本发明专利技术涉及一种智能化开关插座或者智能型开关排插，特别是利用先进的电路设计和通信技术实现的具备2次开关形态的智能型强电开关系统。开关中的相线经过继电器与负载连接，继电器由MCU输出控制。系统对负载和通路进行检测，在故障和人体触电模式下不导通；系统在判明负载后自动启动强电输出，在每次进行开关启动时，具备ZVS／ZCS(零电压切换／零电流切换)能力；系统具备远程操作能力；形态具备2次开关能力，在设备处于待机等低功耗状态下使用一次开关，在大功率工作时自动转换为大电流输出的2次开关，每次开关都具备ZVS／ZCS(零电压切换／零电流切换)能力。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种智能化开关插座或者智能型开关排插，特别是利用先进的电路设计和通信技术实现的具备2次开关形态的智能型强电开关系统。开关中的相线经过继电器与负载连接，继电器由MCU输出控制。系统对负载和通路进行检测，在故障和人体触电模式下不导通；系统在判明负载后自动启动强电输出，在每次进行开关启动时，具备ZVS／ZCS(零电压切换／零电流切换)能力；系统具备远程操作能力；形态具备2次开关能力，在设备处于待机等低功耗状态下使用一次开关，在大功率工作时自动转换为大电流输出的2次开关，每次开关都具备ZVS／ZCS(零电压切换／零电流切换)能力。【专利说明】一种具备2次形态的智能化开关插座及智能型开关排插本专利技术涉及ー种智能化开关插座或者智能型开关排插，特别是利用先进的电路设计和通信技术实现的具备2次开关形态的智能型强电开关系统。开关中的相线经过继电器与负载连接，继电器由MCU输出控制。MCU通过通信芯片接收指令，解码后获得继电器的控制信号，决定是否输出强电连接负载；系统在通电过程中，可以检测是否短路，如发现短路故障，通过MCU对相应的负载支路进行隔离；系统可以检测是否有负载接入以及接入负载的特性，如有负载介入，系统自动启动强电输出，如无负载接入或者属于触电模式，系统无强电输出；系统在每次进行开关启动时，具备ZVS/ZCS(零电压切換/零电流切換)能力；系统具备远程操作能力；形态具备2次开关能力，在设备处于待机等低功耗状态下使用一次开关，在大功率工作时自动转换为大电流输出的2次开关，每次开关都具备ZVS/ZCS(零电压切換/零电流切換)能力；形态能够通过比较电压波形与电流波形，计算获得相应负载エ作时的功率因数；系统具备远程通信能力，可以联网进行开关操作。技术背景当前的开关插座以及排插，都是属于无源产品，利用技木部件将相应的接ロ连接，从而实现市电的接续。当前设计如图1所示。连接关系如下:地线与3 ロ插座的顶端接ロ连接，零线与3 ロ插座的左侧接ロ连接，火线与3 ロ插座的右侧接ロ连接；针对2 ロ插座，省略了地线，零线与2 ロ插座的左侧接ロ连接，火线与2 ロ插座的右侧接ロ连接。当负载与开关插座连接后，火线、零线、地线实现电连接，在火线和零线之间有220V的交流强电，从而驱动负载工作，地线根据需要，实现负载以及电连接的保护功能。传统方法的缺点为:仅提供简单的电连接功能，很少或者无法提供任何其他的附加价值；无法识别负载大小，负载过大造成线路毁损；与电网连接的时刻是随机的，造成较大的接入电流脉沖，从而对电器以及电网造成影响；接ロ处，特别是火线，即使在没有接入负载时是带电的，存在潜在风险；不能够计算负载在实际工作时的功率因数，无法将数据上报；不能够识别负载类型，在关电时造成击穿火花，插座寿命降低；无法实现远程控制功能。本
技术实现思路
本专利技术是通过如下方法实现的。如图2所示为智能开关插座的连接方式，连接关系为:地线与3 ロ插座的顶端接ロ连接，零线与3 ロ插座的左侧接ロ连接，火线与智能开关控制模组连接，然后与3 ロ插座的右侧接ロ连接；针对2 ロ插座，省略了地线，零线与2 ロ插座的左侧接ロ连接，火线智能开关控制模组连接后与2 ロ插座的右侧接ロ连接。工作原理如下:当负载与开关插座连接后，火线、零线、地线实现电连接，在火线和零线之间有220V的交流强电，从而驱动负载工作；火线的接通，是通过智能开关控制模组实现的。火线实现电连接的时刻、以及相应的对负载以及故障的隔离等，都是由智能开关控制模组提供的。如图3所示为智能开关插座的原理图，联结关系为:火线L与电阻Rl、R2、电流互感器TRCS原边一端连接，Rl与电流变换器TRl原边一端连接，TRl原边另外一端与參考负载Rref连接，R2与电流变换器TR2原边一端连接，TR2原边另外一端与实际负载Rload连接，Rload与Rref另外一端与零线连接，TRCS原边另外一端与PTC、继电器Relay2输入端连接，PTC与继电器Relayl输入端连接，继电器Relayl、Relay2的输出端与火线输出端Lout连接，继电器Relayl、Relay2的控制端一段接电源VCC，另外一端分别与晶体管T1、T2的集电极连接，晶体管T1、T2的射极分别与电阻R3、R4连接，基极分别与电阻R5、R6连接，电阻R5、R6与信号处理控制模组的SW1、SW2端ロ连接，电阻R3、R4另外一端接地，电流变换器TRl副边的两个输出、TR2副边两个输出以及电流互感器TRCS副边的两个输出分别与信号处理控制模组的Pref、Nref、Pload, Nload, Pcs, Ncs连接，信号处理控制模组的UART/I2C接ロ是与其它系统的通信接ロ。工作原理如下:电流变换器TRl获取市电的參考信号，通过火线L和零线N之间的通路，将參考信号以及携带的參考负载信息发送到信号处理控制模组，电流变换器TR2获取负载在通路下的信息，发送到信号处理控制模组，电流互感器获取负载上的电流信息，发送到信号处理控制模组。当无负载接入时，TRl副边有输出，TR2以及TRCS副边无输出，继电器Re Iayl和Relay2处于断开状态。当负载接入吋，工作顺序如下:? TRl和TR2导通，继电器Relayl和Relay2不导通；?信号处理控制模组判断接入负载的大小，如属于触电模式，继电器Relayl和Relay2保持不导通；如负载功率小，继电器Relayl导通而Relay2保持不导通；如负载功率大，继电器Relayl不导通而Relay2导通。?在小功率工作状态下，如果负载按照程序进入大功率模式，TRCS导通电流増加，如增加电流超过继电器Relayl的额定数值，则将继电器Relayl、Relay2置于导通模式。在转换期间，继电器Relayl受到过流PTC的保护。?在大功率工作状态下，如果负载按照程序进入小功率模式，TRCS导通电流减小，如减小后电流在继电器Relay I的额定数值之内，则将继电器Relay I置于导通模式，Relay2置于不导通模式。在负载工作结束后，不再有功率消耗，此时TRCS的副边电流为零，或者处于微功耗状态，将继电器Relayl、Relay2置于断开状态；继电器断开后，TR2副边有输出，此时信号处理控制模组通过通信接ロ发送工作完成信息网络上。?负载如果被选择继续工作，则再次进入小功率或者大功率状态；如果负载被选择不再工作，连接将被切断，TR2副边没有输出，系统回复到无负载状态。在以上操作中，信号处理与控制模组将控制每次继电器的开关操作，使得每次的开关操作属于ZVS/ZCS (零电压切换/零电流切换)。?导通切换 TR2进行初始判断，小功率时控制继电器Relayl导通，大功率时控制继电器Relay2导通；基于TRl得到的市电波形与电路延迟特性，以ZVS(零电压切換)模式控制；工作状态下，TRCS电流增加，则控制Relay2导通，基于TRl得到的市电波形与电路延迟特性，以ZVS(零电压切換)模式控制。?关断切換 TRCS检测电流，电流减小但是在小功率设定电流之上，TRCS中电流稳定后，以ZVS模式关断继电器Relay2 ； TRCS检测电流，电流减小到零或者为电流后，以ZVS模式关断继电器Relayl。 功率因数检测是通过两个波本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种智能化开关插座及智能型开关排插，特别是利用先进的电路设计和通信技术实现的智能型具备2次开关形态的强电开关系统。开关中的相线经过继电器(含可控硅等固态继电器)与负载连接，继电器由MCU输出控制。MCU通过通信芯片接收指令，解码后获得继电器的控制信号，或者根据自动检测负载的功能，确定负载是否接入以及接入负载的大小，决定是否输出强电连接负载以及继电器控制的时序安排，确保零电压切换或者零电流切换。在负载工作时，可以检测负载的功率因数。系统包括4个部分：接入负载检测模组、继电器控制模组、信号处理控制模组、通信模组。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尹登庆，
申请(专利权)人：深圳市智远能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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