CN218997951U - 一种具有空气开关的插线板 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种具有空气开关的插线板，其特征在于，所述插线板至少包括主控制模块、依次电性连接的交流电源输入模块、漏电检测模块、空气开关保护模块、第一变压器和直流电源输出模块；其中，所述漏电检测模块用于检测所述插线板中火线或零线之间的短路状态；所述第一变压器用于将交流电源输入模块输入的交流电源转换为直流电源，并通过所述直流电源输出模块输出所述直流电源；所述主控制模块分别与所述漏电检测模块和所述空气开关保护模块连接；所述主控制模块用于根据所述短路状态，控制所述空气开关保护模块的通断。

Description

一种具有空气开关的插线板

技术领域

本申请实施例涉及智能设备技术领域，涉及但不限于一种具有空气开关的插线板。

背景技术

当前，插线板作为连接电源与电器的必不可少的器件，在人们的日常生活中起到了极其重要的作用。

但是，当前给设备供电需要结合充电器和插线板才能实现，在出行时增加了出行负担，在日常使用过程中使用各种充电器造成了资源浪费；且相关技术中的插线板仅靠插线板上的按键来控制供电电路的通断，无法保证供电安全。

实用新型内容

基于相关技术中的问题，本申请实施例提供一种具有空气开关的插线板。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供一种具有空气开关的插线板，所述插线板至少包括主控制模块、依次电性连接的交流电源输入模块、漏电检测模块、空气开关保护模块、第一变压器和直流电源输出模块；其中，所述漏电检测模块用于检测所述插线板中火线或零线的短路状态；所述第一变压器用于将交流电源输入模块输入的交流电源转换为直流电源，并通过所述直流电源输出模块输出所述直流电源；

所述主控制模块分别与所述漏电检测模块和所述空气开关保护模块连接；所述主控制模块用于根据所述短路状态，控制所述空气开关保护模块的通断。

在一些实施例中，所述漏电检测模块至少包括限流电阻、计量芯片和光耦；所述计量芯片至少包括IAP管脚、IAN管脚和INT1管脚；

所述限流电阻与所述插线板的零线串联；所述限流电阻的一端与所述计量芯片的IAP管脚连接，另一端与计量芯片的IAN管脚连接；

所述光耦至少包括第一管脚和第二管脚，所述第一管脚与所述计量芯片的INT1管脚连接，所述第二管脚与所述主控制模块连接。

在一些实施例中，所述空气开关保护模块至少包括继电器；所述光耦还包括第三管脚；

所述继电器分别与所述插线板的火线和所述第三管脚连接，所述继电器通过所述光耦与所述主控制模块连接。

在一些实施例中，所述插线板还包括电压电流检测模块；

所述电压电流检测模块分别与所述漏电检测模块和所述主控制模块连接，用于检测所述交流电源输入模块输入的电压和电流。

在一些实施例中，所述电压电流检测模块至少包括采样电阻和分压电阻；所述漏电检测模块至少包括计量芯片，所述计量芯片至少包括VP管脚；

所述采样电阻与所述插线板的零线串联，所述采样电阻的一端与所述计量芯片的IAP管脚连接，另一端与计量芯片的IAN管脚连接；

所述分压电阻分别与所述插线板的火线和所述计量芯片的VP管脚连接。

在一些实施例中，所述插线板还包括第二变压器；

所述第一变压器和所述第二变压器均为交流转直流变压器。

在一些实施例中，所述第二变压器分别与所述主控制模块和所述漏电检测模块连接，用于为所述主控制模块提供直流电源。

在一些实施例中，所述第一变压器和所述第二变压器为220伏转5伏变压器。

在一些实施例中，所述插线板还包括交流电源输出模块；

所述交流电源输出模块与所述空气开关保护模块连接，用于输出交流电源。

在一些实施例中，所述插线板还包括按键控制模块；

所述按键控制模块与所述主控制模块连接，用于控制所述交流电源输出模块和/或所述直流电源输出模块与所述交流电源输入模块之间的连接。

本申请实施例提供一种具有空气开关的插线板，首先，通过插线板中的漏电检测模块，检测插线板中火线或零线的短路状态，主控制模块通过是否具有短路状态来控制空气开关保护模块的通断，进而控制交流电源输入模块的供电状态，提供了充电异常保护功能，保障了供电安全；其次，本申请实施例通过第一变压器和直流电源输出模块，对交流电源输入模块提供的交流电源进行降压转换，通过直流电源输出模块对电子设备供电，实现了插线板和充电器的结合，减少了资源浪费。

附图说明

在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。

图1是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图；

图2是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图；

图3是本申请实施例提供的漏电检测模块的电路连接示意图；

图4是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图；

图5是本申请实施例提供的电压电流检测模块的电路连接示意图；

图6是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图；

图7是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图；

图8是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图

图9是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本申请实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本申请实施例省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。除非另有定义，本申请实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请实施例所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

相关技术中，充电器是一种电能转换工具，可以将市电(即交流电)转换为直流电，可以给手机、平板、移动电源等电子设备供电，充电器只能在插线板或固定插座上使用。插线板是带电源线和插头且可以移动的多位插座，可以连接一个以上的电源插头，既节省了空间，实现了插座扩展，又节省了线路，插线板作为插座的延长线，实现一拖多的插座扩展，可以为电脑，吹风机，风扇，电视等设备供电。

目前在出行时，一般都会携带充电器和排插等多种设备，增加了出行负担。

基于相关技术中存在的问题，本申请实施例提供一种具有空气开关的插线板，通过插线板中的漏电检测模块，检测插线板中火线或零线的短路状态，主控制模块通过是否具有短路状态来控制空气开关保护模块的通断，进而控制交流电源输入模块的供电状态，提供了充电异常保护功能，保障了供电安全；本申请实施例通过第一变压器和直流电源输出模块，对交流电源输入模块提供的交流电源进行降压转换，通过直流电源输出模块对电子设备供电，实现了插线板和充电器的结合，将充电器和插线板合二为一，集成多种异常保护功能，实现体积小，价格低，安全用电等功能。

图1是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图，如图1所示，插线板至少包括主控制模块101、依次电性连接的交流电源输入模块102、漏电检测模块103、空气开关保护模块104、第一变压器105和直流电源输出模块106。其中，所述漏电检测模块103用于检测所述插线板中火线或零线的短路状态；交流电源输入模块102的一端与供电端连接，所述第一变压器105用于将交流电源输入模块102输入的交流电源转换为直流电源，并通过所述直流电源输出模块106输出所述直流电源。

在一些实施例中，所述主控制模块101分别与所述漏电检测模块103和空气开关保护模块104连接；所述主控制模块用于根据所述短路状态，控制所述空气开关保护模块的通断，进而控制直流电源输出模块106的输出。

在一些实施例中，交流电源输入模块102可以是一根线材，用于从供电端取电至插线板连接的设备。

在一些实施例中，漏电检测模块103至少包括限流电阻1031、计量芯片1032和光耦1033。图2是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图，如图2所示，限流电阻1031、计量芯片1032和光耦1033依次电性连接，光耦1033分别与主控制模块101和空气开关保护模块104连接。

在一些实施例中，所述空气开关保护模块104至少包括继电器1041，所述光耦1033至少包括第三管脚3。所述继电器1041与所述插线板的火线(live wire，L)串联，所述继电器1041与所述第三管脚3连接，通过所述光耦1033与所述主控制模块101连接。

在一些实施例中，主控制模块101可以是单片机(Microcontroller Unit，MCU)或控制IC等元器件。

在一些实施例中，计量芯片1032至少包括IAP管脚、IAN管脚和INT1管脚，如图3所示，图3是本申请实施例提供的漏电检测模块的电路连接示意图。所述限流电阻1031与所述插线板的零线(Neutral wire，N)串联，所述限流电阻1031的一端与所述计量芯片的IAP管脚连接，另一端与计量芯片的IAN管脚连接，所述光耦1033至少包括第一管脚1、第二管脚2和第三管脚3，所述第一管脚1与所述计量芯片的INT1管脚连接，所述第二管脚2与所述主控制模块101的INT1-OUT 14PIN管脚连接，所述第三管脚3经三极管Q1与继电器1041连接。

在一些实施例中，计量芯片1032可以用来测量信号，被采样的信号是通过IAP、IAN和VP等管脚进入到芯片内部。

在一些实施例中，插线板正常供电时，限流电阻1031两端的电位差为限流电阻1031的电阻值与流过限流电阻1031的电流的乘积。当计量芯片1032检测到限流电阻1031两端电位具有异常数值，即限流电阻1031两端电位差与正常工作时的电位差不同时，说明电路有短路状态，此时光耦1033导通，主控制模块101的INT1-OUT 14PIN管脚的电平被拉低，三极管Q1的基极处电平被拉低，三极管Q1断开，进而使得继电器1041断开，即空气开关保护模块104断开，使得直流电源输出模块106断开，插线板停止供电。如此，通过本申请实施例提供的具有空气开关的插线板，能够检测到插线板中火线或零线的短路状态，并根据短路状态控制插线板的供电状态，使供电更加安全。

在图3中，光耦还包括第四管脚4，第四管脚4经电阻R1连接5伏特(V)的输入电压。继电器1041与火线串联，继电器1041经三极管Q1，分别与光耦1033和主控制模块101连接，继电器1041还连接5伏特(V)的输入电压。

在一些实施例中，所述插线板还包括电压电流检测模块107；所述电压电流检测模块107分别与所述漏电检测模块103和所述主控制模块101连接，用于检测所述交流电源输入模块102输入的电压和电流。如图4所示，图4是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图。

在一些实施例中，所述电压电流检测模块107至少包括采样电阻1071和分压电阻1072。图5是本申请实施例提供的电压电流检测模块的电路连接示意图，如图5所示，漏电检测模块的计量芯片还包括VP管脚。

在一些实施例中，所述采样电阻1071与所述插线板的零线串联，所述采样电阻的一端与所述计量芯片的IAP管脚连接，另一端与计量芯片的IAN管脚连接。继电器1041经三极管Q1与主控制模块101的7PIN管脚连接。通过采样电阻1071上施加的电流，计量芯片采集采样电阻1071两端的电压，当电压达到控制阈值，例如10V时，或电流达到电流阈值，例如10A时，主控制模块101控制继电器1041(即空气开关保护模块104)断开，以实现安全供电。

在一些实施例中，分压电阻可以是至少一个，如图5所示，分压电阻1072可以由多个电阻组成，如R4至R8构成分压电阻1072，插线板的火线通过分压电阻连接到计量芯片的VP管脚。计量芯片采集分压电阻降压后的电压，当电压超过电压阈值，例如，10V时，主控制模块101控制继电器1041(即空气开关保护模块104)断开，以实现安全供电。

在一些实施例中，分压电阻1072可以并联电阻R9、电容C1和一个瞬态电压抑制二极管，用于吸收浪涌功率，能在极短时间内承受反向电压冲击，使电压钳位于一个特定电压上，避免电路受到冲击。

在一些实施例中，计量芯片还包括SDO管脚，计量芯片采集到的电流和电压信号，通过SDO管脚实时反馈至主控制模块101的MCU_TX 12PIN管脚，使得火线或零线中的电压或电流超出设定的阈值时，主控制模块101控制继电器的通断，进而控制插线板的供电通断。

在一些实施例中，插线板还包括第二变压器108；所述第一变压器105和所述第二变压器108均为交流转直流变压器。

图6是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图。如图6所示，所述第二变压器108分别与所述主控制模块101和所述漏电检测模块103连接，用于为所述主控制模块101提供直流电源。

在一些实施例中，第一变压器105和所述第二变压器108可以是为220V转5V变压器，输出电压可以根据待充电的电子设备进行调整，例如可以是220V转9V变压器，也可以是220V转12V变压器。

在一些实施例中，第一变压器105内还可以包括整流电路和稳压电路，将220V的交流电转换为5V的低压脉冲，再经过一个整流、稳压电路，变成5V的稳定的直流电，给手机等电子设备进行供电。第二变压器108可以用于将220V的交流电转换为5V稳定的直流电，给主控制模块101进行供电。

在一些实施例中，可以用芯片SC3057和SC3503作为第一变压器105和第二变压器108的降压输出芯片。可以用芯片SC9711作为直流转换(DC-DC)和协议变换器，实现直流电源输出模块106和待充电的电子设备之间的通讯，本申请实施例可以根据通讯的内容调整直流电源输出模块106的输出电压，实现手机等电子设备的快速充电功能。

在一些实施例中，所述插线板还包括交流电源输出模块109，如图7所示，所述交流电源输出模块109与所述空气开关保护模块104连接，用于输出交流电源。交流电源输出模块109可以是交流电插座。

在一些实施例中，所述插线板还包括按键控制模块110，如图8所示，所述按键控制模块110与所述主控制模块101连接，用于控制所述交流电源输出模块109和/或所述直流电源输出模块106与所述交流电源输入模块102之间的连接。按键控制模块110可以是插线板的按键，通过按键控制插线板的供电。

在本申请实施例中，漏电检测模块103、电压电流检测模块107和第二变压器108的连接顺序可以调整，本实用新型不做限制，如图9所示，图9是本申请实施例提供的具有空气开关的插线板结构示意图。

本申请实施例通过插线板中的漏电检测模块，检测插线板中火线或零线的短路状态，主控制模块通过是否具有短路状态来控制空气开关保护模块的通断，进而控制交流电源输入模块的供电状态，提供了充电异常保护功能，保障了供电安全；本申请实施例通过第一变压器和直流电源输出模块，对交流电源输入模块提供的交流电源进行降压转换，通过直流电源输出模块对电子设备供电，实现了插线板和充电器的结合，将充电器和插线板合二为一，集成多种异常保护功能，实现体积小，价格低，安全用电等功能。

以上所述，仅为本实用新型的实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本实用新型的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述，仅为本实用新型的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种具有空气开关的插线板，其特征在于，所述插线板至少包括主控制模块、依次电性连接的交流电源输入模块、漏电检测模块、空气开关保护模块、第一变压器和直流电源输出模块；其中，所述漏电检测模块用于检测所述插线板中火线或零线之间的短路状态；所述第一变压器用于将交流电源输入模块输入的交流电源转换为直流电源，并通过所述直流电源输出模块输出所述直流电源；

所述主控制模块分别与所述漏电检测模块和所述空气开关保护模块连接；所述主控制模块用于根据所述短路状态，控制所述空气开关保护模块的通断。

2.根据权利要求1所述的插线板，其特征在于，所述漏电检测模块至少包括限流电阻、计量芯片和光耦；所述计量芯片至少包括IAP管脚、IAN管脚和INT1管脚；

所述限流电阻与所述插线板的零线串联；所述限流电阻的一端与所述计量芯片的IAP管脚连接，另一端与计量芯片的IAN管脚连接；

所述光耦至少包括第一管脚和第二管脚，所述第一管脚与所述计量芯片的INT1管脚连接，所述第二管脚与所述主控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的插线板，其特征在于，所述空气开关保护模块至少包括继电器；所述光耦还包括第三管脚；

所述继电器分别与所述插线板的火线和所述第三管脚连接，所述继电器通过所述光耦与所述主控制模块连接。

4.根据权利要求1所述的插线板，其特征在于，所述插线板还包括电压电流检测模块；

所述电压电流检测模块分别与所述漏电检测模块和所述主控制模块连接，用于检测所述交流电源输入模块输入的电压和电流。

5.根据权利要求4所述的插线板，其特征在于，所述电压电流检测模块至少包括采样电阻和分压电阻；所述漏电检测模块至少包括计量芯片，所述计量芯片至少包括VP管脚；

所述采样电阻与所述插线板的零线串联；所述采样电阻的一端与所述计量芯片的IAP管脚连接，另一端与计量芯片的IAN管脚连接；

所述分压电阻分别与所述插线板的火线和所述计量芯片的VP管脚连接。

6.根据权利要求1所述的插线板，其特征在于，所述插线板还包括第二变压器；

所述第一变压器和所述第二变压器均为交流转直流变压器。

7.根据权利要求6所述的插线板，其特征在于，所述第二变压器分别与所述主控制模块和所述漏电检测模块连接，用于为所述主控制模块提供直流电源。

8.根据权利要求6所述的插线板，其特征在于，所述第一变压器和所述第二变压器为220伏转5伏变压器。

9.根据权利要求1至8任一项所述的插线板，其特征在于，所述插线板还包括交流电源输出模块；

所述交流电源输出模块与所述空气开关保护模块连接，用于输出交流电源。

10.根据权利要求9所述的插线板，其特征在于，所述插线板还包括按键控制模块；

所述按键控制模块与所述主控制模块连接，用于控制所述交流电源输出模块和/或所述直流电源输出模块与所述交流电源输入模块之间的连接。

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