免供电电路11中的浪涌电压等损坏主控电路140，从而延长了交流输电电路1的寿命。此外，将供电电路11与主控电路140电气隔离的设计能够防止高压的交流电与主控电路140直接连接，从而进一步提高了使用者人为控制交流输电电路1通断的安全性.

进一步，当双向可控硅13连接高压的时候，需要对供电电路11和主控电路140进行隔离控制，本实施例的光耦合器具有良好的隔离作用，通过设置有光耦合器，光耦合器用于对供电电路11和主控电路140直接弱电与强电的隔离，当双向可控硅13连接高压的时候，通过光耦合器控制双向可控硅13的导通时间，从而隔离双向可控硅13的高压，进而使得主控电路140更加安全可靠。

具体的，可控硅隔离控制电路141包括光耦合器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和三极管Q2。

其中，光耦合器U1有6个引脚，光耦合器U1的发光器的阳极(光耦合器U1的1引脚)通过电阻R4接入5V电压，三极管Q2的集电极与光耦合器U1的发光器的阴极(即光耦合器U1的2引脚)耦接，三极管Q2的发射集接地，三极管Q2的基极通过电阻R7与主控芯片U4的PA7管脚耦接，电阻R7还串联有电阻R6，电阻R6的另一端接地。

光耦合器U1的的受光器的一端(即光耦合器U1的6引脚)通过电阻R3和电阻R4耦接交流输电，光耦合器U1的的受光器的另一端(即光耦合器U1的4引脚)连接双向可控硅Q1和电阻R5，电阻R5和双向可控硅Q1串联，光耦合器U1的5引脚和3引脚均悬空。

可以理解地，可控硅隔离控制电路141的工作过程是：光耦合器U1采用型号为MOC3041的光耦合器，它的内部含有过零检测电路。当光耦合器U1的输入引脚输入相应的的电流的时候，光耦合器U1的6引脚和4引脚之间的电压值稍过零，此时光耦合器U1内部的双向晶闸管导通，主控芯片U4采集到交流电压过零电信号时，触发主控芯片U4产生一次事件中断，经过程序设定延时触发后触发双向可控硅Q1驱动，从而控制双向可控硅Q1导通。当光耦合器U1的输入引脚输入0mA的电流的时候，此时光耦合器U1内部的双向晶闸管关断，主控芯片U4接受到信号后，主控芯片U4给双向可控硅Q1断开信号，从而控制双向可控硅Q1关断。

请结合图2和图7，进一步的，本实用新型第一实施例的开关电路12还包括与主控电路140连接的开关控制电路143，主控电路140通过开关控制电路143控制双向可控硅13的通断。

可以理解地，通过设计开关控制电路143，主控电路140通过控制开关控制电路143进一步控制双向可控硅13的通断。

可选地，开关控制电路143可以为但不限制于触控式开关、声控式开关、遥控式开关及按压式开关中的一种或多种的组合。具体的，在本实用新型实施例中，开关控制电路143为触控式开关。

可以理解地，本实用新型第一实施例的开关控制电路143采用触控式的开关来对双向可控硅13的通断进行控制，通过此设计进而可以使得交流输电电路1的通断更方便，同时触控式开关相对于常规物理开关来说更加安全、寿命也会更长。

具体的，开关控制电路143包括触摸开关芯片U2，触摸开关芯片U2的型号为SD8223LB，SD8223LB是一款单按键触摸及接近感应开关，其用途是替代传统的机械型开关。它有6个引脚，进一步，本实施例的开关控制电路143还包括设置在触摸开关芯片U2的外围电路，触摸开关芯片U2的1引脚连接主控芯片U4的PA12管脚。

其中，外围电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14和R15，电容C4和电容C5，触摸开关芯片U2的6引脚通过电阻R13接入5V电压，触摸开关芯片U2的4引脚连接有电阻R15，电阻R15串接有电容C4的一端，电容C4的另一端接地；触摸开关芯片U2的1引脚通过电阻R12接入3.3V的电压，触摸开关芯片U2的3引脚连接电阻R14和电容C5，电容C5接地，触摸开关芯片U2的2引脚接地。

可以理解地，本实施例的开关控制电路143的工作过程是：通过触摸或接近感应开关后，开关控制电路143给主控芯片U4信号，进而控制双向可控硅Q1的导通。

参见图2和图8，进一步，开关电路12还包括用于显示交流输电电路1工作模式和工作状态信息的显示电路142。

可以理解地，显示电路142与主控电路140连接，主控电路140控制显示电路142显示交流输电电路1的工作模式。

具体的是，显示电路142包括电阻R20、电阻R21、电阻R22、发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3，发光二极管LED1的一端连接5V电源，另一端通过电阻R20连接主控芯片U4的PB0管脚，发光二极管LED2的一端连接5V电源，另一端通过电阻R21连接主控芯片U4的PB1管脚，发光二极管LED3的一端连接5V电源，另一端通过电阻R22连接主控芯片U4的PB2管脚。

可以理解地，当电源通电的时候，5V电源经过电阻和发光二极管形成通路，进而点亮LED灯。

这里需要说明的是，可以通过设置不同颜色的灯来表示交流输电电路1的工作模式。比如红色灯用于表示此时交流输电电路1工作异常，此时表明双向可控硅13异常；又或者绿灯用于表示此时交流输电电路1工作正常，此时表明交流输电电路1的各个电路工作正常；又或者蓝灯用于表示此时的交流输电电路1没有工作，交流输电电路1处于关闭状态。

可以理解地，显示电路142包括显示屏，其中显示屏可以为LED显示屏、CRT显示屏或OLED显示屏的一种或多种的组合。通过将显示电路142与主控芯片U4连接，可以将主控芯片U4采集到的交流输电电路1中的各种工作信息实时的显示到显示屏中。这里需要说明的是，工作信息可以是交流输电电路的电压、电流及功率中的一种或多种的组合。通过此设计可以将交流输电电路1的电压值、电流值、用电量或功率值实时显示在显示屏中，方便人们进行查看交流输电电路1的工作信息。

进一步的，显示功率值可以显示交流输电电路当前总用电功率。本申请的显示屏显示了功率值，就能让用户了解电器功率情况，在可允许范围内使用电器。至于用电量，可以显示瓦时，显示了用户在长时间使用电器时产生的电量信息，进一步的可以预设电费信息，根据电费信息和电量，可以显示实时的电费，告诉用户已产生电费，使用户对电费有直观了解、提醒用户节约用电。

综上所述，通过输入交流电，一部分交流电传输至供电电路，供电电路为主控电路供电。一部分传输至插排母座，实现给插排母座供电。主控电路通过控制双向可控硅进一步控制供电电路的通断。可控硅隔离控制电路用于电气隔离供电电路和主控电路，当交流输电输入高压的时候，能够防止高压的交流电与主控电路直接连接，而且可控硅隔离控制电路还包括光耦合器，能够进一步对双向可控硅进行可靠的隔离控制。供电电路为主控电路供电。显示电路用于将主控电路采集到的信息实时显示出来，即显示电路显示交流输电电路的工作模式或工作状态信息。

请结合图9，本实用新型的第二实施例提供了一种插排2，其包括插排本体21及设置于插排本体21中的电路结构22，其中，电路结构22为第一实施例中的交流输电电路2。

可以理解地，本实用新型的第二实施例提供了一种插排2，具有与第一实施例中的交流输电电路1相同的效果，在此不做赘述。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种交流输电电路，具有以下优点：

1.本实用新型实施例提供的交流输电电路，包括供电电路和耦接于所述供电电路上的开关电路，开关电路包括主控电路及串接于供电电路上的双向可控硅，主控电路与双向可控硅信号连接并通过双向可控硅控制供电电路的通断。通过在供电电路上耦接双向可控硅的设计，有效地避免了在交流输电电路中在开关处容易产生打火现象的问题，从而提高了交流输电电路的安全性和可靠性。此外，通过双向可控硅控制交流输电电路通断的设计，使得交流输电电路中的开关电路寿命更加长，从而提高了交流输电电路的开关电路的使用寿命。此外，通过开关控制电路的设计可以更加方便地控制交流输电电路的通断。

2.本实用新型实施例提供的交流输电电路，开关电路包括开关控制电路，开关控制电路可以是触控式开关、声卡式开关、遥控式开关或按压式开关，当开关控制电路为触控式开关、声卡式开关或遥控式开关时，使得供电电路的通断更智能化，从而提高了交流输电电路的使用便捷性。当开关控制电路为按压式开关时，通过此设计能够降低成本。

3.本实用新型实施例提供的交流输电电路，开关电路包括可控硅隔离控制电路，控制电路通过可控硅隔离控制电路对双向可控硅进行控制，能够电气隔离供电电路和主控电路，进而避免供电电路中的浪涌电压等损坏主控电路，从而延长了交流输电电路的寿命。此外，将供电电路与主控电路电气隔离的设计能够防止高压的交流电与主控电路直接连接，从而进一步提高了使用者人为控制交流输电电路通断的安全性。此外，可控硅隔离控制电路包括光耦合器的设计，进一步保证了主控电路能够对双向可控硅进行可靠的隔离控制，使得主控电路更加安全可靠。

4.本实用新型实施例提供的交流输电电路，开关电路还包括显示电路，显示电路为LED灯，通过将显示电路与主控电路连接的设计，LED灯通过灯光颜色和/或闪烁频率表示所述交流输电电路的工作模式，方便人们查看此时的交流输电电路的工作模式。

5.本实用新型实施例提供的交流输电电路，显示电路为显示屏，通过显示屏可以显示交流输电电路的电压、电流、用电量和功率等工作信息，从而方便使用者关注交流输电电路的供电状态，进一步提高了交流输电电路的使用便捷性。

6.本实用新型的一种插排，具有与上述的一种交流输电电路具有相同的有益效果，在此不做赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交流输电电路，其特征在于：所述交流输电电路包括供电电路和耦接于所述供电电路上的开关电路；

所述开关电路进一步包括主控电路及串接于所述供电电路上的双向可控硅，所述主控电路与所述双向可控硅信号连接并通过所述双向可控硅控制所述供电电路的通断；

所述开关电路还包括开关控制电路，所述开关控制电路通过所述主控电路控制所述双向可控硅的通断。

2.根据权利要求1所述的交流输电电路，其特征在于：所述开关控制电路为触控式开关、声控式开关、遥控式开关及按压式开关中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的交流输电电路，其特征在于：所述开关控制电路为触控式开关，所述触控式开关包括触摸开关芯片。

4.根据权利要求1所述的交流输电电路，其特征在于：所述开关电路还包括可控硅隔离控制电路，所述双向可控硅通过所述可控硅隔离控制电路与所述主控电路连接。

5.根据权利要求4所述的交流输电电路，其特征在于：所述可控硅隔离控制电路包括光耦合器。

6.根据权利要求5所述的交流输电电路，其特征在于：所述光耦合器的型号为MOC3041。

7.根据权利要求1所述的交流输电电路，其特征在于：所述开关电路还包括显示电路，所述显示电路与所述主控电路连接。

8.根据权利要求7所述的交流输电电路，其特征在于：所述显示电路包括LED灯，所述LED灯通过灯光颜色和/或闪烁频率表示所述交流输电电路的工作模式。

9.根据权利要求7所述的交流输电电路，其特征在于：所述显示电路包括显示屏，所述显示屏显示所述交流输电电路的电压、电流、功率和用电量的一种或多种的组合。

10.一种插排，其特征在于：包括插排本体及设置于所述插排本体中的电路结构，所述电路结构为权利要求1-9任一项所述的交流输电电路。

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