一種自動通斷開關的電源插座的製作方法

2023-09-24 03:28:30 1

專利名稱：一種自動通斷開關的電源插座的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源插座，尤其是涉及一種自動通斷開關的電源插座。
本實用新型的目的是這樣實現的本實用新型包括熔斷器和插座，特徵是還包括隔離電路、電子檢測電路、控制電路、機械執行裝置以及電源隔離開關。當負荷接通電源開關後，電子檢測電路開始檢測其內電阻，使得電子檢測電路為機械執行裝置提供一個短暫的電源，電動機便輸出一個短暫的動力，推動電源隔離開關為負荷供電。負荷開始工作後，其工作電流被電子檢測電路檢測，同時封鎖關斷電路，維持供電狀態；當負荷關斷電源開關後，封鎖解除，電子檢測電路為電動機提供一個短暫的反向電壓，電動機便輸出一個短暫的反向動力，推動電源隔離開關將電源切斷。
本實用新型還設計有常通電路、輔助啟動電路和輔助開關。
本實用新型由於在普通電源插座的基礎上設計了隔離電路、電子檢測電路、控制電路、機械執行裝置以及電源隔離開關，它能自動地跟蹤負荷來進行電源開關的通斷控制，在無負荷時，它能自動脫離電網，使得該插座使用十分方便，也大大提高了用電的安全因素，保證了人不在場時電器免遭雷擊，對兒童來說也帶來了安全，同時減小了普通電源插座頻繁插、拔的麻煩以及因此而引起的接觸不良。因此本實用新型具有設計合理、使用範圍廣、安全可靠的優點，是一種新型的電源插座。
圖3為實施例1的機械執行裝置斷開電源的結構示意圖；圖4為本實用新型的實施例2的電路原理圖。
隔離電路由微型隔離變壓器B、降壓限流電阻R0、二極體D1、可調電阻W1組成。電網的一端與熔斷器RD、降壓限流電阻R0、微型隔離變壓器B的初級線圈依次串聯後接電網的另一端，微型隔離變壓器B的次級線圈的一端接二極體D1的陽極，另一端接電容C1負極和晶閘管BT1陰極的公共端，二極體D1的陰極與可調電阻W1串聯後接電容C1的正極。
電子檢測電路由開通檢測電路、維持供電和關斷的檢測電路組成，其中開通檢測電路由三極體BG1、可調電阻W2、電阻R1和穩壓二極體D2組成，穩壓二極體D2的陰極接在電源隔離開關ZK的分開關ZK-2的觸點B2，陽極與電阻R1串聯後接在三極體BG1的基極上，三極體BG1的發射極與晶閘管BT1的控制極相接，集電極與電阻R2串聯後接晶閘管BT1的陽極，可調電阻W2並聯在晶閘管BT1的陰極和三極體BG1的基極之間；維持供電和關斷的檢測電路由二極體D7-D9、三極體BG2、電阻R7、可調電阻W3組成，二極體D8陰極和三極體BG2發射極的公共端接二極體D7的陽極，二極體D7的陰極接二極體D9的陽極，二極體D9的陰極接二極體D8的陽極，三極體BG2的基極與電阻R7串聯後接二極體D9的陽極，可調電阻W3並聯在三極體BG2的基極和發射極之間，三極體BG2的集電極接二極體D4的陽極。
控制電路由開通電源控制電路和關斷電源控制電路組成，其中開通電源控制電路由晶閘管BT1、極性電容C1、電容C2、電動機D組成，電動機D一端接電容C這的正極，電動機D的另一端接晶閘管BT1的陽極，電容C2並聯在晶閘管BT1的陰極和穩壓二極體D2的陰極之間；關斷電源控制電路由晶閘管BT2、電動機D、穩壓二極體D3、二極體D4--D6、電容C3、極性電容C4、電阻R2--R6和發光二極體LED1組成，晶閘管BT2的陽極接電容C1的正極，陰極接電容C4負極和二極體D5陽極的公共端，電阻R4並聯在晶閘管BT2的陰極和控制極之間，電容C3與電阻R4並聯，電阻R3的一端接晶閘管BT2的控制極，另一端接穩壓二極體D3的陽極，穩壓二極體D3的陰極接晶閘管BT1陽極、電容C4正極和二極體D4陰極的公共端，電阻R5並聯在二極體D4的陽極和晶閘管BT2的陰極之間，發光二極體LED1的陰極與電阻R6串聯後接二極體D4的陽極，陽極接二極體D6的陰極。
電源隔離開關ZK為雙刀雙擲開關，中間端點A1、兩端觸點B1、C1構成分開關ZK-1，中間端點A2、兩端觸點B2、C2構成分開關ZK-2，觸點C1接熔斷器RD和降壓限流電阻R0的公共端，觸點B1接晶閘管BT2的陽極，中間端點A1接二極體D5陰極和二極體D7陽極的公共端，觸點C2接微型隔離變壓器B的初級線圈和電網一端的公共端，觸點B2接穩壓二極體D2的陰極，中間端點A2接二極體D6的陽極。
機械執行裝置由電動機D、蝸杆3、蝸輪4組成，蝸杆3的中間套在電動機D的輸出軸2上，蝸杆3與蝸輪4嚙合，雙刀雙擲開關ZK的拔杆6設置在蝸輪4的缺口7內。
本實用新型還包括常通電路，常通電路由開關CK、電阻R8和發光二極體LED2組成，開關CK的一端接發光二極體LED1的陽極，另一端與電阻R8串聯後接發光二極體LED2的陽極，發光二極體LED2的陰極接二極體D9的陽極。
本實用新型還包括輔助啟動電路，輔助啟動電路由按鈕開關AK和假負載電阻R9組成，串聯在一起的按鈕開關AK和假負載電阻R9並聯在二極體D6的陽極和二極體D7的陰極之間。
本實用新型還包括輔助開關9，在蝸輪4的外側加工有能與輔助開關9的中間拔擋8接觸的凸起5，輔助開關9作為開關用來完成其它電源或訊號源的接通或斷開。
使用過程本實用新型在初始接通市電時，220V電源電壓經熔斷器RD、降壓限流電阻R0向微型隔離變壓器B提供電源，並在變壓器B的次級線圈上感應一個較低的電壓，此電壓經二極體D1整流後通過可調電阻W1向電容C1充電，其它電路不構成迴路，電容C1被充滿後，變壓器B便處於空載狀態，本實用新型也處於待機狀態。將負荷L的插頭插入插座1，在負荷L的電源開關fK接通後，電容C1上的電壓由電容C1的正極、分開關ZK-1的觸點B1、A1端、二極體D7、負載L、電源開關fK至分開關ZK-2的觸點A2、B2端、穩壓二極體D2、電阻R1、三極體BG1、晶閘管BT1到達電容C1的負極，三極體BG1導通，動大後的電流由電容C1的正極經電動機D的內電阻、電阻R2、三極體BG1、晶閘管BT1到達電容C1的負極，構成晶閘管BT1的觸發通路，晶閘管BT1觸發導通，電容C1向電動器機D放電，電動機D便獲得一個短暫的正向動力，帶動蝸杆3、蝸輪4轉動，使帶缺口7的蝸輪4順時針轉動一個角度，並帶動電源隔離開關ZK合閘，閘刀由觸點A1-B1、A2-B2切換至觸點A1-C1、A2-C2，切斷晶閘管BT1的觸發通路，同時接通市電，為負載L供電。
負載L工作後，其工作電流流經由二極體D7、D8、D9構成的分流器，在電源為負半周時，電流流經兩個相串連的二極體D8、D9，在兩管之間產生一個約1.4V的電壓降，此電壓加在封鎖三極體BG2的輸入迴路中，經偏流電阻R7形成基流，三極體BG2飽和導通，其集電極將二極體D4的正極電壓封鎖在零點幾伏上，因而電容C4無法獲得充電電壓，電動機D也就無法得到反轉動力，此時，電路也就維持供電狀態。當負載L的電源開關fK斷開時，負載L停止工作，其工作電流消失，封鎖三極體BG2失去基流而截止，電源在負半周時，經二極體D6、發光二極體LED1、電阻R6、電阻R5、二極體D5達到電源的另一端形成迴路，電阻R5上的電壓經二極體D4向電容C4充電。當電容C4的電壓被充至設定高度時，穩壓二極體D3被擊穿，電壓由電容C4的正極、穩壓二極體D3、電阻R3、晶閘管BT2至電容C4的負極，構成晶閘管BT2的觸發通路，晶閘管BT2觸發導通，電容C4便向電動機D反向放電，電動機D獲得一個短暫的反向動力，經機械變速，蝸輪4逆時針轉動一個角度，推動電源隔離開關ZK，閘刀由觸點A1-C1、A2-C2切換至觸點A1-B1、A2-B2，將市電切斷，同時觸點A2-B2再次接通晶閘管BT1的觸發通路，但由於此時負載L的電源開關fK已被斷開，不構成觸發條件，所以電路進入待機狀態，為下次工作作好準備。
開通檢測電路的檢測過程當負載L的電源開關fK合上後，其內電阻便接入電路中，電容C1上的電壓，經電源隔離開關ZK的兩組觸點A1-B1、A2-B2、負載L的內電阻、三極體BG1和晶閘管BT1構成觸發通路，使得晶閘管BT1觸發，電容C1便通過晶閘管BT1向微型電動機D放電形成動力。一般純阻性負載可測到100K(內阻)以上。如要改變靈敏度，可調整可調電阻W2。對於感性負載，由於其直流電阻較小，很容易檢測。對於一些用電容進行降壓的負載，由於電容在接通電源時，有充電作用，也可以形成觸發脈衝，使晶閘管BT1開通。
對於負載L為採用氣體放電的電器(如日光燈)，由於檢測時所加的電壓很低，不足以使日光燈啟動器中的氖氣電離，其電阻也不能被檢測。因此電路無法開通。為此，本實用新型設計有輔助啟動電路，當按動按鈕開關AK時，假負載電阻R9接入，電源立即接通，負載L工作後，其工作電流被封鎖三極體BG2檢測，因而自動關斷的功能依舊不變。
維持供電和關斷的檢測電路的檢測過程維持供電和關斷是檢測負載L的工作電流當負載L功率很小時(0.1W以下)，其電流處在幾十微安，由於分流器是由兩個相串聯的二極體D8、D9構成，其阻抗包含兩個結內電場(約1.4V)，而與其相併聯的封鎖三極體BG2的輸入迴路中，只有一個結電場(發射結)約0.7V，電流很小時，基極電阻R7上的壓降也小於0.7V，因此，封鎖三極體BG2輸入迴路的總阻抗小於分流二極體D8、D9的總阻抗，負載電流將全部流向三極體BG2的輸入迴路，使得三極體BG2導通封鎖。當不斷增加負載L的功率時，其工作電流也隨之增加，電阻R7上的電壓降也隨著增加，當增加到0.7V並有上升趨勢時，分流二極體D8、D9導通，由於二極體正向有著恆壓特性，以後所增加的電流全被二極體分流，三極體BG2輸入迴路電流被恆定。因此，充許負載最大的功率，將取決於分流二極體的大小，與封鎖電路無關。
對於阻性負載三極體BG2的集電極可將充電電壓鎖在零點幾伏上，對於帶感性的負載(如帶變壓器和電動機)，由於被檢測的電流落後電壓一個角度(小於л/2)，而經二極體D6向電容C4充電的電流(阻性)與電壓同相。在這個相位差中，充電電流不能被封鎖，依舊向電容C4充電，因此，電容C4上的電壓開始時會逐漸增高，由於電容的充電條件，必須在正弦量的瞬時值高於電容上的電壓時才能進行。隨著電容C4上的電壓不斷增高，其起充值的電角度也隨之後移，當移到與封鎖點的相位相同時，相位差消失。電容的電壓被鎖定在這個值上，晶閘管BT2同樣無法獲得開通電壓，電路依舊維持對負載L供電。
常通電路由開關CK、電阻R8、發光二極體LED2組成。在日常生活中，有時因某種需要(如修理電器)短時間內需要頻繁地通斷負載，為了操作方便，同時減小機械反覆動作的磨損，此時，可以接通常通開關CK，發光二極體LED2亮，其工作電流被檢測，電路封鎖，裝置失去自動關斷能力，斷開開關CK，功能恢復。
權利要求1.一種自動通斷開關的電源插座，包括熔斷器(RD)和插座(1)，其特徵在於還包括隔離電路、電子檢測電路、控制電路、機械執行裝置以及電源隔離開關(ZK)，電子檢測電路由開通檢測電路、維持供電和關斷的檢測電路組成，其中開通檢測電路由三極體(BG1)、可調電阻(W2)、電阻(R1)和穩壓二極體(D2)組成，穩壓二極體(D2)的陰極接在電源隔離開關(ZK)的分開關(ZK-2)的觸點(B2)，陽極與電阻(R1)串聯後接在三極體(BG1)的基極上，三極體(BG1)的發射極與晶閘管(BT1)的控制極相接，集電極與電阻(R2)串聯後接晶閘管(BT1)的陽極，可調電阻(W2)並聯在晶閘管(BT1)的陰極和三極體(BG1)的基極之間；維持供電和關斷的檢測電路由二極體(D7-D9)、三極體(BG2)、電阻(R7)、可調電阻(W3)組成，二極體(D8)陰極和三極體(BG2)發射極的公共端接二極體(D7)的陽極，二極體(D7)的陰極接二極體(D9)的陽極，二極體(D9)的陰極接二極體(D8)的陽極，三極體(BG2)的基極與電阻(R7)串聯後接二極體(D9)的陽極，可調電阻(W3)並聯在三極體(BG2)的基極和發射極之間，三極體(BG2)的集電極接二極體(D4)的陽極；控制電路由開通電源控制電路和關斷電源控制電路組成，其中開通電源控制電路由晶閘管(BT1)、極性電容(C1)、電容(C2)、電動機(D)組成，電動機(D)一端接電容(C)這的正極，電動機(D)的另一端接晶閘管(BT1)的陽極，電容(C2)並聯在晶閘管(BT1)的陰極和穩壓二極體(D2)的陰極之間；關斷電源控制電路由晶閘管(BT2)、電動機(D)、穩壓二極體(D3)、二極體(D4--D6)、電容(C3)、極性電容(C4)、電阻(R2-R6)和發光二極體(LED1)組成，晶閘管(BT2)的陽極接電容(C1)的正極，陰極接電容(C4)負極和二極體(D5)陽極的公共端，電阻(R4)並聯在晶閘管(BT2)的陰極和控制極之間，電容(C3)與電阻(R4)並聯，電阻(R3)的一端接晶閘管(BT2)的控制極，另一端接穩壓二極體(D3)的陽極，穩壓二極體(D3)的陰極接晶閘管(BT1)陽極、電容(C4)正極和二極體(D4)陰極的公共端，電阻(R5)並聯在二極體(D4)的陽極和晶閘管(BT2)的陰極之間，發光二極體(LED1)的陰極與電阻(R6)串聯後接二極體(D4)的陽極，陽極接二極體(D6)的陰極；電源隔離開關ZK為雙刀雙擲開關，中間端點(A1)、兩端觸點(B1、C1)構成分開關(ZK-1)，中間端點(A2)、兩端觸點(B2、C2)構成分開關(ZK-2)，觸點(C1)接熔斷器(RD)和降壓限流電阻(R0)的公共端，觸點(B1)接晶閘管(BT2)的陽極，中間端點(A1)接二極體(D5)陰極和二極體(D7)陽極的公共端，觸點(C2)接微型隔離變壓器(B)的初級線圈和電網一端的公共端，觸點(B2)接穩壓二極體(D2)的陰極，中間端點(A2)接二極體(D6)的陽極；機械執行裝置由電動機(D)、蝸杆(3)、蝸輪(4)組成，蝸杆(3)的中間套在電動機(D)的輸出軸(2)上，蝸杆(3)與蝸輪(4)嚙合，雙刀雙擲開關(ZK)的拔杆(6)設置在蝸輪(4)的缺口(7)內。
2.如權利要求1所述的自動通斷開關的電源插座，其特徵在於隔離電路由微型隔離變壓器(B)、降壓限流電阻(R0)、二極體(D1)、可調電阻(W1)組成。電網的一端與熔斷器(RD)、降壓限流電阻(R0)、微型隔離變壓器(B)的初級線圈依次串聯後接電網的另一端，微型隔離變壓器(B)的次級線圈的一端接二極體(D1)的陽極，另一端接電容(C1)負極和晶閘管(BT1)陰極的公共端，二極體(D1)的陰極與可調電阻(W1)串聯後接電容(C1)的正極。
3.如權利要求1所述的自動通斷開關的電源插座，其特徵在於隔離電路由電阻(R01、R02、R03)、二極體(D01、D02、D03)組成，二極體(D01)的陽極接分開關(ZK-1)的觸點(C1)，二極體(D01)的陰極與電阻(R01、R02、R03)依次串聯後接二極體(D03)的陽極，二極體(D03)的陰極接分開關(ZK-2)的觸點(C2)，二極體(D02)的陽極接電阻(R01、R02)的公共端，陰極接電容(C1)的正極。
4.如權利要求2或3所述的自動通斷開關的電源插座，其特徵在於還包括常通電路，常通電路由開關(CK)、電阻(R8)和發光二極體(LED2)組成，開關(CK)的一端接發光二極體(LED1)的陽極，另一端與電阻(R8)串聯後接發光二極體(LED2)的陽極，發光二極體(LED2)的陰極接二極體(D9)的陽極。
5.如權利要求4所述的自動通斷開關的電源插座，其特徵在於還包括輔助啟動電路，輔助啟動電路由按鈕開關(AK)和假負載電阻(R9)組成，串聯在一起的按鈕開關(AK)和假負載電阻(R9)並聯在二極體(D6)的陽極和二極體(D7)的陰極之間。
6.如權利要求5所述的自動通斷開關的電源插座，其特徵在於還包括輔助開關(9)，在蝸輪(4)的外側加工有能與輔助開關(9)的中間拔擋(8)接觸的凸起(5)。
專利摘要本實用新型公開了一種自動通斷開關的電源插座，它包括熔斷器和插座，特徵是還包括隔離電路、電子檢測電路、控制電路、機械執行裝置以及電源隔離開關。本實用新型由於在普通電源插座的基礎上設計了隔離電路、電子檢測電路、控制電源、機械執行裝置以及電源隔離開關，它能自動地跟蹤負荷來進行電源開關的通斷控制，在無負荷時，它能自動脫離電網，使得該插座使用十分方便，也大大提高了用電的安全因素，同時保證了人不在場時電器免遭雷擊，對兒童來說也帶來了安全，同時減小了普通電源插座頻繁插、拔的麻煩以及因此而引起的接觸不良。因此本實用新型具有設計合理、使用範圍廣、安全可靠的優點，是一種新型的電源插座。
文檔編號H01R13/68GK2585449SQ0229172
公開日2003年11月5日 申請日期2002年12月16日 優先權日2002年12月16日
發明者周炳生 申請人:周炳生