陆元成 (中国上海市青浦区外青松公路4589号, Shanghai 7, 201707, CN)
纽福克斯光电科技（上海）有限公司 (中国上海市青浦区外青松公路4589号, Shanghai 7, 201707, CN)
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| 权利要求 1. 一种电源插座保护电路， 包括： 开关控制电路， 用于输出高功率高压交流电压， 其输入端连接一直流电源或一交流电 源， 输出端连接至负载自动侦测电路； 负载自动侦测电路， 其输入端连接至该开关控制电路， 输出端连接至该电源插座的输 出端， 用于检测该电源插座的输出端是否连接有负载； 以及 起动按钮， 连接于该开关控制电路， 并产生开关启动信号； 其中， 该负载自动侦测电路还连接至该开关控制电路， 并反馈一负载信号至该开关控 制电路， 由该负载信号与该开关启动信号共同控制该开关控制电路是否输出该高功率高压 交流电压。 2. 如权利要求 1 所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 当该负载信号为高电平且 该起动按钮闭合时， 该开关控制电路正常工作， 输出该高功率高压交流电压， 只要该负载 信号存在， 该起动按钮断开后， 该高功率高压交流电压仍保持输出； 反之， 则该开关控制 电路不输出该高功率高压交流电压。 3. 如权利要求 2所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 当该负载自动侦测电路侦 测到该电源插座的输出端连接有负载时， 该负载信号为高电平。 4. 如权利要求 3 所述的电源插座保护电路， 其特征在于， 当该开关控制电路的输入 端连接直流电源时， 该开关控制电路为一直流 /交流逆变器。 5. 如权利要求 3 所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 当该开关控制电路的输入 端连接交流电源时， 该开关控制电路至少包括： 起动电路， 其输入端连接于该负载自动侦测电路与该起动按钮， 用于将该负载自动侦 测电路反馈的负载信号与该开关启动信号进行控制处理后， 输出一控制信号； 以及 交流输出控制电路， 连接于该交流电源与该负载自动侦测电路之间， 并与该起动电路 连接，该交流输出控制电路在该控制信号的控制下，控制是否输出该高功率高压交流电压， 其中，该控制信号只有在该负载信号与该开关启动信号同时存在时，输出才开始有效， 并在该起动按钮释放后仍然有效， 只有在该负载信号消失后输出才会失效。 6. 如权利要求 5 所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 当该负载信号为高电平且 该起动按钮闭合时， 该起动电路输出高电平的控制信号， 该高电平的控制信号控制该交流 输出控制电路输出该高功率高压交流电压。 7. 如权利要求 6所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 该交流输出控制电路进一 步包括： 辅助电源， 提供该起动电路电源； 开关控制三极管， 该开关控制三极管基极通过一第三电阻与该起动电路连接， 集电极 连接一继电器， 发射极接地； 继电器， 连接于该开关控制三极管与该辅助电源之间， 当该开关控制三极管导通时， 该继电器线圏产生电流； 第一电阻与第一开关， 并联连接于该交流电源的第一输入端与该负载自动侦测电路之 间； 以及 第二电阻与第二开关， 并联连接于该交流电源的第二输入端与该负载侦测电路之间， 其中， 当该继电器线圏产生电流时， 该第一开关与该第二开关吸合， 当该继电器线圏 无电流时， 该第一开关与该第二开关断开。 8. 如权利要求 7所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 该开关控制电路具有第一 输出端与第二输出端， 该第一输出端与该负载自动侦测电路之间接有第一二极管， 该第一 二极管正极接地， 负极接于该交流输出控制电路的第一输出端； 该第二输出端与该负载自 动侦测电路之间接有一第二二极管， 该第二二极管正极接地， 负极接于该交流输出控制电 路的第二输出端。 9. 如权利要求 8 所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 该继电器的线包上连接一 反向保护二极管， 该反向保护二极管正极与开关控制三极管的集电极相连。 10.如权利要求 9所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 该开关控制三极管的基极与 地之间还连接一第四电阻。 11.如权利要求 10所述的电源插座保护电路， 其特征在于： 该第一电阻与该第二电阻 为不低于 110 的高阻。 |
本发明关于一种电源插座的保护电路， 特别是关于一种具有交流电源插座的保护电 路。
背景技术
AC ( alternating current, 交流）电源插座通常输出 220V AC 或 110 V AC 等对人体有危险 的电压， 所以对于安全要求高的场合如车用 AC 交流电压输出插座， 常会釆用一些特殊的 防护措施， 如悬浮供电、 插入口加防护盖、 AC 电源插座内部带微动开关等。 但即便釆取 了这些防护措施，当儿童双手分别用类似金属 筷棒同时插入 AC电源插座就会造成触电（等 同于电器插入）， 这种意外目前还没有有效的防范技术。
综上所述， 可知先前技术的交流电源插座存在用手将类似 金属筷棒插入交流电源插座 会造成触电而没有对此进行釆取有效防范措施 的问题， 因此实有必要提出改进的技术手 段， 来解决此一问题。 发明内容
为克服上述现有技术存在的用手将类似金属筷 棒插入电源插座会造成触电的缺点， 本 发明的主要目的在于提供一种电源插座保护电 路， 其通过釆用负载自动侦测电路对连接于 交流电源插座的负载进行自动侦测并配合起动 按钮的使用， 使得只有在侦测到负载并且同 时起动按钮按下时， 才启动高压交流电源输出， 保证了交流电源插座在儿童接触时的安全 性。
为达上述及其它目的， 本发明一种电源插座保护电路， 包含：
开关控制电路， 用于输出高功率高压交流电压， 其输入端连接一直流电源或一交流电 源， 输出端连接至负载自动侦测电路；
负载自动侦测电路， 其输入端连接至该开关控制电路， 输出端连接至该电源插座的输 出端， 用于检测该电源插座的输出端是否连接有负载 ； 以及
起动按钮， 连接于该开关控制电路， 并产生开关启动信号；
其中， 该负载自动侦测电路还连接至该开关控制电路 ， 并反馈一负载信号至该开关控 制电路， 由该负载信号与该起动按钮共同控制该开关控 制电路是否输出高压交流电压。 进一步地， 当该负载信号为高电平且该起动按钮闭合时， 该开关控制电路正常工作， 输出该高功率高压交流电压， 只要负载信号存在， 起动按钮释放断开后， 高功率高压交流 电压仍保持输出； 反之， 则该开关控制电路不输出该高功率高压交流电 压。
进一步地， 当该负载自动侦测电路侦测到该电源插座的输 出端连接有负载时， 该负载 信号为高电平。
进一步地， 当该开关控制电路的输入端连接该直流电源时 ， 该开关控制电路为一直流
/交流逆变器。
另一方面， 当该开关控制电路的输入端连接该交流电源时 ，该开关控制电路至少包括： 起动电路， 其输入端连接于该负载自动侦测电路与该起动 按钮， 用于将该负载自动侦 测电路反馈的负载信号与该开关启动信号进行 控制处理后， 输出一控制信号； 以及
交流输出控制电路， 连接于该交流电源与该负载自动侦测电路之间 ， 并与该起动电路 连接，该交流输出控制电路在该控制信号的控 制下，控制是否输出该高功率高压交流电压， 其中，该控制信号只有在该负载信号与该开关 启动信号同时存在时，输出才开始有效， 并在该起动按钮释放后仍然有效， 只有在该负载信号消失后才会失效。
进一步地， 当该负载信号为高电平且该起动按钮闭合时， 该起动电路输出高电平的控 制信号， 该高电平的控制信号控制该交流输出控制电路 输出该高功率高压交流电压。
该交流输出控制电路进一步包括：
辅助电源， 提供该起动电路电源；
开关控制三极管， 该开关控制三极管基极通过一第三电阻与该起 动电路连接， 集电极 连接一继电器， 发射极接地；
继电器， 连接于该开关控制三极管与该辅助电源之间， 当该开关控制三极管导通时， 该继电器线圏产生电流；
第一电阻与第一开关并联连接于该交流电源的 第一输入端与该负载自动侦测电路之 间； 以及
第二电阻与第二开关并联连接于该交流电源的 第二输入端与该负载侦测电路之间， 其中， 当该继电器线圏产生电流时， 该第一开关与该第二开关吸合， 当该继电器线圏 无电流时， 该第一开关与该第二开关断开。
进一步地， 该开关控制电路具有第一输出端与第二输出端 ， 该第一输出端与该负载自 动侦测电路之间接有第一二极管， 该第一二极管正极接地， 负极接于该交流输出控制电路 的第一输出端； 该第二输出端与该负载自动侦测电路之间接有 一第二二极管， 该第二二极 管正极接地， 负极接于该交流输出控制电路的第二输出端。
进一步地， 该继电器的线包上连接一反向保护二极管， 该反向保护二极管正极与该集 电极相连。
进一步地， 该开关控制三极管的基极与地之间还连接一第 四电阻。
进一步地， 该第一电阻与该第二电阻为不低于 ΙΙΟ ΙίΩ的高阻。
与现有技术相比， 本发明一种电源插座保护电路通过负载自动侦 测电路反馈负载信号 至开关控制电路， 并将起动按钮与开关控制电路连接， 使得开关控制电路由负载信号与起 动按钮共同控制是否正常工作以输出高功率高 压交流电压， 该负载信号与起动按钮产生的 控制信号只有在负载和起动按钮信号同时存在 时， 输出才开始有效（控制 AC输出）， 并在 启动按钮释放后仍然有效， 只有在负载信号消失后才会失效（控制 AC输出关闭）， 而单独 按启动按钮无负载信号时无法启动 AC输出， 这样保证了仅单人双手同时接触交流电源插 座的交流输出金属片时， 其无法同时按起动按钮， 而当按起动按钮时， 单人又无法同时接 触 AC输出来产生负载信号， 这样 AC输出也就无法启动， 保证了电源插座在儿童接触时 的安全性。 附图说明
图 1为本发明电源插座保护电路的电路结构示意 ；
图 2为本发明电源插座保护电路第一较佳实施例 电路结构图；
图 3为本发明电源插座保护电路第二较佳实施例 电路结构图。 具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发 明的实施方式， 本领域技术人员可由本 说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它 优点与功效。 本发明亦可通过其它不同的具 体实例加以施行或应用， 本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应 用， 在不背离本发 明的精神下进行各种修饰与变更。
图 1为本发明电源插座保护电路的电路结构示意 。 如图 1所示， 本发明一种电源插 座保护电路， 包括： 开关控制电路 101 , 开关控制电路 101具有连接至一直流电源或交流 电源（DC/AC输入）的第一输入端 IN1与第二输入端 IN2, 其通过第一输出端 OUT1与第 二输出端 OUT2连接至一负载自动侦测电路 102; 负载自动侦测电路 102, 其输入端连接 至开关控制电路 101 , 输出端连接至电源插座的输出端， 用于检测该电源插座的输出端是 否连接有负载， 同时， 负载自动侦测电路 102还与开关控制电路 101相连接， 当该电源插 座的输出端连接有负载时， 该负载自动侦测电路 102反馈一高电平的负载信号至该开关控 制电路 101 , 对于负载自动侦测电路 102 的具体电路结构， 已于专利申请号为 200912058678.9的专利申请中详细揭露， 在此不予赘述； 以及设置于插座面板上的一起动 按钮 103 , 连接于该开关控制电路 101 , 其中， 开关控制电路 101 由该负载信号与该起动 按钮 103共同控制， 即， 输入至开关控制电路 101的直流电压或交流电压经过开关控制电 路 101进行控制处理后， 由该负载信号与该起动按钮 103共同控制， 以确定是否输出高功 率高压交流电压至负载。 具体来说， 当负载自动侦测电路 102侦测到电源插座的输出端连 接有负载时， 即反馈一高电平的负载信号至开关控制电路 101 , 此时若按下起动按钮 103 , 起动按钮 103开关导通， 此开关导通将产生一高电平或低电平开关启动 信号， 该高电平的 负载信号与开关启动信号共同作用产生一控制 信号， 控制开关控制电路 101正常工作， 高 功率高压交流电压通过负载自动侦测电路 102被输出至负载， 即该控制信号只有在负载信 号和开关启动信号同时存在时， AC输出才开始有效（控制 AC输出）， 并在起动按钮释放 后仍然有效， 只有在负载信号消失后才会失效（控制 AC输出关闭）， 而单独按启动按钮 103无负载信号时无法启动 AC输出， 或者仅有负载而没有按下启动按钮 103时也无法启 动 AC输出。
以下将通过本发明电源插座保护电路的第一较 佳实施例对本发明进一步进行描述。 图 2 为本发明电源插座保护电路第一较佳实施例的 电路结构图。 由于本发明的电源插座保护 电路可以应用于例如车用逆变器的场合，在该 场合下，其输入为 12V或 24V等直流低电压， 因此， 本发明第一较佳实施例中， 开关控制电路 101为一 DC/AC逆变器（直流 /交流逆变 器）， 其第一输入端 IN1与第二输入端 IN2连接至一直流低电压 （如 12V或 24V ) 的直流 电源， 该直流低电压通过 DC/AC逆变器的第一输出端 OUT1与第二输出端 OUT2可以输 出高压交流电压（如 220V或 110V )至负载。 当负载自动侦测电路 102侦测到本发明交流 电源插座的输出端连接有负载时， 将反馈一高电平的负载信号至该 DC/AC逆变器， 此时， 若起动按钮 103按下， 将产生一高电平或低电平的开关启动信号至该 DC/AC逆变器， 则 高电平的负载信号与开关启动信号共同作用产 生一控制信号， 允许 DC/AC逆变器正常工 作， 输出高功率高压交流电压。 该控制信号只有在负载信号和开关启动信号同 时存在时， 输出才开始有效（控制 AC输出）， 并在启动按钮 103释放后仍然有效， 只有在负载信号消 失后才会失效（控制 AC输出关闭）， 而单独按启动按钮 103无负载信号或者仅有负载信号 而没有开关启动信号时无法启动 AC输出。 可见， 本发明第一较佳实施例主要是通过负载 自动侦测电路 102与起动按钮 103组合使用， 使得 DC/AC逆变器只有在负载信号为高电 平且按下起动按钮 103的情况下才正常工作，输出高功率高压交流 电压，并在启动按钮 103 释放后仍然能有效正常工作， 只有在负载信号消失后才会控制 AC输出关闭， 而单独按启 动按钮无负载信号或仅有负载信号而没有按下 启动按钮时无法启动 AC输出， 这样保证了 仅单人双手同时接触交流电源插座的交流输出 金属片 （相当于产生了负载信号） 时， 其无 法同时按启动按钮； 而当按启动按钮时， 单人又无法同时接触 AC输出来产生负载信号， 这样 AC输出也就无法启动， 保证了电源插座在儿童接触时的安全性。
图 3为本发明电源插座保护电路第二较佳实施例 电路结构图。 以下将配合图 3对本 发明进一步进行描述。 与本发明第一较佳实施例不同的是， 本发明第二较佳实施例中， 与 开关控制电路 101的第一输入端 IN1及第二输入端 IN2相连的为交流电源 AC输入（电网）， 相应于此， 开关控制电路 101进一步包括： 起动电路 201 , 由一辅助电源 +V供电， 起动电 路 201输入端连接于负载自动侦测电路 102与起动按钮 103 , 接收负载自动侦测电路 101 反馈的负载信号以及起动按钮 103被按下时产生的高电平或低电平的开关启动 信号， 并用 于将负载信号与开关启动信号进行控制处理后 ， 输出一控制信号； 以及交流输出控制电路 202, 连接于该交流电源与负载自动侦测电路 102之间， 并与该起动电路 201连接以接收 控制信号， 并由该控制信号控制是否输出高功率高压交流 电压至负载。
具体来说， 在本发明第二较佳实施例中， 交流输出控制电路 202包括： 一开关控制三 极管 T1 , 该开关控制三极管 T1基极通过第三电阻 R3 (分压电阻） 与起动电路 201连接， 接收起动电路 201输出的控制信号， 其集电极连接一继电器， 发射极接地； 一继电器， 连 接于开关控制三极管 T1与一辅助电源 +V之间， 当开关控制三极管 T1导通时， 该继电器 线圏产生电流； 第一电阻 R1与第一开关 S 1 , 并联连接于第一输入端 IN1与负载自动侦测 电路 102之间； 以及第二电阻 R2与第二开关 S2, 并联连接于第二输入端 IN2与负载自动 侦测电路 102之间。 当负载自动侦测电路 102侦测到本发明交流电源插座的输出端接有负 载时， 则反馈一高电平的负载信号至起动电路 201 , 此时若按下起动按钮 103产生一高电 平或低电平的开关启动信号， 起动电路 201 自锁， 起动电路 201将输出一高电平的控制信 号， 高电平的控制信号使得开关控制三极管 T1 导通， 此时继电器线圏产生电流， 第一开 关 S1与该第二开关 S2吸合， 输出高功率高压交流电压， 此时仅须负载信号即可维持交流 电压输出， 起动按钮 103只起启动作用， 当负载信号消失则 AC输出被关闭。 而当电源插 座的输出端无负载时或起动按钮 103 未按下时， 控制信号为低（无效）， 开关控制三极管 Tl截止， 该继电器线圏无电流， 该第一开关 S1与该第二开关 S2断开， 无法输出高功率高 压交流电压。
在本发明第二较佳实施例中， 第一电阻 R1与第二电阻 R2均为高阻， 这样可以保证在 初始接通时， 交流电源 （ AC )可以通过第一电阻 R1与第二电阻 R2提供负载侦测电流， 但此电流远小于人体安全电流， 仅为 1mA 以下。 触电是电流通过人体产生危害， 只有电 压是没有危害的， 在 220V电压时小于 1mA的电流只有麻的感觉， 因此， 设定 R1和 R2 的值满足
I=VAC/(R1+R2+ RL)<lmA, RL+R1+R2> VAC /I>220v/lmA=220kO。
其中 VAC为交流电压， RL为负载电阻， 取 RL=0, Rl=R2=110 kO , 因此， 较佳的是， 第一电阻 R1与第二电阻 R2最好为不低于 110 ΙίΩ的高阻， 此电阻应注意符合安规要求以 避免高压打火或发热烧毁。
在本发明第二较佳实施例中， 交流输出控制电路 202的第一输出端 OUTl、 第二输出 端 OUT2与负载自动侦测电路 102之间分别连接一第一二极管 D1与第二二极管 D2,第一 二极管 D1正极接地， 负极接于该交流输出控制电路 202的第一输出端 OUT1 ; 第二二极 管 D2正极接地， 负极接于该交流输出控制电路 202的第二输出端 OUT2, 本发明第二较 佳实施例通过第一二极管 D1 与第二二极管 D2限制交流电源的两线路相对起动电路 201 的地为正电压， 这样负载自动侦测电路 102就能正常工作。
另外， 为更好的实现本发明， 本发明第二较佳实施例中， 继电器的线包 L上（即继电 器两端）连接一反向保护二极管 D3 , 该反向保护二极管 D3正极与开关控制三极管 T1的 集电极相连， 该反相保护二极管 D3的负极接电源正极 +V, 开关控制三极管 T1的基极与 地之间还连接一第四电阻 R4, 第四电阻 R4和第三电阻 R3组成分压电路， 以保证开关控 制三极管 T1在启动信号 （"0" 或 "Γ 逻辑信号）控制下工作于开关状态（导通或截 止）。
以下将通过本发明第二较佳实施例的不同工作 状态来进一步说明本发明。 本发明第二 较佳实施例中， 当电源插座接通交流电源电网 （AC输入电网）后， 有四种情况：
a、 无负载， 起动按钮 103未按下；
b、 无负载， 起动按钮 103已按下；
c、 有负载， 起动按钮 103未按下；
d、 有负载， 起动按钮 103已按下过（未释放或已释放）。
当出现 d情况时， 即负载已存在， 此时负载自动侦测电路 102输出一个高电平的负载 信号给起动电路 201 , 若此时， 起动按钮 103按下产生高电平或低电平的开关启动信号， 高电平的负载信号与开关启动信号经起动电路 201处理后， 则输出一个高电平的控制信号 (与起动按钮 103的开关启动信号不再有关， 但受负载信号控制） 至开关控制三极管 T1 , 开关控制三极管 T1导通， 继电器线圏有电流， 使得第一开关 S1与第二开关 S2吸合， 交 流电源电网来的交流输入通过无损的第一开关 S1和第二开关 S2被送至负载，由于在 a、b、 c三种情况下， 负载信号和开关启动信号 （起动按钮闭合产生） 至少有一个不满足， 起动 电路 201 不能正确送出控制信号， 则交流电压不能经由低损 /无损的第一、 第二开关 Sl、 S2送至输出端， 从而避免触电。
可见， 本发明一种电源插座保护电路通过负载自动侦 测电路反馈负载信号至开关控制 电路， 并将起动按钮与开关控制电路连接， 使得开关控制电路由负载信号与起动按钮共同 控制是否工作以输出高功率高压交流电压， 并在起动按钮释放后仍然能有效正常工作， 只 有在负载信号消失后才会控制 AC输出关闭， 而单独按启动按钮无负载信号或仅有负载信 号而没有按下启动按钮时无法启动 AC输出， 这样保证了仅单人双手同时接触交流电源插 座的交流输出金属片时， 其无法同时按启动按钮； 而当按启动按钮时， 单人又无法同时接 触 AC输出来产生负载信号， 这样 AC输出也就无法启动， 保证了电源插座在儿童接触时 的安全性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功 效， 而非用于限制本发明。 任何本领域 技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下 ， 对上述实施例进行修饰与改变。 因此， 本 发明的权利保护范围， 应如权利要求书所列。
Next Patent: PROCESS METHOD AND APPARATUS FOR PREVENTING ALARM JITTER