一种共用能量转换模块的智能插座及其运行方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种共用能量转换模块的智能插座，通过CPU模块接收由所述通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息，从而通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器模块输出符合所述设备电能参数的电能至所述设备或将所述设备提供的电能回馈至电网。本发明专利技术实施例方法包括：通过CPU模块接收由通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息；通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器输出符合所述设备电能参数的电能至所述设备或将所述设备提供的电能回馈至电网。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能插座领域，尤其涉及一种共用能量转换模块的智能插座及其运行方法。
技术介绍
随着电气、电子技术的不断发展，家庭用电设备变得越来越多元，而且新能源发电也将以各种形式广泛接入电网，用电设备的多元化与新能源发电的广泛接入对家庭供电系统的要求越来越高。在传统的家庭供电系统中，不同的用电器需要进行不同的电能变换。目前主要的解决方案是利用各种不同的电源适配器或带有适配器的插线板来满足用电设备多元化的需求。参考附图1，为传统的家庭式电路结构。目前家庭中，部分用电设备，如风扇、电灯、冰箱等，直接从220V市电上取电。随着家庭用电的多元化，越来越多的用电设备本质上需要的是直流电，如：计算机、笔记本、手机、电动车、直流变频空调等，需要将交流电转换为直流电后使用。中间这级AC-DC转换，大约消耗10％的电能。在消耗电能的同时也可能会因为适配器与电源或用电设备不匹配时产生负载损坏，严重时还会危及人身安全。同时由于常规插座不能进行能量回馈，无法接入新能源发电或储能设备。请参考附图2，为传统插座下用电设备的接入方式，不同用电设备从常规插座取电时需要不同种类的电源适配器或电能变换模块。常规的插座，其输出电能的类型、幅值无法改变，当负载需要不同形式类型、幅值的电能时，可能需要进行多次电能变换，而且当适配器与电源或用电设备不匹配时可能会导致设备损坏，严重时还会危及人身安全。而且，常规的插座不支持新能源发电或储能设备接入家庭供电系统。因此，通过根据设备的电能类型和幅值做出相应改变，从而实现插座运行的电能与设备的电能相匹配，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种共用能量转换模块的智能插座及其运行方法，用于根据设备的电能类型和幅值做出相应改变，从而实现插座运行的电能与设备的电能相匹配。本专利技术实施例提供一种共用能量转换模块的智能插座，包括：双向三端口变换器模块、CPU模块、通讯接口、传感器模块；所述双向三端口变换器模块、所述通讯接口连接所述CPU模块；所述双向三端口变换器模块的输出端连接所述智能插座的输出接口，交流输入端连接电网的交流母线，直流输入端连接电网的直流母线；所述通讯接口与所述智能插座的接口连接；所述传感器模块分别连接所述智能插座的输出接口和所述CPU模块；其中，所述CPU模块接收由所述通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息，从而通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器模块输出符合所述设备电能参数的电能至所述设备或将所述设备提供的电能回馈至电网，所述传感器模块实时采集所述智能插座的输出接口的实时电能参数信息给所述CPU模块进行实时动态输出调整。优选地，所述电能参数具体为电能类型和电压电流幅值。优选地，所述智能插座还包括传感器模块；所述传感器模块分别连接所述智能插座的输出接口和所述CPU模块，用于检测所述智能插座的输出接口的电压电流并传输至所述CPU模块。优选地，所述设备具体为用电负载、新能源电源或者储能设备。优选地，所述双向三端口变换器模块包括双刀双掷开关、第一共用模块、第二共用模块；所述双刀双掷开关的输入端分别连接所述电网的交流母线和所述电网的直流母线，所述双刀双掷开关的输出端连接所述第一共用模块；所述第一共用模块与一电容、所述第二共用模块并联；所述第一共用模块具体为PWM整流、DC/DC变换器共用模块；所述第二共用模块具体为DC/AC、DC/DC变换器共用模块。优选地，所述第一共用模块或所述第二共用模块由双向开关模块两两串联后并联组成；所述双刀双掷开关的输出端具体连接所述第一共用模块中的串联后的两个所述双向开关模块之间；所述双向三端口变换器模块的输出端从所述第二共用模块中串联后的两个所述双向开关模块之间引出；所述双向开关模块由两个IGBT和两个二极管组成；所述IGBT的发射极、集电极与所述二极管并联；所述两个IGBT的发射极相互连接。优选地，所述通讯接口具体与所述智能插座的地线接口连接。本专利技术实施例提供一种共用能量转换模块的智能插座运行方法，基于上述的共用能量转换模块的智能插座进行执行，包括：通过CPU模块接收由通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息；通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器模块输出与所述设备电能参数相对应的电能至所述设备或将所述设备提供的相对应的储蓄电能回馈至电网；通过CPU模块实时获取到传感器模块采集的来自智能插座的输出接口的实时电能参数信息，并通过所述CPU模块进行实施动态输出调整。优选地，所述电能参数信息具体为电能类型和幅值。优选地，通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器模块输出与所述设备电能参数相对应的电能至所述设备或将所述设备提供的相对应的储蓄电能回馈至电网之后还包括：通过CPU模块记录由通讯接口传输至CPU模块的设备用电功率或设备发电功率。优选地，所述通过CPU模块接收由通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息之后还包括：通过CPU模块判断设备所需电能的电能参数或设备所提供电能的电能参数是否符合预设的电能参数范围；若是，则进入下一步；若否，则控制关闭双向三端口变换器模块。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例公开了一种共用能量转换模块的智能插座，通过CPU模块接收由所述通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息，从而通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器模块输出符合所述设备电能参数的电能至所述设备或将所述设备提供的电能回馈至电网。本专利技术实施例方法包括：通过CPU模块接收由通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息；通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器输出符合所述设备电能参数的电能至所述设备或将所述设备提供的电能回馈至电网，传感器模块实时采集所述智能插座的输出接口的实时电能参数信息给所述CPU模块进行实时动态输出调整，最终实现插座运行的电能与设备的电能相匹配，因此可取替现有各类负载的电源适配器，减少现有用电设备的体积、重量。当负载接入时，本专利技术通过负载通讯接口将负载所需电能的类型、幅值信息传给智能插座内部CPU模块，并控制双向三端口变换器模块输出负载所需类型、幅值的电能，同时避免负载非法接入导致的安全问题此外，本专利技术还可记录负载用电功率和新能源电源发电功率，为主观意识节能和需求侧响应提供数据基础，从而促进节能与智能电网技术的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为用于说明本专利技术实施例的传统的家庭式电路结构示意图；图2为用于说明本专利技术实施例的传统插座下用电设备的接入方式；图3为本专利技术实施例提供的一种共用能量转换模块的智能插座的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种共用能量转换模块的智能插座中的双向三端口变换器模块的内部电路原理图；图5为本专利技术实施例提供的一种共本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共用能量转换模块的智能插座，其特征在于，包括：双向三端口变换器模块、CPU模块、通讯接口、传感器模块；所述双向三端口变换器模块、所述通讯接口连接所述CPU模块；所述双向三端口变换器模块的输出端连接所述智能插座的输出接口，交流输入端连接电网的交流母线，直流输入端连接电网的直流母线；所述通讯接口与所述智能插座的接口连接；所述传感器模块分别连接所述智能插座的输出接口和所述CPU模块；其中，所述CPU模块接收由所述通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息，从而通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器模块输出符合所述设备电能参数的电能至所述设备或将所述设备提供的电能回馈至电网，所述传感器模块实时采集所述智能插座的输出接口的实时电能参数信息给所述CPU模块进行实时动态输出调整。

【技术特征摘要】
1.一种共用能量转换模块的智能插座，其特征在于，包括：双向三端口变换器模块、CPU模块、通讯接口、传感器模块；所述双向三端口变换器模块、所述通讯接口连接所述CPU模块；所述双向三端口变换器模块的输出端连接所述智能插座的输出接口，交流输入端连接电网的交流母线，直流输入端连接电网的直流母线；所述通讯接口与所述智能插座的接口连接；所述传感器模块分别连接所述智能插座的输出接口和所述CPU模块；其中，所述CPU模块接收由所述通讯接口获取的设备所需电能的电能参数信息或设备所提供电能的电能参数信息，从而通过所述CPU模块根据电能信息参数控制双向三端口变换器模块输出符合所述设备电能参数的电能至所述设备或将所述设备提供的电能回馈至电网，所述传感器模块实时采集所述智能插座的输出接口的实时电能参数信息给所述CPU模块进行实时动态输出调整。2.根据权利要求1所述的共用能量转换模块的智能插座，其特征在于，所述电能参数具体为电能类型和电压电流幅值。3.根据权利要求1所述的共用能量转换模块的智能插座，其特征在于，所述设备具体为用电负载、新能源电源或者储能设备。4.根据权利要求1所述的共用能量转换模块的智能插座，其特征在于，所述双向三端口变换器模块包括双刀双掷开关、第一共用模块、第二共用模块；所述双刀双掷开关的输入端分别连接所述电网的交流母线和所述电网的直流母线，所述双刀双掷开关的输出端连接所述第一共用模块；所述第一共用模块与一电容、所述第二共用模块并联；所述第一共用模块具体为PWM整流、DC/DC变换器共用模块；所述第二共用模块具体为DC/AC、DC/DC变换器共用模块。5.根据权利要求4所述的共用能量转换模块的智能插座，其特征在于，所述第一共用模块或所述第二共用模块由双向开关模块两两串联后并联组成；所述双刀双掷开关的输出端具体连接所述第一共用模块中的串联后的两个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思哲，王志洋，张桂东，章云，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44