[发明专利]一种具备2次形态的智能化开关插座及智能型开关排插

权利要求书

1.一种智能化开关插座及智能型开关排插，特别是利用先进的电路设计和通信技术实现的智能型具备2次开关形态的强电开关系统。开关中的相线经过继电器(含可控硅等固态继电器)与负载连接，继电器由MCU输出控制。MCU通过通信芯片接收指令，解码后获得继电器的控制信号，或者根据自动检测负载的功能，确定负载是否接入以及接入负载的大小，决定是否输出强电连接负载以及继电器控制的时序安排，确保零电压切换或者零电流切换。在负载工作时，可以检测负载的功率因数。系统包括4个部分：接入负载检测模组、继电器控制模组、信号处理控制模组、通信模组。 

2.根据权利要求书1所述构造的强电开关的继电器控制，其特征为：根据负载检测的数据，MCU端口控制相应支路的开启；继电器有多个，每个都由MCU不同的输出端口提供控制信号。 

3.根据权利要求书1所述构造的通信模组，其特征为：接收来自双绞线或者天线的信号，转换为UART/I2C端口与MCU连接。 

4.根据权利要求书1所述构造的接入负载检测模组，其特征为：实时检测市电的电压波形，通过采样获得过零点，以及相应时刻的峰值点；结合电路的反应速度以及继电器的反应速度，确定可控硅的控制实现ZVS/ZCS(零电压/零电流)切换；通过检测参考负载与实际接入负载的数据比较，获得实际接入负载信息，在MCU中进行判断和相应的处理；自动检测是否有负载存在以及是否存在短路故障：如负载存在，则将继电器导通，否则保持截止状态，此时输出端口对人是安全的；如存在短路，则该支路将被自动隔离，不影响其他支路的工作，直至解除短路故障为止；如检测为人触电状态，则保持继电器关断。 

5.根据权利要求书1所述的信号处理控制模组，其特征为：将电流信号转换为电压信号后，进行双端信号变单端信号处理，送入MCU中的ADC转换为数字信号进行处理；MCU利用ADC输入针对市电进行采样，通过内部算法确定过零点，按照内部算法以及外部器件的响应时间等确定每个支路ZVS/ZCS(零电压切换/零电流切换)的启动时刻；通过多路输出端口，控制多组继电器；实现短路故障算法以及针对负载是否存在的自动检测；判断接入负载或者触电模式；通过对市电电压波形以及电流互感器的电流波形的处理，获得相关接入负载的功率因数数据。 

6.根据权利要求书1所述的功率因数检测，其特征为：功率因数检测是在数字域实现 的；检测中使用一个市电周期内的多个数据；功率因数计算是通过多个周期内计算得到的数据平均得到的。 

7.根据权利要求书1所述的2次开关形态，其特征为：负载具备多种工作模式或者工作状态，在每个工作模式或者状态下，最少有2个模式或者状态下的功率不同；不同功率的工作模式或者状态之间的转换是双向的，既可以从小功率到大功率转换，也可以从大功率向小功率转换。