[发明专利]家用智能安全插座

说明书

技术领域

本发明涉及安全用电装置技术领域，特别是家用智能安全插座。

背景技术

随着人们生活水平的提高，家用电器不断增加，在用电过程中，由于电气设备本身的缺陷、使用不当和安全技术措施不利而造成的人身触电和火灾事故，给人们的生命和财产带来了不应有的损失。

插座作为一种用电器接入市电的插口广泛应用于生活和工作中，由于不良的用电习惯，当从插座上插拔插头时，产生的电弧对操作者带来一定的伤害，尤其是儿童在不慎接触时会对儿童带来可能致命的伤害，另外有很大一部分火灾是由用电器引起的，如果插座能在用电器要发生故障的时候快速切断电源则可以降低火灾的发生机率。

目前市面上已经有儿童安全插座，但是其主要手段是通过在插孔处加挡板，防止儿童将金属制品插入来实现安全防护的，经测试，此方法对大部分5岁以上的儿童是不起作用的。

中国专利文献公开了智能化多功能安全插座（申请号：201210253171.6；公布号：CN102780133A），该安全插座是通过霍尔传感器、红外检测模块，并用专业的功率检测芯片，是一种检测功率和温度的方法进行保护的智能插座，但成本过高，使用范围受限，另外没有带电插拔时防电弧产生的功能，也没有市电再次供电时检测用电器状态功能。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种家用智能安全插座，有效解决了带电插拔时出现电弧和成本过高的问题。

其解决的技术方案是，包括底板1和面板2，所述面板2上设置有三孔插座3、复位按键6、蜂鸣器7、第一指示灯4和第二指示灯5，所述底板1和面板2固定连接并形成固定腔，固定腔内设置有控制电路，所述控制电路包括第一行程开关SQ1、第二行程开关SQ2、微控制器MCU、继电器K1、继电器K2、继电器K3、电压采样电路、电流采样电路、阻容电路和电源模块，所述电源模块与220V市电连接提供电源5V、24V和15V，所述第一行程开关SQ1的第一触点1与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端与光耦合器OC1的阴极连接，光耦合器OC1的阳极接电源5V，光耦合器OC1的集电极接电源5V，光耦合器OC1的发射极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与三极管VD1的基极连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接，三极管VD1的集电极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与微控制器MCU的PA0端口引脚连接，三极管VD1的集电极与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端接电源5V，电阻R23的一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极、三极管VD1的发射极和电阻R2的另一端都接地GND，第一行程开关SQ1的第二触点2接地GND，第一行程开关SQ1的第二触点2与第二行程开关SQ2的第二触点4连接，第二行程开关AQ2的第一触点3与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与光耦合器OC2的阴极连接，光耦合器OC2的阳极和集电极都接电源5V，光耦合器OC2的发射极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与三极管VD2的基极连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，三极管VD2的集电极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与微控制器MCU的PA1端口引脚连接，三极管VD2的集电极与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端接电源5V，电阻R24的一端与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极、三极管VD2的发射极和电阻R5的另一端都接地GND，微控制器MCU的PA6端口引脚与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端与三极管VD4的基极连接，三极管VD4的集电极与电阻R28的一端连接，电阻R28的另一端接电源5V，三极管VD4的集电极还与电阻R30的一端连接，电阻R30的另一端与光耦合器OC4的阴极连接，光耦合器OC4的阳极接电源24V，光耦合器OC4的集电极接电源5V，光耦合器OC4的发射极经继电器K1线圈接地GND，微控制器MCU的PA7端口引脚与电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端与三极管VD5的基极连接，三极管VD5的发射极与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端接地GND，三极管VD5的集电极与电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端接电源5V，三极管VD5的集电极与电阻R34的一端连接，电阻R34的另一端与光耦合器OC5的负极连接，光耦合器OC5的正极接电源5V，光耦合器OC5的集电极接电源24V，光耦合器OC5的发射极经继电器K2线圈接地GND，微控制器MCU的PB0端口引脚于电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与三极管VD6的基极连接，三极管VD6的发射极与电阻R36的一端连接，电阻R36的另一端接地GND，三极管VD6的集电极与电阻R37的一端连接，电阻R37的另一端接电源5V，三极管VD6的集电极与光耦合器OC6的引脚连接，光耦合器OC6的阳极接电源5V，光耦合器OC6的集电极接电源24V，光耦合器OC6的发射极经继电器K3线圈接地GND，继电器K1的动触点5和静触点7组成的常闭触点与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极经继电器K2的触点8与触点9组成的常开触点与三孔插座3的L相插孔连接，三孔插座3的N相插孔经继电器K2的触点11与触点10组成的常开触点与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与运算放大器U1的反相输入端连接，运算放大器U1的反相输入端与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的反相输入端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的输出端与微控制器MCU的PC1端口引脚连接，运算放大器U1的同相输入端与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接地GND，运算放大器U1的同相输入端与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电阻R15的一端连接，电阻R14的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与继电器K1的触点5连接，继电器K1的触点5与触点6组成常开触点，继电器K1的触点6接电源15V，三孔插座3的L相插孔与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端经继电器K3的触点13与触点12组成的常开触点接220V市电的L线，三孔插座3的N相插孔经继电器K3的触点15与触点14组成的常开触点接220V市电的N线，电阻R7的一端与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与线性光耦OC3的2引脚连接，电阻R7的另一端与线性光耦OC3的3引脚和4引脚连接，线性光耦OC3的1引脚接电源24V，线性光耦OC3的5引脚接电源5V，线性光耦OC3的6引脚和7引脚分别与电阻R9的一端和电阻R10的一端连接，电阻R9的另一端和电阻R10的另一端分别与运算放大器U2的同相输入端和反相输入端连接，线性光耦OC3的8引脚接地GND，运算放大器U2的反相输入端与电阻R11的一端和电容C3的一端连接，电阻R11的另一端和电容C3的另一端都与运算放大器U2的输出端连接，运算放大器U2的同相输入端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地GND，运算放大器U2的输出端与微控制器U2的PC0端口引脚，微控制器U2的PA2端口引脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端接地GND，微控制器U2的PA2端口引脚与复位按键6的一端连接，复位按键6的另一端接电源5V，微控制器U2的PA3端口引脚和PA4端口引脚分别与电阻R18的一端和电阻R19的一端连接，电阻R18的另一端和电阻R19的另一端分别与第一指示灯4的一端和第二指示灯5的一端连接，微控制器MCU的PA5端口引脚与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端与三极管VD3的一端连接，三极管VD3的集电极接电源5V，三极管VD3的发射极与蜂鸣器7的一端连接，蜂鸣器7的另一端与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端接地GND。