一種安全插座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種安全插座，包括有電源，所述每一插孔面板均設置有檢測電路，所述檢測電路用于檢測對應的插孔面板負載接入情況，所述檢測電路包括接入判斷模塊和接出判斷模塊，這樣設置，一來，可以起到一個非常好的保護效果，二來，可以提高整個電路的安全性和穩(wěn)定性，同時，如果將人的手指插入插座孔中，那么一種情況是無法構(gòu)成回路，此時接入判斷模塊不會工作，所以也不會出現(xiàn)安全隱患，但是電流源電路會輸出小電流，同時檢測插入物的負載，當負載與人體負載相近時，判斷為人體（人體電阻可按1000－2000歐），就不會是的插座通電，保證人體安全性，同時，由于人體不是純電阻的存在，所以存在阻抗，設置延時電路以減小阻抗對判斷的干擾。
【專利說明】
一種安全插座
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種安全插座?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]插座一般在家庭中可以得到非常多的應用，但是目前插座仍然不能非常好的解決安全隱患的問題，例如如果是手指直接插入插座孔，并形成回路這樣容易造成觸電的安全隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供通過檢測實現(xiàn)分辨正常負載和人體的插座，并保證人體安全性。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種安全插座，包括有電源，其特征在于，所述每一插孔面板均設置有檢測電路，所述檢測電路用于檢測對應的插孔面板負載接入情況，所述檢測電路包括接入判斷模塊，所述接入判斷模塊通過一常閉觸點并聯(lián)于插孔面板的供電接口；所述接入判斷模塊包括一蓄電池，所述蓄電池組成組成電流源電路，所述蓄電池串聯(lián)有采樣負載，當外部負載接入時，所述電流源電路輸出一采樣電流以使所述采樣負載產(chǎn)生一代表負載阻抗的第一采樣電壓；比較電路，所述比較電路設置第一基準電壓寬度，當所述第一采樣電壓的值未落入第一基準電壓寬度時，所述接入判斷模塊輸出接入信號；接出檢測模塊，所述接出檢測模塊通過一常開觸點串聯(lián)于所述插孔面板的供電接口； 所述常開觸點和所述常閉觸點互鎖設置；當外部負載接入時，所述接入判斷模塊發(fā)送接入信號控制常閉觸點斷開；當外部負載接出時，所述接出檢測模塊發(fā)送接出信號控制所述常閉觸點復位。
[0005]通過獨立設置的接入判斷模塊和接出檢測模塊，以實現(xiàn)對負載電流的檢測的同時可以對其供電接口的負載電壓進行檢測，所以當檢測到電路負載接入和接出時分別通過不同的電路模塊進行判斷狀態(tài)，同時通過一個常閉觸點和一個常開觸點實現(xiàn)電源與插孔面板的斷開與接入，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)電器隔離，提高了使用時的安全性，且兩個模塊獨立設置，使該電路的可更替性和拓展性更強。當外部負載接入時，所述采樣負載產(chǎn)生第一采樣電壓用于產(chǎn)生接入信號。通過蓄電池供電進行接入檢測，電路更加合理，且當斷路時，在面板僅僅存在低壓直流電流，不會對人體產(chǎn)生安全等方面的影響。
[0006]本發(fā)明可以進一步設置為:所述接入判斷模塊還包括第一延時電路，所述第一延時電路設置有第一預設時間，當?shù)谝徊蓸与妷罕３值谝活A設時間后，所述接入判斷模塊發(fā)送接入信號。通過設置第一延時電路，可以在負載接入后延時一段時間接入，使得負載得電，這段延時可設置為短時延時，一來可以提高使用時的安全性，不會因為擾動產(chǎn)生誤差電流導致插孔面板得電，二來可以在這段延時時間內(nèi)，可以根據(jù)負載情況接入不同的軟啟動電路，保證負載運行的安全性，同時防止大電流干擾其他的插孔面板正常工作。
[0007]本發(fā)明可以進一步設置為:所述蓄電池耦接有充電電路，當常開觸點斷開時，所述充電電路用于給蓄電池充電。在外部電源接入后，蓄電池可以由充電電路對其進行充電，這樣魔方插座內(nèi)的蓄電池可以支持長時間工作以保證其使用壽命，且這個蓄電池和充電電路的設計，同時提供魔方插座額外的功能(支持LED顯示等功耗較低電路獨立工作)。
[0008]本發(fā)明可以進一步設置為:所述接入判斷模塊還包括開關(guān)元件和保持電路，所述開關(guān)元件受控于比較電路導通，當開關(guān)元件導通的瞬間，所述保持電路保持并輸出接入信號。通過開關(guān)元件和保持電路以保持本電路在接收到一個信號時，可以保持觸點正常工作， 由于與電源和插孔面板串聯(lián)的觸點為常開觸點，也就是說，只有保持電路保持使才能使得電路導通工作，在電路關(guān)斷時，不會觸發(fā)任意信號，也就是說，正常情況下，所有的插孔面板與電源之間的電聯(lián)接關(guān)系都是斷路的，保證了使用時的安全性。
[0009]本發(fā)明可以進一步設置為:所述接出檢測模塊包括一互感器，用于檢測負載所在回路的電流;整流模塊，用于對互感器產(chǎn)生的感應電流進行整流穩(wěn)壓獲得一第二采樣電壓， 所述第二采樣電壓用于產(chǎn)生接出信號。通過設置整流模塊和互感器以實現(xiàn)對輸出電壓的采樣，如果第二采樣電壓過低，也就判斷為此時負載被拔出，所以控制接出檢測部進行檢測并轉(zhuǎn)化為采樣電壓的方式，使得控制精度更高。
[0010]本發(fā)明可以進一步設置為:所述接出檢測模塊還包括第二延時電路，所述第二延時電路設置有第二預設時間，當?shù)诙蓸与妷罕３值诙A設時間后，所述接出檢測模塊發(fā)送接出信號。通過設置第二預設時間，以實現(xiàn)當檢測模塊檢測到負載被拔出或者斷電時，延時第二預設時間再斷開所述電源和插孔面板之間的連接，同樣地，增加了本發(fā)明的安全性。
[0011]本發(fā)明可以進一步設置為:所述蓄電池用于提供接入判斷模塊和接出檢測模塊的工作電壓。所有模塊通過蓄電池進行供電，結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明可以進一步設置為::所述接入判斷模塊還包括一使能按鈕，所述使能按鈕用于屏蔽接入判斷模塊和接出檢測模塊。
[0013]本發(fā)明的第二目的在于提供一種檢測人體觸電方法，被配置于上述的一種安全插座，步驟一，當負載接入時，接入判斷模塊輸出采樣電流；步驟二，根據(jù)產(chǎn)生的第一采樣電壓判斷是否為人體負載;如是，則保持斷電狀態(tài)，如不是，則使電路通電；步驟三，輸出檢測模塊根據(jù)第二采樣電壓保持時間判斷負載接出，若判斷為負載處于接出狀態(tài)，則控制插座復位。
[0014]通過采用上述技術(shù)方案，相比于現(xiàn)有技術(shù)，起到了如下有益效果，這樣設置，一來， 可以起到一個非常好的保護效果，二來，可以提高整個電路的安全性和穩(wěn)定性，同時，如果將人的手指插入插座孔中，那么一種情況是無法構(gòu)成回路，此時接入判斷模塊不會工作，所以也不會出現(xiàn)安全隱患，但是電流源電路會輸出小電流，同時檢測插入物的負載，當負載與人體負載相近時，判斷為人體(人體電阻可按1000 — 2000歐)，就不會是的插座通電，保證人體安全性，同時，由于人體不是純電阻的存在，所以存在阻抗，設置延時電路以減小阻抗對判斷的干擾。【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明主電路電路原理圖；圖2為本發(fā)明接入模塊電路圖一；圖3為本發(fā)明接入模塊電路圖二；圖4為本發(fā)明一個實施例中接入模塊電路原理圖三；圖5為本發(fā)明另一個實施例中接入模塊電路原理圖三；圖6為本發(fā)明在一個實施例中電流源電路原理圖；圖7為本發(fā)明在另一個實施例中電流源電路原理圖；圖8為本發(fā)明接入模塊電路圖四；圖9為本發(fā)明充電電路原理圖；圖10為本發(fā)明接出模塊原理圖一；圖11為本發(fā)明接出模塊原理圖二；圖12為本發(fā)明在一個實施例中邏輯電路圖；圖13為本發(fā)明在另一個實施例中邏輯電路圖。【具體實施方式】
[0016]參照圖1至圖13對本發(fā)明實施例做進一步說明。
[0017]參照圖1所示，所述每一插孔面板均設置有檢測電路，所述檢測電路用于檢測對應的插孔面板負載4接入情況，當對應的插孔面板接入負載4時，所述檢測電路接入對應的插孔面板與電源的電連接;當對應的插孔面板接出負載4時，所述檢測電路斷開對應的插孔面板與電源的電連接。
[0018]在一個實施例中，所述檢測電路包括接入判斷模塊100,所述接入判斷模塊100通過一常閉觸點并聯(lián)于插孔面板的供電接口；接出檢測模塊300,所述接出檢測模塊300通過一常開觸點串聯(lián)于所述插孔面板的供電接口；所述常開觸點和所述常閉觸點互鎖設置；當外部負載4接入時，所述接入判斷模塊100發(fā)送接入信號控制常閉觸點斷開；當外部負載4接觸時，所述接出檢測模塊300發(fā)送接出信號控制所述常閉觸點復位。
[0019]參照圖2和3所示，接入判斷模塊100如下所述，在一個實施例中，接入判斷模塊100 包括一蓄電池111，所述蓄電池111組成組成電流源電路112,所述蓄電池111串聯(lián)有采樣負載1204,當外部負載4接入時，所述采樣負載1204產(chǎn)生第一采樣電壓用于產(chǎn)生接入信號。由于采樣負載1204的阻值一定，所以蓄電池111所接的電流源電路112可以產(chǎn)生一個電流值較小的電流，在一個實施例中，這個電流優(yōu)選為0.1mA至0.01mA;在一個實施例中，采樣負載 1204阻值優(yōu)選為10K歐姆，那么可預見地，產(chǎn)生的采樣電壓為1V-10V，一般來說，擾動諧波一般電壓小于0.5V，所以將采樣電壓設置為IV以上，可以防止其諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓對采樣電壓干擾的判斷。如圖6所示，在一個實施例中，電流源電路112由蓄電池111、作為供電電源，通過兩個基極和射極相互耦接的兩個三極管組成的電流鏡模塊進行電流輸出，通過調(diào)節(jié)電阻R3的阻值調(diào)節(jié)其電流輸出大小，在一個實施例中，R3可以設置為可調(diào)電阻。如圖7 所示，在一個實施例中，利用Q4的電流放大作用，此電路是利用Q4管的電流放大作用，以減小iBl、iB2對IR的分流，使i2更接近R3，從而有效的減小了IR轉(zhuǎn)換為iC2過程中由于有限的利直引入的誤差；比較模塊130如圖3所示，包括上限比較電路和下限比較電路，由于正常電氣的負載均不同，所以需要設置上、下限比較以保證人體相近的負載不會無法供電，所以需要將這個比較模塊設置一個第一基準電壓寬度，保證1000-2000歐姆的阻抗接入時，不會形成回路，如果正好電氣的阻抗和人體的阻抗相同，那么就可以通過屏蔽按鈕進行供電，R11\R12\R13提供上下限比較電壓，而電路為常見的環(huán)寬比較電路，不做贅述。
[0020]如圖5所示，在一個實施例中，所述接入判斷模塊100還包括第一延時電路150,所述第一延時電路150設置有第一預設時間，當?shù)谝徊蓸与妷罕３值谝活A設時間后，所述接入判斷模塊100發(fā)送接入信號，在一個實施例中，第一延時電路150可設置為一個電容和第一電阻并聯(lián)設置的RC延時電路322,在一個實施例中，第一延時電路150可設置為由外部晶振以及計數(shù)器組成的延時電路，當比較電路130中有信號輸出時，控制外部晶振發(fā)送信號值計數(shù)器，所述計數(shù)器的溢出端接接于開關(guān)元件140,在一個實施例中，開關(guān)元件140可設置為可控硅;在一個實施例中，開關(guān)元件140可以設置為三極管。
[0021]如圖4和圖5所示，在一個實施例中，所述接入判斷模塊100還包括開關(guān)元件140和保持電路160,所述開關(guān)元件140受控于比較電路130導通，當開關(guān)元件140導通的瞬間，所述保持電路160保持并輸出接入信號。通過保持電路160的設置，可以提高其使用時的穩(wěn)定性。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路321可以設置為由555定時芯片組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器;在一個實施例中，保持電路160可設置為RS觸發(fā)器，其復位端接收S3信號復位其輸出為低電平。
[0022]如圖8所示，所述蓄電池111耦接有充電電路，當常開觸點斷開時，所述充電電路用于給蓄電池111充電。所述接入判斷模塊100還包括比較電路130,所述比較電路130設置第一基準電壓寬度，當所述第一采樣電壓大于第一基準電壓寬度時，輸出比較信號以消除諧波干擾。在一個實施例中，所述充電電路包括整流模塊510、穩(wěn)壓模塊520、放大模塊530、充電模塊5404個部分組成，在一個實施例中，整流模塊510設置為全橋整流橋增設一個穩(wěn)壓電容，在一個實施例中，穩(wěn)壓模塊520可根據(jù)需求選用3/5/12V的穩(wěn)壓芯片;在一個實施例中， 放大模塊530用于調(diào)節(jié)其輸出電流，在一個實施例中，充電模塊540通過NPN管進行輸出，為蓄電池111提供一個穩(wěn)定的電流。[〇〇23]參照圖9所示，所述接出檢測模塊300包括一互感器2,用于檢測負載4所在回路的電流;整流模塊310，用于對互感器2產(chǎn)生的感應電流進行整流穩(wěn)壓獲得一第二采樣電壓，所述第二采樣電壓用于產(chǎn)生接出信號，在一個實施例中，所述互感器2的扎數(shù)比為1:100,使得其輸出電流盡可能小，在一個實施例中，電容容量設置為4.7uf。[〇〇24]在一個實施例中，所述接出檢測模塊300還包括第二延時電路320,所述第二延時電路320設置有第二預設時間，當?shù)诙蓸与妷罕３值诙A設時間后，所述接出檢測模塊 300發(fā)送接出信號，在一個實施例中，所述第二預設時間設置為3S;在一個實施例中，所述第二預設時間設置為5min，雖然第二預設時間可根據(jù)用戶需求設置，如果為了確保防止斷開時產(chǎn)生的電弧影響設備，可選用5min為優(yōu)選實施方式。如圖10,在一個實施例中，所述延時電路同樣由一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路321和一個RC延時電路322組成，通過調(diào)節(jié)R4阻值可以調(diào)節(jié)放電時間，從而調(diào)節(jié)其延時時間，在一個實施例中，開關(guān)管Q5和RC延時電路322之間還設置有發(fā)光二極管。
[0025]在一個實施例中，接入信號和接出信號共同接于一個邏輯電路600中，所述邏輯電路600在一個實施例中，通過D觸發(fā)器實實現(xiàn)，所示接入信號和接出信號共同接入D觸發(fā)器的時鐘引腳，所述D觸發(fā)器的輸出端輸出控制信號控制觸點動作;在一個實施例中，接入信號和接出信號接于一磁保持繼電器610中，通過控制開關(guān)元件140分別控制不同的線圈得電。 所述蓄電池111用于提供接入判斷模塊100和接出檢測模塊300的工作電壓。
[0026]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種安全插座，包括有電源，其特征在于，所述每一插孔面板均設置有檢測電路，所述檢測電路用于檢測對應的插孔面板負載接 入情況，所述檢測電路包括接入判斷模塊，所述接入判斷模塊通過一常閉觸點并聯(lián)于插孔面板的供電接口；所述 接入判斷模塊包括一蓄電池，所述蓄電池組成組成電流源電路，所述蓄電池串聯(lián)有采樣負載，當外部負載 接入時，所述電流源電路輸出一采樣電流以使所述采樣負載產(chǎn)生一代表負載阻抗的第一采 樣電壓；比較電路，所述比較電路設置第一基準電壓寬度，當所述第一采樣電壓的值未落入第 一基準電壓寬度時，所述接入判斷模塊輸出接入信號；接出檢測模塊，所述接出檢測模塊通過一常開觸點串聯(lián)于所述插孔面板的供電接口， 所述常開觸點設置于電源和插孔面板的供電接口之間;所述常開觸點和所述常閉觸點互鎖 設置；當外部負載接入時，所述接入判斷模塊發(fā)送接入信號控制常閉觸點斷開；當外部負載 接出時，所述接出檢測模塊發(fā)送接出信號控制所述常閉觸點復位。2.如權(quán)利要求1所述的一種安全插座，其特征在于:所述蓄電池耦接有充電電路，當常 開觸點斷開時，所述充電電路用于給蓄電池充電。3.如權(quán)利要求1所述的一種安全插座，其特征在于:所述接入判斷模塊還包括開關(guān)元件 和保持電路，所述開關(guān)元件受控于比較電路導通，當開關(guān)元件導通的瞬間，所述保持電路保 持并輸出接入彳§號。4.如權(quán)利要求1所述的一種安全插座，其特征在于:所述接入判斷模塊還包括第一延時 電路，所述第一延時電路設置有第一預設時間，當?shù)谝徊蓸与妷罕３值谝活A設時間后，所述 接入判斷模塊發(fā)送接入信號。5.如權(quán)利要求1所述的一種安全插座，其特征在于:所述接出檢測模塊包括一互感器， 用于檢測負載所在回路的電流;整流模塊，用于對互感器產(chǎn)生的感應電流進行整流穩(wěn)壓獲 得一第二采樣電壓，所述第二采樣電壓用于產(chǎn)生接出信號。6.如權(quán)利要求5所述的一種安全插座，其特征在于:所述接出檢測模塊還包括第二延時 電路，所述第二延時電路設置有第二預設時間，當?shù)诙蓸与妷罕３值诙A設時間后，所述 接出檢測模塊發(fā)送接出信號。7.如權(quán)利要求1所述的一種安全插座，其特征在于:所述蓄電池用于提供接入判斷模塊 和接出檢測模塊的工作電壓。8.如權(quán)利要求1所述的一種安全插座，其特征在于:所述接入判斷模塊還包括一使能按 鈕，所述使能按鈕用于屏蔽接入判斷模塊和接出檢測模塊。9.一種檢測人體觸電方法，被配置于如權(quán)利要求1-8中任意一項所述的一種安全插座， 其特征在于:步驟一，當負載接入時，接入判斷模塊輸出采樣電流；步驟二，根據(jù)產(chǎn)生的第一采樣電壓判斷是否為人體負載;如是，則保持斷電狀態(tài)，如不 是，則使電路通電；步驟三，輸出檢測模塊根據(jù)第二采樣電壓保持時間判斷負載接出，若判斷為負載處于接出狀態(tài)，則控制插座復位。
【文檔編號】H01R13/717GK105977725SQ201610346791
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】郭森明
【申請人】郭森明