[实用新型]多功能节能插座

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源插座，具体是一种多功能节能插座，在负载待机时能自动切断电源。

背景技术

目前家用电器的使用数量越来越多，一般的家用电器在关机后其实都没有真正的断开电源，如果没有将通电插头拔掉，电器就会一直处于一种待机或休眠的状态。电器在待机或休眠状态时虽然消耗的电能较小，但通常这样的待机或休眠时间很长，远远大于正常工作的时间，无形中浪费了大量的电能；而且用电设备如果长时间待机，也会引起电路老化，进而缩短用电设备的使用寿命，有时甚至会引起火灾，造成巨大的人员与财产损失。针对这些问题，设计了一款能够智能地根据负载电流的大小判断家用电器是否处于待机状态插座。如果处于待机状态，它将在三分钟后完全切断负载的电源，消除家用电器的待机能耗，从而实现节能的目的；因为完全切断了电源，还消除了因电器设备长时间工作而可能引发电器火灾的隐患。同时，它还可以实时显示用电设备的功率和用电量，让使用者了解家用电器的能耗情况。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种多功能节能插座，该插座能在负载待机状态下切断电源，实现节能的目的，同时还能显示用电设备的功率和用电量。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种多功能节能插座，包括壳体，还包括安装在壳体内的控制电路和给控制电路提供稳定工作电压的直流电源模块，所述的控制电路由依次连接的采样元件、前置放大电路、AC/DC转换电路、直流放大电路、单片机最小系统和显示模块组成。

功能原理是：采样元件采集流过负载的电流、然后经过前置放大电路、AC/DC转换电路转换成直流电压信号、再经直流放大电路传输到单片机中，单片机的A/D将其转换成数字信号，最后根据数字信号的大小来判断负载的工作状态；如果判断的结果是用电设备处于待机状态，它将倒计时3分钟后完全切断用电设备的电源，完全消除待机能耗，从而达到节能的目的。它还可以根据用电设备的工作电流，工作电压及功率因数，计算出用电设备的功率，并通过显示模块显示出来。

本实用新型的有益效果是：能够实现负载处于待机状态下自动切断电源的功能，实现节能的目的；同时还可以显示用电设备的功率和用电量。

附图说明

图1本实用新型原理框图；

图2本实用新型电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，控制电路由依次连接的采样元件、前置放大电路、AC/DC转换电路5、直流放大电路2、单片机最小系统1和显示模块3组成，采样元件、前置放大电路组成采样电路4；直流电源模块6给控制电路提供稳定的工作电压。

如图2所示，采样元件与前置放大电路连接组成采样电路4，采样元件选用型号为IWCT-5A/5mA的交流电流互感器L来采样负载的电流。根据电流互感器的特性参数及负载曲线，再根据本插座设定的最大量程为2200W，即电流为10A(假设电网电压为220V)，同时为了保证一定的超限能力，采样元件选用交流电流互感器L来采样负载的电流信号，在电流互感器与前置放大电路之间并联一只电阻R20将电流信号转换成电压信号。电阻R20为10Ω。这样对于0～10A的负载电流来说，电压输出为0～10mA×10Ω，即0～0.1V。前置放大电路采用集成运算放大器U4A将从采样元件输出的电压信号放大10倍为0～1V。

AC/DC转换电路5是将采样电路4产生的交流电压0～1V转换为直流电压，主要由集成运放TL062CP及外围电路构成。电容C9与C1是隔直流通交流，二极管D2与D4与运算放大器构成精密半波整流，R18与C12构成RC滤波电路，C10，C13及R25，R26主要是用来进行相位补偿。输入交流的有效值范围0～1V，经过AC/DC转换电路输出为直流0～1V。

为了保证信号的线性度好、幅度稳定，在AC/DC转换电路的后级加了一级直流放大电路2，并且选用大的滤波电容C8，然后经电阻R13分压后作为单片机的读取信号。经过这级放大，可使ADIN端最大获得4.3V(1V×4.3)的直流电压输出，因为单片机MSP430的AD选用的是内部2.5基准源，通过调节R13，可以使ADIN在0～2.5V的范围内调整。从ADIN引脚输入的直流信号通过所连接的单片机端口进入单片机的CPU内部。