專利名稱：智能節(jié)電保護(hù)控制插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于節(jié)電保護(hù)控制領(lǐng)域，尤其是一種智能節(jié)電保護(hù)控制插座。
背景技術(shù)：
目前，用電系統(tǒng)或用電設(shè)備上普遍存在著電力垃圾和過剩能耗問題，造成 電能資源的浪費(fèi)以及對(duì)用電設(shè)備的破壞，其中，電能資源的浪費(fèi)主要有三方面 的原因(1)存在瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾問題，(2)存在用電系統(tǒng)或用 電設(shè)備超過額定電壓以上的過剩能耗問題，(3)存在用電設(shè)備待機(jī)能耗的問 題。正是由于存在上述問題，使得用電系統(tǒng)的用電效率嚴(yán)重下降，造成電能資 源的浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)用電系統(tǒng)或用電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊破壞作用。為了節(jié)約電 能資源并對(duì)各種用電系統(tǒng)或用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，可在用電系統(tǒng)中安裝節(jié)電保護(hù) 插座來解決。節(jié)電保護(hù)插座按功能基本分為三大類型 一為傳統(tǒng)的普通型，僅 用于電氣連接之用；二為保護(hù)型，其功能主要是抑制瞬變浪涌(包括雷電)； 三為節(jié)電型，其主要功能是延時(shí)斷電，用于家用電器在待機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)切斷電 源從而消除待機(jī)電耗。上述各類型的節(jié)電保護(hù)插座均有其各自的功能特性，同 時(shí)也存在各自的局限性，若僅使用一種類型的節(jié)電保護(hù)插座均不能達(dá)到最佳的 節(jié)電效果以及對(duì)用電設(shè)備的有效保護(hù)作用，若將多種類型的節(jié)電保護(hù)插座同時(shí) 用在一個(gè)用電系統(tǒng)或用電設(shè)備上，又增加了用戶的投資成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、節(jié)約用戶投 資、能夠?qū)崿F(xiàn)最佳節(jié)電效果并對(duì)用電系統(tǒng)保護(hù)功能的智能節(jié)電保護(hù)控制插座。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-
一種智能節(jié)電保護(hù)控制插座，由插座殼體及其內(nèi)部的節(jié)電保護(hù)控制電路構(gòu) 成，在插座殼體一側(cè)上設(shè)置有包括三相火線及零線的電源輸入線，該電源輸入 線與節(jié)電保護(hù)控制電路相連接，節(jié)電保護(hù)控制電路包括檢測(cè)顯示控制單元、電 流互感器、瞬變浪涌抑制單元、調(diào)壓單元、濾波補(bǔ)償單元和受控開關(guān)，在三相 火線輸入端上分別連接有電流互感器并與檢測(cè)顯示控制單元的輸入端相連接， 檢測(cè)顯示控制單元的顯示輸出端與插座殼體上的顯示屏相連接，在三相火線輸 入端與地線之間分別連接有瞬變浪涌抑制單元，在瞬變浪涌抑制單元后的三相 火線輸入端依次連接有調(diào)壓單元和濾波補(bǔ)償單元及受控開關(guān)，該受控開關(guān)的輸入端與檢測(cè)顯示控制單元的控制輸出端相連接，其輸出端與插座殼體上的三相 插孔及單相插孔相連接，在一相調(diào)壓單元的兩輸入端之間通過一旁路開關(guān)連接 兩個(gè)接觸器，第一接觸器的三對(duì)常開觸點(diǎn)連接在每相受控開關(guān)與三相插孔之 間，第二接觸器的三對(duì)常開觸點(diǎn)連接在每相電壓單元的輸入端與三相插孔之 間。
而且，所述的檢測(cè)顯示控制單元由微處理器、A/D轉(zhuǎn)換單元、延時(shí)控制器 連接構(gòu)成，微處理器的三個(gè)輸入接口分別與A/D轉(zhuǎn)換單元相連接，該A/D轉(zhuǎn)換 單元的輸入端分別與三個(gè)電流互感器的輸出端相連接，微處理器分別通過輸出 接口與調(diào)壓單元、能夠控制受控開關(guān)的延時(shí)控制器及安裝在插座殼體上的顯示 屏相連接。
而且，所述的A/D轉(zhuǎn)換單元由三組采樣電阻和運(yùn)算放大器連接構(gòu)成，所述 的采樣電阻采用的是1206精密電阻，所述的運(yùn)算放大器釆用的是AD8604芯片。
而且，所述的微處理器為AVR系列的ATMEGA8-8AU芯片，所述的電流互感 器為ZMCT103C。
而且，所述的瞬變浪涌抑制單元為壓敏電阻或瞬變浪涌抑制器件。
而且，所述的濾波補(bǔ)償單元為帶通濾波的無源濾波器、帶通濾波的有源濾
波器、低通濾波的無源濾波器、低通濾波的有源濾波器、有源與無源組合的濾
波器中的一種。
而且，所述的調(diào)壓單元為一調(diào)變壓器或電子元件調(diào)壓裝置。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1、 本節(jié)電保護(hù)控制插座將瞬變浪涌抑制單元、諧波補(bǔ)償單元、調(diào)壓單元 及檢測(cè)顯示控制單元有機(jī)地結(jié)合在一起，通過檢測(cè)顯示控制單元檢測(cè)三相火線 上的電流對(duì)調(diào)壓單元進(jìn)行控制以及對(duì)待機(jī)狀態(tài)下的插座電源進(jìn)行通斷控制，能 夠?qū)⒐?jié)電保護(hù)插座功能特性集成在一起，有效地清除了瞬變、浪涌、諧波等電 力垃圾，降低了這些電力垃圾引起的電耗，提高了整個(gè)用電系統(tǒng)或用電設(shè)備的 用電效率，降低了過剩電耗，同時(shí)也消除了用電設(shè)備的待機(jī)電耗，其節(jié)電率一 般高達(dá)30%、電力垃圾(諧波、瞬變、浪涌)清除率可達(dá)到35%以上。
2、 本節(jié)電保護(hù)插座通過抑制電網(wǎng)中的瞬變、浪涌等電力垃圾，保護(hù)了用 電設(shè)備不受其干擾、損壞，提高了用電質(zhì)量，保證了用電系統(tǒng)或用電設(shè)備的穩(wěn) 定運(yùn)行，延長了用電設(shè)備的使用壽命，降低了用電設(shè)備的故障率及維修費(fèi)用， 達(dá)到了對(duì)用電系統(tǒng)或用電設(shè)備節(jié)電和保護(hù)的雙重功效。
3、 本節(jié)電保護(hù)插座上設(shè)有顯示屏和指示燈，通過顯示屏能夠直觀地觀察連接在插座上的用電設(shè)備正在運(yùn)行或待機(jī)時(shí)的電流、功率等電氣參數(shù)，通過指 示燈可以直觀地看出當(dāng)前的受控狀態(tài)，使用戶對(duì)于節(jié)電情況一目了然，更具有 實(shí)用性及方便性。
4、 本節(jié)電保護(hù)插座上設(shè)有以旁路開關(guān)，該旁路開關(guān)的輸出端分別與一相 調(diào)壓單元的兩輸入端兩個(gè)接觸器相連接，第一接觸器的三對(duì)常開觸點(diǎn)連接在每 相受控開關(guān)與三相插孔之間，第二接觸器的三對(duì)常開觸點(diǎn)連接在每相電壓單元 的輸入端與三相插孔之間，這樣當(dāng)該旁路開關(guān)與第一接觸器相連接時(shí)，實(shí)現(xiàn)正 常的節(jié)電保護(hù)控制功能，當(dāng)該旁路開關(guān)與第二接觸器相連接時(shí)，本節(jié)電保護(hù)插 座作為普通插孔使用，具有靈活設(shè)置的特點(diǎn)。
5、 本節(jié)電保護(hù)插座既設(shè)有三相插孔，還設(shè)有單相插孔，適用于單相、三 相不同用電設(shè)備的用電需要，擴(kuò)展了其適用范圍。
6、 本發(fā)明有效地將各種類型節(jié)電保護(hù)插座的功能集成在一起，有效地清 除了瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾，提高了功能因數(shù)，降低了過剩能耗，消除 了待機(jī)電耗，具有節(jié)電率及性價(jià)比高、功能全、智能靈活等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用 三相交流用電系統(tǒng)中。


圖l是本發(fā)明的外觀主視圖2是插座內(nèi)的節(jié)電保護(hù)控制電路原理框圖3是檢測(cè)顯示控制單元的電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。
一種智能節(jié)電保護(hù)控制插座，如圖1所示，由插座殼體2及其內(nèi)部的節(jié)電 保護(hù)控制電路構(gòu)成。在插座殼體一側(cè)設(shè)置有電源輸入線l，該電源輸入線包括 三相火線及零線，該電源輸入線與節(jié)電保護(hù)控制電路相連接；在插座殼體上設(shè) 有三相插孔3、單相插孔7，在插座殼體上還設(shè)有顯示屏4和指示燈5，該顯 示屏能夠顯示用電設(shè)備在運(yùn)行或待機(jī)時(shí)的電流、功率等電氣參數(shù)，通過指示燈 的亮滅能夠直觀地顯示出當(dāng)前的受控狀態(tài)。在插座殼體上設(shè)有旁路開關(guān)6，通 過該旁路開關(guān)的開啟/閉合來設(shè)置本節(jié)電保護(hù)控制插座的工作模式節(jié)電保護(hù) 控制模式和普通模式，在節(jié)電保護(hù)控制模式下，本節(jié)電保護(hù)控制插座具有全功 能的節(jié)電保護(hù)控制功能；在普通模式下，本保護(hù)控制插座可以作為一個(gè)普通插 座來使用。
如圖2所示，插座殼體內(nèi)的節(jié)電保護(hù)控制電路包括檢測(cè)顯示控制單元、電 流互感器、瞬變浪涌抑制單元、調(diào)壓單元、濾波補(bǔ)償單元和受控開關(guān)，在三相火線輸入端上分別連接有電流互感器并與檢測(cè)顯示控制單元的輸入端相連接，
檢測(cè)顯示控制單元的顯示輸出端與插座殼體上的顯示屏相連接，在三相火線輸
入端與地線之間分別連接有瞬變浪涌抑制單元，用于抑制電路中產(chǎn)生的瞬變和
浪涌，在瞬變浪涌抑制單元后的三相火線輸入端依次連接有調(diào)壓單元和濾波補(bǔ)
償單元及受控開關(guān)，調(diào)壓單元和濾波補(bǔ)償單元分別用于調(diào)整過高電壓和消除濾
波，受控開關(guān)的輸入端與檢測(cè)顯示控制單元的控制輸出端相連接，其輸出端連
接到插座殼體上的三相插孔和單相插孔上，在一相調(diào)壓單元的兩輸入端之間通
過一旁路開關(guān)SW1連接兩個(gè)接觸器(KM1和KM2)，第一接觸器KMl的三對(duì)常開 觸點(diǎn)(KMl—1和KMl—2、 KMl—3和KMl—4、 KMl—5和KMl—6)連接在每相受控開關(guān) 與三相插孔之間，第二接觸器KM2的三對(duì)常開觸點(diǎn)(KM2一1和KM2一2、 KM2—3和 KM2—4、 KM2—5和KM2一6)連接在每相電壓單元的輸入端與三相插孔及單相插孔 之間。當(dāng)旁路開關(guān)SW1與接觸器KM1連通時(shí)，接觸器KM1的常開觸點(diǎn)閉合KM1J 和KM1—2、 KM1一3和KM1—4、 KM1—5和KM1_6均閉合，使得插座處于完全節(jié)電保 護(hù)工作模式，當(dāng)旁路開關(guān)SW1與第二接觸器KM2連通時(shí)，第二接觸器KM2的常 開觸點(diǎn)閉合KM2—1和KM2—2、 KM2—3和KM2—4、 KM2_5和KM2—6均閉合，使得插 座處于完全節(jié)電保護(hù)工作模式。
節(jié)電保護(hù)控制電路中的檢測(cè)顯示控制單元由微處理器、A/D轉(zhuǎn)換單元、延 時(shí)控制器連接構(gòu)成所述的微處理器為AVR系列的ATMEGA8-8AU芯片；所述的 該A/D轉(zhuǎn)換單元由三組采樣電阻和運(yùn)算放大器連接構(gòu)成，該采樣電阻采用的是 百分之一精度的1206精密電阻，該運(yùn)算放大器采用的是無相位移功能為 AD8604芯片。檢測(cè)顯示控制單元的具體連接關(guān)系為微處理器的三個(gè)輸入接 口分別與A/D轉(zhuǎn)換單元相連接，該A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入端分別與三個(gè)電流互感 器的輸出端相連接，微處理器通過輸出接口分別與調(diào)壓單元、延時(shí)控制器及安 裝在插座殼體上的顯示屏及顯示燈相連接，該延時(shí)控制器與受控開關(guān)相連接控 制受控開關(guān)的連通與斷開，當(dāng)微處理器檢測(cè)出三相插孔及單相插孔中的用電設(shè) 備處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)將受控開關(guān)斷開以切斷三相插孔及單相插孔中的電 源。三個(gè)電流互感器分別感應(yīng)三相火線上的電流并將該感應(yīng)電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換單 元輸入給微處理器，微處理器通過延時(shí)控制器控制受控開關(guān)的連通或斷開，實(shí) 現(xiàn)對(duì)三相插孔及單相插孔的電源通斷控制，微處理器通過輸出端口可以對(duì)調(diào)壓 單元進(jìn)行調(diào)壓控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的自動(dòng)控制，微處理器通過輸出端口將用電設(shè) 備在運(yùn)行或待機(jī)時(shí)的電流、功率等電氣參數(shù)通過顯示屏顯示出來，將插座當(dāng)前 的受控狀態(tài)通過指示燈顯示出來。節(jié)電保護(hù)控制電路中的瞬變浪涌抑制單元分別連接在三相火線與地線之
間，該瞬變浪涌抑制單元可以使用壓敏電阻，也可以使用P6KE260A或1. 5K260A 或5KP浪涌抑制器件，對(duì)瞬變浪涌進(jìn)行抑制，對(duì)雷擊產(chǎn)生的瞬間高壓進(jìn)行保護(hù)， 在本實(shí)施例中，瞬變浪涌抑制單元使用的是壓敏電阻(RV)。
節(jié)電保護(hù)控制電路中的濾波補(bǔ)償單元采用以下任一種形式的電路帶通濾 波的無源濾波器、帶通濾波的有源濾波器、低通濾波的無源濾波器、低通濾波 的有源濾波器、有源與無源組合的濾波器。
節(jié)電保護(hù)控制電路中的調(diào)壓單元為一可調(diào)變壓器或電子元件調(diào)壓裝置，該 調(diào)壓單元的輸入端與檢測(cè)顯示控制單元的輸出控制端相連接。
節(jié)電保護(hù)控制電路中的電流互感器采用的是ZMCT103C型號(hào)的電流互感器。
本控制插座中的檢測(cè)顯示控制單元采用模塊設(shè)計(jì)，通過三相火線上的三個(gè) 電流互感器可以檢測(cè)出三相火線上的感應(yīng)電流并傳輸給微處理器，由微處理器 通過延時(shí)控制器控制受控開關(guān)的連通或斷開，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)三相插孔和單相插孔 電源的通斷處理，有效地消除了待機(jī)耗電的情況，同時(shí)對(duì)調(diào)壓模塊進(jìn)行控制。
本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案 得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1、一種智能節(jié)電保護(hù)控制插座，由插座殼體及其內(nèi)部的節(jié)電保護(hù)控制電路構(gòu)成，在插座殼體一側(cè)上設(shè)置有包括三相火線及零線的電源輸入線，該電源輸入線與節(jié)電保護(hù)控制電路相連接，其特征在于節(jié)電保護(hù)控制電路包括檢測(cè)顯示控制單元、電流互感器、瞬變浪涌抑制單元、調(diào)壓單元、濾波補(bǔ)償單元和受控開關(guān)，在三相火線輸入端上分別連接有電流互感器并與檢測(cè)顯示控制單元的輸入端相連接，檢測(cè)顯示控制單元的顯示輸出端與插座殼體上的顯示屏相連接，在三相火線輸入端與地線之間分別連接有瞬變浪涌抑制單元，在瞬變浪涌抑制單元后的三相火線輸入端依次連接有調(diào)壓單元和濾波補(bǔ)償單元及受控開關(guān)，該受控開關(guān)的輸入端與檢測(cè)顯示控制單元的控制輸出端相連接，其輸出端與插座殼體上的三相插孔及單相插孔相連接，在一相調(diào)壓單元的兩輸入端之間通過一旁路開關(guān)連接兩個(gè)接觸器，第一接觸器的三對(duì)常開觸點(diǎn)連接在每相受控開關(guān)與三相插孔之間，第二接觸器的三對(duì)常開觸點(diǎn)連接在每相電壓單元的輸入端與三相插孔之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能節(jié)電保護(hù)控制插座，其特征在于所述的 檢測(cè)顯示控制單元由微處理器、A/D轉(zhuǎn)換單元、延時(shí)控制器連接構(gòu)成，微處理器的三個(gè)輸入接口分別與A/D轉(zhuǎn)換單元相連接，該A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入端分 別與三個(gè)電流互感器的輸出端相連接，微處理器分別通過輸出接口與調(diào)壓單 元、能夠控制受控開關(guān)的延時(shí)控制器及安裝在插座殼體上的顯示屏相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能節(jié)電保護(hù)控制插座，其特征在于所述的A/D轉(zhuǎn)換單元由三組采樣電阻和運(yùn)算放大器連接構(gòu)成，所述的采樣電阻采用的 是1206精密電阻，所述的運(yùn)算放大器采用的是AD8604芯片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能節(jié)電保護(hù)控制插座，其特征在于所述的 微處理器為AVR系列的ATMEGA8-8AU芯片，所述的電流互感器為ZMCT103C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能節(jié)電保護(hù)控制插座，其特征在于所述的 瞬變浪涌抑制單元為壓敏電阻或瞬變浪涌抑制器件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能節(jié)電保護(hù)控制插座，其特征在于所述的 濾波補(bǔ)償單元為帶通濾波的無源濾波器、帶通濾波的有源濾波器、低通濾波 的無源濾波器、低通濾波的有源濾波器、有源與無源組合的濾波器中的一種。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能節(jié)電保護(hù)控制插座，其特征在于所述的調(diào)壓單元為一調(diào)變壓器或電子元件調(diào)壓裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能節(jié)電保護(hù)控制插座，插座殼體內(nèi)的三相火線輸入端上分別連接有電流互感器并與檢測(cè)顯示控制單元的輸入端相連接，其輸出端與顯示屏相連接，在三相火線輸入端與地線之間分別連接有瞬變浪涌抑制單元，在三相火線輸入端依次連接有調(diào)壓單元和濾波補(bǔ)償單元及受控開關(guān)，該受控開關(guān)的輸入端與檢測(cè)顯示控制單元的控制輸出端相連接，其輸出端與插座殼體上的三相插孔及單相插孔相連接，在一相調(diào)壓單元的兩輸入端之間通過一旁路開關(guān)連接兩個(gè)接觸器。本發(fā)明有效地清除了瞬變、浪涌、諧波等電力垃圾，提高了功能因數(shù)，降低了過剩能耗，消除了待機(jī)電耗，具有節(jié)電率及性價(jià)比高、功能全、智能靈活等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用三相交流用電系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H01R13/70GK101609942SQ20091006985
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者李文斌 申請(qǐng)人:李文斌