一键动态配置弱电接口的智能插座制造技术

本发明专利技术公开一键动态配置弱电接口的智能插座，插座由动态配置弱电接口单元、交流接口单元、弱电接口单元组成。动态配置弱电接口单元包括一键动态配置接触式/无线充电弱电接口的装置；交流接口单元包括二/三孔交流取电接口；弱电接口单元包括接触式USB/无线充电弱电接口。动态配置弱电接口单元根据需求动态配置弱电接口，滿足了用户对弱电接口的需求，消除了智能插座弱电模块始终接入市电的弊端，降低了智能插座的技术要求和TCO，提高了智能插座的可靠性和安全性；一键动态配置弱电接口具有最佳的用户体验；待机能耗0，有助于践行节电低碳生活理念，进一步降低了TCO。无线充电弱电接口则使智能插座具有更多类型的可选弱电接口。口。口。

【技术实现步骤摘要】
一键动态配置弱电接口的智能插座


[0001]本专利技术属智能插座的
，特別是指根据需求、一键动态配置弱电接口的智能插座。

技术介绍

[0002]电源插座是用电设备接入供电网络的基础性电源多路分配器件，各种用电设备通过插头与电源插座的连接/脱离实施通/断电，即实现用电设备的得/失电。因此，传统电源插座的功能单一且明确，就是执行最简单的电路通/断操作。
[0003]随着经济的发展和科技的进步，电源插座亦与时俱进，华丽转身为智能插座。鉴于插座的普遍性和不可或缺性，各智能插座殊途同归制定类同的技术路线图：立足经典的电源插座结构进行智能化改造，使电源插座兼具这样或那样的智能。智能插座历经十余年的发展，逐渐形成门类完整、规格齐全的系列化电气产品；若按插座的智能化功能分类，智能插座可分为漏电保护安全型、定时型、计量型、远距＆近场自控型，以及配置弱电接口的智能插座。
[0004]漏电保护安全型智能插座。在传统电源插座的常规电气安全防护基础上，增设防漏电、防过载、防短路等功能，有关厂商近期还推出在线再定义异常状态和保护阈值的安全型智能插座。
[0005]定时型智能插座。保留电源插座的基本功能，引入用户设定用电设备连接/脱离供电网络时刻的功能，旨在节电。
[0006]计量型智能插座。插座具有单相电表的功能，采集计量插座上用电设备的电压/流、功率等电气参数；其首要目标是节电，兼具辅助用户了解用电设备的运行状态。芯片业看好计量型插座，考虑到插座厂商缺乏电表校准的专用技术，投入巨资量身定制，推出计量型智能插座免校准的、用电感知专用芯片BL0942。
[0007]远距＆近场自控型智能插座。插座接收远距＆近场的控制信号，在不变更用电设备的前提下，对用电设备实施单独或联动（场景）控制；同时，智能插座上传用电设备的运行参数至上层监控系统。
[0008]配置弱电接口的智能插座。在插座交流电源多路分配功能之外，延拓直流弱电分配功能：插座不仅设置市电取电接口，而且提供电子设备配套的弱电接口。
[0009]审视林林总总的智能插座，产品的架构、应用的技术均呈现同质化的特征，不同公司的产品大同小异。剖析技术复杂度最高的远距＆近场自控型智能插座，插座包括控制和数据处理模块、通信模块、传感器模块、执行模块和电源模块。控制和数据处理模块的核心是MCU；远距通信借助ZigBee、或WiFi、或LoRa、或NB
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IoT，近场通信则倾向选择蓝牙+手机的模式，红外单向通信渐入边缘化。传感器/执行模块参照自控型智能插座的功能定位而变，
但是电源模块却是各种智能插座必备的模块，在智能插座的产品全寿命期间，电源模块始终接入市电。显然，智能插座弱电模块的工况特殊，3C认证又未虑及弱电模块的特殊工况；这将导致智能插座的电源＆其它弱电模块派生出两大内在缺陷。
[0010]首先，壁式插座是插座的主流，采用壁式安裝法。住宅、写字楼等建筑物的裝修间隔时间≈10年，壁式插座的使用年限≈10年；換言之，智能插座电源＆其它弱电模块接入市电的时间≈10年；此外，智能插座的电源＆其它弱电模块安装在嵌入墙壁的插座盒内，散热条件较差。以智能插座市场份额较大的公牛、小米公司为例：智能插座的电源模块属外购件，即专业电源厂商提供的配套产品。外购电源模块安装在嵌入墙壁的插座盒内、接入市电≈10年的技术保障缺位；其它弱电模块也缺乏安装在嵌入墙壁的插座盒内、接入市电≈10年的技术考量。一言蔽之，智能插座的可靠性、稳定性、安全性存在内在的缺陷。
[0011]其次，绿色节电打擂，传统电源插座待机功耗0，智能插座待机功耗0；两者PK、后者败北。鉴于现有智能插座的电源＆其它弱电模块接入市电≈10年，住宅、写字楼又安裝数以亿计的智能插座，智能插座待机功耗将是一个天文数。现列举七款热销智能插座的实测待机功耗：样机随机从市场购买；测试仪器，KEYSIGHT 34465A 电流表；测试方法，智能插座接入220V市电，串联电流表；实测智能插座待机的AC电流值见下表。智能插座的类型智能插座的型号待机电流（mA）漏电保护安全型SM
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PW801
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U2Z1.922定时型G36E536U1.184计量型S507.288远距＆近场自控型T20K1Z7.694远距＆近场自控型ZHQCC4.254配置弱电接口E086ZSUC1.832
[0012]假设智能插座的待机功耗≈0.5W，智能插座产品全寿命期的待机能耗为0.5w
ꢀ×ꢀ
24h/D
ꢀ×ꢀ
365D/Y
ꢀ×ꢀ
10Y
÷
1000w/kw=43.8（kw
·
h）。令三室一厅四口之家配置5个智能插座，单户待机能耗值≈220kw
·
h；隐形能耗不仅增加了TCO，而且有悖节电低碳生活理念，智能插座的第二个内在缺陷！现有智能插座架构下，第二个内在缺陷无解。智能插座的第一个内在缺陷，给出技术解决方案并不难：留出足够的裕量，用高品质、大规格的器件替代原弱电模块的器件，弥补或解决智能插座在可靠性、稳定性、安全性上存在的缺陷。因为智能插座本身并非高价值产品，一旦调高电源＆其它弱电模块的技术指标，外购件电源模块的采购价格水涨船高，自制件其它弱电模块的成本亦水涨船高，因此，调高电源＆其它弱电模块的技术指标受成本（经济）约束，几无可能。
[0013]综上所述，现有智能插座架构下产品存在两大内在缺陷。本申请针对“配置弱电接口的智能插座”，提出按需一键动态配置弱电接口的智能插座解决方案。方案基于一个被漠视的事实：弱电应用场景的特征是短时、随机；按需动态配置弱电接口，既能滿足用户对弱电接口的需求，又消除了智能插座两大内在缺陷。智能插座较有代表性的知识产权成果综述如下：专利技术专利“一种智能插座系统及其控制方法”（ZL2017105060869），提出一种智能插座系统及方法，用户通过智能终端发出通/断电信息，通/断电信息通过云平台传递至开关总控模块；开关总控模块根据通/断电信息控制相应的开关控制单元动作。
[0014]专利技术专利“一种带弱电接口的智能插座”（ZL2016106557751），提出一种带弱电接口的智能插座，包括与市电连接的电输出端，电输出端包括金属插片、弱电接口；还包括：第一/二电路板，第一电路板与市电连接，两板经插接连接。
[0015]专利技术专利“一种带异常保护的智能插座及按键功能重新定义的方法”（ZL2016107636680），提出在插座本体上设置微控制、存储器、输出计量模块，识别处于正常使用范围的异常工作状态。除对超出插座使用限值进行防护外,还具有在不高于规定上限范围内通过预先的设置，从而提供更有效的防护能力。
[0016]上述相关知识产权的探索有参考价值。遗憾的是，针对智能插座的产品全寿命期，电源＆其它弱电模块始终连市电所派生的两大内在缺陷，至今无人问津；降低智能插座的待机能耗，提高智能插座的可靠性、稳定性、安全性的需求长期得不到满足。因此，有必要在现有成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一键动态配置弱电接口的智能插座，其特征在于智能插座由弱电接口动态配置单元（1）、交流接口单元（2）、弱电接口单元（3）组成，弱电接口动态配置单元（1）与交流接口单元（2）、弱电接口单元（3）相连；弱电接口动态配置单元（1）包括一键动态配置接触式弱电接口的装置（100），一键动态配置无线充电弱电接口的装置（200）；交流接口单元（2）包括二孔交流取电接口（21）、三孔交流取电接口（22）；弱电接口单元（3）包括接触式USB弱电接口（31）、无线充电弱电接口（32）；弱电接口动态配置单元（1）根据需求动态配置弱电接口，执行交流接口单元（2）与弱电接口单元（3）的电连接和电脱离。2.根据权利要求1所述的一键动态配置弱电接口的智能插座，其特征在于所述的一键动态配置接触式弱电接口的装置（100）根据需求执行：交流接口单元（2）与接触式USB弱电接口（31）的电连接和电脱离。3.根据权利要求2所述的一键动态配置弱电接口的智能插座，其特征在于所述的弱电接口动态配置单元（1）包括摆块结构，摆块结构的一键动态配置接触式弱电接口的装置（110）由第一插座面盖组件（111）、固定第一螺丝（112）、底座电源压板（113）、摆臂传动轴（114）、动态接触弹片（115）、第一电源板组件（116）、第一底座（117）、静态接触弹片（118）组成；摆臂传动轴（114）卡入底座电源压板（113），动态接触弹片（115）装配到底座电源压板（113）上的定位点，定位点采用热铆焊接牢固，静态接触弹片（118）贴在第一电源板组件（116）上；摆臂传动轴（114），动态接触弹片（115），底座电源压板（113）形成的部件与静态接触弹片（118），第一电源板组件（116）形成的部件进行装配，二者沿着USB口进行组装，组装后动态接触弹片（115）插入到第一电源板组件（116）上，并进行焊接；以上组装后的整体部件放入第一底座（117），然后安装固定第一螺丝（112），最后把第一插座面盖组件（111）扣上去，第一插座面盖组件（111）与第一底座（117）通过卡扣相连；摆块结构的一键动态配置接触式弱电接口的装置（110）动作机理如下：初始状态时，摆臂传动轴（114）在USB 母座里，此时动态接触弹片（115）与静态接触弹片（118）未进行连接，弱电部分处于断开状态；当USB公头设备向下插入USB母座时，摆臂传动轴（114）受到USB公头设备向下的力挤压而向右运动，摆臂传动轴（114）上的异型轴同时向左运动，从而挤压动态接触弹片（115）与其同时向左运动，此时动态接触弹片（115）与静态接触弹片（118）连接，弱电部分处于导通状态；动态接触弹片（115）与静态接触弹片（118）表面均有镀银层，增加其接触效果；当USB公头设备向上拔出时，摆臂传动轴（114）不再接受USB公头设备向下的力挤压，动态接触弹片（115）受其自身力矩作用向右侧运动，恢复初始状态，与静态接触弹片（118）断开连接，弱电部分处于断开状态；同时动态接触弹片（115）恢复初始状态时，带动摆臂传动轴（114）向左侧运动，摆臂传动轴（114）也恢复其初始状态。4.根据权利要求2所述的一键动态配置弱电接口的智能插座，其特征在于所述的弱电接口动态配置单元（1）包括常开开关结构，常开开关结构的一键动态配置接触式弱电接口的装置（120）由...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙向博，万福，齐飞，仲玉芳，
申请(专利权)人：杭州控客信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：