CN216958757U - 插座的保护装置与插座 - Google Patents

Abstract

本申请提供了插座的保护装置与插座，插座的保护装置包括保护单元，保护单元包括电子开关、功率采集模块和微控制器，电子开关串接在插座的主电路中；功率采集模块与插座的主电路电连接，用于采集主电路电压信号和主电路电流信号；微控制器分别与电子开关和功率采集模块电连接，用于根据主电路电流信号的大小确定是否产生过载现象，用于根据主电路电压信号的大小确定是否产生过压现象或者欠压现象，在产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，控制电子开关断开，以解决现有技术中插座的保护装置无法兼顾过载保护、过压保护和欠压保护的问题。

Description

插座的保护装置与插座

技术领域

本申请涉及插座保护领域，具体而言，涉及一种插座的保护装置与插座。

背景技术

现有技术中，插座的过载保护装置的检测精度较低，且大部分过载保护装置采取依靠自身温度升高实现过载保护动作，因此从过载到保护动作时间较长。这些保护装置在通有大电流情况下，因插座内部空间狭小，热量不易消散，高温易导致其他器件加速老化。

如今市面上的插座还缺少过欠压保护功能。过电压由工频、谐振、操作、雷电引起，可导致供配电、用电设备击穿、烧毁、甚至人身伤亡等事故；欠电压可导致生产效率降低、影响正常生活，甚至电机烧毁等事故。

此外，目前市面上的插座缺少过载预警功能，用户无法判断插座带载情况并及时对用电器作出相应的调整。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种插座的保护装置与插座，以解决现有技术中插座的保护装置无法兼顾过载保护、过压保护和欠压保护的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种插座的保护装置，保护单元，用于与插座的主电路电连接，用于在所述插座的主电路中产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，切断所述插座的主电路。

进一步地，所述保护单元包括：电子开关，串接在插座的主电路中；功率采集模块，与所述插座的主电路电连接，用于采集主电路电压信号和主电路电流信号；微控制器，分别与所述电子开关和所述功率采集模块电连接，用于根据所述主电路电流信号的大小确定是否产生过载现象，用于根据所述主电路电压信号的大小确定是否产生过压现象或者欠压现象，在产生所述过载现象、所述过压现象或者欠压现象的情况下，控制所述电子开关断开。

进一步地，所述保护单元还包括：AC-DC模块，具有输入端和输出端，所述AC-DC模块的输入端与所述主电路电连接，所述AC-DC模块的输出端分别与电子开关和所述微控制器电连接。

进一步地，所述保护单元还包括：预警模块，与所述微控制器电连接，用于过载预警、过压预警或者欠压预警。

进一步地，所述电子开关包括至少以下之一：晶体管、场效应管、可控硅、继电器。

进一步地，所述微控制器包括至少以下之一：ARM、51单片机、FPGA。

进一步地，在所述主电路电流信号大于16A的情况下，确定产生所述过载现象，在所述主电路电压信号大于250V的情况下，确定产生所述过压现象，在所述主电路电压信号小于190V的情况下，确定产生所述欠压现象。

进一步地，在所述主电路电流信号大于13.6A的情况下，需要进行过载预警，在所述主电路电压信号大于240V的情况下，需要进行过压预警，在所述主电路电压信号小于200V的情况下，需要进行欠压预警。

根据本申请的另一方面，提供了一种插座，包括任一所述的插座的保护装置和插座的主电路，所述插座的保护装置和所述插座的主电路电连接。

进一步地，所述插座还包括：总开关，与所述保护单元串联。

应用本申请的技术方案，提供了一种插座的保护装置，保护单元，用于与插座的主电路电连接，用于在所述插座的主电路中产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，切断所述插座的主电路，以解决现有技术中插座的保护装置无法兼顾过载保护、过压保护和欠压保护的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请实施例的一种插座的保护装置电路图；

图2示出了过载保护器额定电流与使用温度关系图；

图3示出了根据本申请实施例的功率采集模块电路图；

图4示出了根据本申请实施例的微控制器电路图；

图5示出了根据本申请实施例的AC-DC电源电路图；

图6示出了根据本申请实施例的预警模块电路图；

图7示出了根据本实施例的电子开关的工作电路图；

图8示出了根据本实施例的插座机械架构框图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、保护单元；20、主电路；11、电子开关；12、功率采集模块；13、微控制器；14、预警模块；15、AC-DC模块；16、开关按钮。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中插座的保护装置无法兼顾过载保护、过压保护和欠压保护，为了解决如上问题，本申请提出了一种插座的保护装置，如图1所示：

保护单元10，用于与插座的主电路20电连接，用于在上述插座的主电路20中产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，切断上述插座的主电路20。

上述插座的保护装置中，保护单元与插座的主电路电连接，在上述插座的主电路中产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，切断上述插座的主电路，使得电路保护反应迅速，工作稳定，且对环境抗扰度较高，以解决现有技术中插座的保护装置无法兼顾过载保护、过压保护和欠压保护的问题。

本申请的一种实施例中，如图1所示，上述保护单元10包括：电子开关11，串接在插座的主电路20中；功率采集模块12，与上述插座的主电路20电连接，用于采集主电路20电压信号和主电路20电流信号；微控制器13，分别与上述电子开关11和上述功率采集模块12电连接，用于根据上述主电路20电流信号的大小确定是否产生过载现象，用于根据上述主电路20电压信号的大小确定是否产生过压现象或者欠压现象，在产生上述过载现象、上述过压现象或者欠压现象的情况下，控制上述电子开关11断开。

对于过载保护而言，市面上常使用保险丝作为过载保护装置，在组装焊接过程中，需要严格把握焊接时长，需要在尽可能短的时间内完成焊接，保证焊锡饱满的同时确保保险丝不被熔断，此外保险丝为一次性过载保护装置，其在产品中起到保护作用不可逆。使用保险丝作为保护装置的插座，由于保险丝一次性保护的特性，在保险丝熔断后，用户不易替换保险丝；此外这类插座在组装时焊接时间和温度把握不当易造成保险丝熔断。而采用本申请的方案，通过功率采集模块采集主电路的电流信号，根据主电路的电流信号的大小就可以确定是否发生过载现象，在产生过载现象时直接控制电子开关断开，以使得主电路断开即可。无需使用保险丝作为过载保护装置，解决了保险丝保护作用不可逆的问题。同时，无需替换保险丝，无需考虑插座在组装时焊接时间和温度把握不当易造成保险丝熔断的问题。

除此之外，市面上还使用过载保护器作为保护装置，过载保护器的额定电流与使用温度关系如图2所示，可知，过载保护器的额定电流很容易受到环境温度的影响，在寒冷或炎热地区使用装有过载保护器的插座，对应的实际额定电流与规定的额定值有较大差距，极易出现过早跳脱或无法跳脱的现象，因此极易降低用户体验。即由于过载保护器的额定电流很容易受到环境温度的影响，导致过载保护器的控制精度较低。而采用本申请的方案，通过功率采集模块采集主电路的电流信号，根据主电路的电流信号的大小就可以确定是否发生过载现象，在产生过载现象时直接控制电子开关断开，以使得主电路断开即可。本申请的主电路的电流信号的大小很难受到温度的影响，所以，本申请的插座保护装置无论是在寒冷还是炎热的天气状况下，都可以实现高精度的过载保护。

具体地，当图4中的U4(微控制器)的PA1引脚为低电平时，图7中的电子开关Q1断开；当PA1为高电平时，上述电子开关Q1导通。上述功率采集模块如图3所示，选用功率计量芯片HLW8012对主电路中电流、电压及功率进行采集。其中，R10和R11并联后串接于主电路N极，主电路电流信号在其两端通过时，其两端会产生对应的电压差输入V1P和V1N；R13、R14、R15及C5接入主电路L、N极之间，主电路电压信号经其转换后输入V2P。主电路电流信号和电压信号经HLW8012计算处理后，转换为对应的数字信号由CF、CF1和SEL引脚输出至微控制器13。其中CF引脚输出有功功率转换所得的脉冲信号；SEL引脚用于控制CF1引脚输出电压信号或电流信号，其中，6脚有功功率输出，URAT输出8032/7759B；7脚有功功率输出，电流/电压信号输出；8脚0电流/1电压8012/7759。

具体地，图4中的微控制器U4，U4的PA2引脚用于控制图3中的功率计量芯片HLW8012输出电压或电流信号，图4中的U4的PA4、PA5引脚用于接收来自功率采集模块的信号，其中PA2为低电平时获取电流信号，PA2为高电平时获取电压信号。微控制器(单片机)根据程序设定，控制PA0、PA1引脚的输出电平。

本申请的一种实施例中，如图1和5所示，上述保护单元10还包括：AC-DC模块15，具有输入端和输出端，上述AC-DC模块15的输入端与上述主电路20电连接，上述AC-DC模块15的输出端分别与电子开关11和上述微控制器13电连接，具体地，图5为一种具体的AC-DC模块，选用OB2225M和ME6210A16M3G两种芯片，将180～260V交流电转换为12V和5V直流电，用于给电子开关11和功率采集模块12等电子元件供电，其中，除上述OB2225M和ME6210A16M3G两种芯片，AC-DC模块15还应包括电阻、电容、电感、二极管等，才能给电子开关11和功率采集器模块等电子元件供电。

本申请的一种实施例中，如图1所示，上述保护单元10还包括：预警模块14，与上述微控制器13电连接，用于过载预警、过压预警或者欠压预警，具体地，上述微控制器13作为处理核心，用于接收来自功率采集模块12的数据，当微控制器13判断出异常后将快速切断主电路20，具体地，预警模块14为指示灯，指示灯与上述微控制器13连接，上述指示灯为LED灯，当正常情况下LED绿灯亮，异常时LED红灯亮。如图6所示，当IO-LED为高电平时，红灯亮；当IO-LED为低电平时，绿灯亮，拥有预警指示灯，便于用户及时对用接入电器进行调整，避免超额。

本申请的一种实施例中，如图1所示，上述保护单元还包括开关按钮16，具体地，故障排除后，闭合开关按钮16，以控制微控制器13触发电子开关11闭合，使得主电路回归正常状态。

本申请的一种实施例中，上述电子开关包括至少以下之一：晶体管、场效应管、可控硅、继电器，上述电子开关串联在主电路中。当然，本领域技术人员可以选择除晶体管、场效应管、可控硅、继电器之外的电子开关。

本申请的一种实施例中，上述微控制器包括至少以下之一：ARM、51单片机、FPGA，微控制器作为处理核心，接收来自功率采集模块的数据。当然，本领域技术人员可以选择除ARM、51单片机、FPGA之外的微控制器。

本申请的一种实施例中，在上述主电路电流信号大于16A的情况下，确定产生上述过载现象，在上述主电路电压信号大于250V的情况下，确定产生上述过压现象，在上述主电路电压信号小于190V的情况下，确定产生上述欠压现象，具体地，其中，上述电流信号大于16A，电压信号大于250V以及电压信号190V的限定可以根据实际情况选择合适的数值。

本申请的一种实施例中，在上述主电路电流信号大于13.6A的情况下，需要进行过载预警，在上述主电路电压信号大于240V的情况下，需要进行过压预警，在上述主电路电压信号小于200V的情况下，需要进行欠压预警，具体地，其中主电路电流信号大于13.6A，电压信号大于240V以及电压信号小于200V的限定可以根据实际情况选择合适的数值。

本申请的一种实施例中，提供了一种插座，包括任一上述的插座的保护装置和插座的主电路，上述插座的保护装置和上述插座的主电路电连接。该插座中的保护单元与插座的主电路电连接，在上述插座的主电路中产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，切断上述插座的主电路，使得电路保护反应迅速，工作稳定，且对环境抗扰度较高，以解决现有技术中插座的保护装置无法兼顾过载保护、过压保护和欠压保护的问题。

本申请的一种实施例中，如图8所示，上述插座还包括：总开关，与上述保护单元10串联，在电路总电流超额时，过载保护模块将快速切断电路，实现过载保护的作用，此时通过重启总开关即可恢复电路。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的插座的保护装置中，保护单元与插座的主电路电连接，在上述插座的主电路中产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，切断上述插座的主电路，使得电路保护反应迅速，工作稳定，且对环境抗扰度较高，以解决现有技术中插座的保护装置无法兼顾过载保护、过压保护和欠压保护的问题。

2)、本申请的插座，保护单元与插座的主电路电连接，在上述插座的主电路中产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，切断上述插座的主电路，使得电路保护反应迅速，工作稳定，且对环境抗扰度较高，以解决现有技术中插座的保护装置无法兼顾过载保护、过压保护和欠压保护的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种插座的保护装置，其特征在于，包括：

保护单元，用于与插座的主电路电连接，用于在所述插座的主电路中产生过载现象、过压现象或者欠压现象的情况下，切断所述插座的主电路；

所述保护单元包括：

电子开关，串接在插座的主电路中；

功率采集模块，与所述插座的主电路电连接，用于采集主电路电压信号和主电路电流信号；

微控制器，分别与所述电子开关和所述功率采集模块电连接，用于根据所述主电路电流信号的大小确定是否产生过载现象，用于根据所述主电路电压信号的大小确定是否产生过压现象或者欠压现象，在产生所述过载现象、所述过压现象或者欠压现象的情况下，控制所述电子开关断开。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护单元还包括：

AC-DC模块，具有输入端和输出端，所述AC-DC模块的输入端与所述主电路电连接，所述AC-DC模块的输出端分别与电子开关和所述微控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护单元还包括：

预警模块，与所述微控制器电连接，用于过载预警、过压预警或者欠压预警。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子开关包括至少以下之一：

晶体管、场效应管、可控硅、继电器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制器包括至少以下之一：

ARM、51单片机、FPGA。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述主电路电流信号大于16A的情况下，确定产生所述过载现象，在所述主电路电压信号大于250V的情况下，确定产生所述过压现象，在所述主电路电压信号小于190V的情况下，确定产生所述欠压现象。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述主电路电流信号大于13.6A的情况下，需要进行过载预警，在所述主电路电压信号大于240V的情况下，需要进行过压预警，在所述主电路电压信号小于200V的情况下，需要进行欠压预警。

8.一种插座，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的插座的保护装置和插座的主电路，所述插座的保护装置和所述插座的主电路电连接。

9.根据权利要求8所述的插座，其特征在于，所述插座还包括：

总开关，与所述保护单元串联。

Images