[发明专利]一种智能插座及其过零投切方法

说明书

本发明公开了一种智能插座及其过零投切方法，智能插座包括电源模块、主控制模块、过零投切模块、通信模块、输入火线、输入零线、输入输出共用地线、输出火线和输出零线。过零投切方法的步骤为：智能插座开通时：U678＝XYY，开通第一过零投切开关S1；延时t1，U678＝XYX，开通第二过零投切开关S2；延时t2，U678＝YYX，关断第一过零投切开关S1；智能插座关断时：U678＝XYX，开通第一过零投切开关S1；延时t1，U678＝XYY，关断第二过零投切开关S2；延时t2，U678＝YYY，关断第一过零投切开关S1。本发明实现了智能插座在电压自然过零点进行开通和关断，避免了直接开断的拉弧问题。

技术领域

本发明属于智能配用电技术领域，具体涉及一种智能插座及其过零投切方法。

背景技术

现有的智能插座基于对电力设备的远程监控设计，主要应用于智能家居领域，能够实现正常工作运行状态下数据采集以及数据传输。但是现有智能插座普遍存在如下缺陷：不能在电压自然过零点进行开通和关断，存在拉弧问题，用电安全性低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种智能插座及其过零投切方法，实现了智能插座在电压自然过零点进行开通和关断，避免了直接开断的拉弧问题，有效提高了用电安全。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种智能插座，包括电源模块、主控制模块、过零投切模块、通信模块、输入火线Lin、输入零线Nin、输入输出共用地线PE、输出火线Lout和输出零线Nout；

所述电源模块用于将交流市电转换成低压直流电，为所述主控制模块、过零投切模块及通信模块提供直流电源；

所述主控制模块内置过零投切策略，与所述过零投切模块进行双向数据通讯，向所述通信模块下发工作指令；

所述过零投切模块，用于在电压过零点闭合电路，在电流过零点断开电路；

所述通信模块包括过零投切电路，所述过零投切电路接收主控制模块的工作指令，根据所述过零投切策略开通或关断主回路的火线；

所述输入火线Lin与输出火线Lout通过第一过零投切开关S1、第二过零投切开关S2连接。

本发明的智能插座，还包括过零投切检测电路，所述过零投切检测电路包括电压互感器PT，二极管D2和二极管D3；所述电压互感器PT将高压交流市电变为低压交流小信号，所述低压交流小信号的幅值为5V/N，N≥5；所述二极管D2和二极管D3将低压交流小信号变为0-5V之间的直流小信号，主控制模块芯片U1的ADC采样信号引脚U1_5检测输入信号u的峰值，如果超过基于预设的阈值，则过零投切功能失效，否则，过零投切电路正常。

上述第一过零投切开关S1的驱动电路包括U2、U4及其周围元件，所述第二过零投切开关S2的驱动电路包括U3、U5及其周围元件。

上述主控制模块B与过零投切模块C的通讯方式包括但不限于IIC、SPI、UART、RS485和CAN；所述过零投切模块C与互联网的通讯方式包括但不限于PLC、Wi-Fi、ZigBee、LoRa、NB-Iot、Sigfox和LTE。

上述第一过零投切开关S1为双向可控硅，所述第二过零投切开关S2为继电器。

本发明的智能插座的过零投切方法，包括以下步骤：

基于预设的主控制模块芯片U1的指令输出引脚信号U1_6、U1_7、U1_8的输出指令用U678表示，X＝0或1，Y＝0或1，X≠Y；

所述的智能插座开通时：U678＝XYY，开通第一过零投切开关S1；延时t1，U678＝XYX，开通第二过零投切开关S2；延时t2，U678＝YYX，关断第一过零投切开关S1；