小议智能供电安全插座结构设计

小议智能供电安全插座结构设计

王刚

广东美的电热电器制造有限公司528311

摘要：随着人们对生活质量的要求不断提高，电器产品的广泛应用，插座在人们的生产生活中扮演者一个不可或缺的角色。传统的插座往往会存在着触电、火灾等安全隐患。因此，本文阐述了智能供电安全插座的特点以及插座的硬件设计，并深入分析了智能安全插座结构设计。

关键词：智能；供电安全插座；结构设计

引言：智能安全插座，是一种全新理念的安全插座。该系列产品在通电状态下，所有插孔均处于无电状态，只有当用电器插头插入插座后才开始供电，插座不仅能智能识别插入物是否是电器插头，同时还能智能识别用电器是否处于工作状态，如果用电器没有工作或者关闭，插座会自动断电，彻底消除待机能耗问题，节能减排、绿色环保。

1、智能供电安全插座的特点

1.1高智能化特点

自动识别插座是否有负载接入，自动识别负载是否工作状态。就是插头插入电源插座自动供电，拔出插头自动断电；负载工作持续供电，负载不工作自动断电。彻底解决了安全问题和彻底消除了待机能耗问题，真正实现了安全和节能的效果。

1.2高安全性特点

由于插座处在常无电状态，插座插头插拔过程中不产生电弧，大大减少了火灾发生的隐患，由于是常无电形式即使人们无意中触碰到插座电极，也不会发生触电危险，确保人身安全。

1.3节能环保的特点

由于是智能化插座，可以消除电器的待机能耗，为国家节约大量的电能，为家庭和企业减少了开支，极大的减少碳的排放量，减少大气污染，真正实现绿色环保。

1.4高人性化的特点

由于智能化技术和常无电形式的应用，使安全性得到根本保障，真正实现了产品以人为本的人性化，使我们的生活和工作更舒适、更便捷，更好的提高了生活质量.

2.硬件设计

2.1外观和选材

插座的外观设计主要考虑使用方面和美观两个方面。大体上来讲，外汇表面光洁平滑、色彩均匀有质感，要有整体美感。另一方面要符合使用方便性，从位置空间的布置上和防尘防水的效果上考虑。就选材而言，按照常用的选材标准就可以，面板材料在阻燃性、绝缘性、抗冲击性和防潮性等方面都需要有优越性。面板除了采用高级塑料之外，也可以考虑镀金、不锈钢、铜等金属材质，为人们提供更多的选择。

2.2内部构造

插座常采用高纯度铜座位触点，内部连接线用银铜复合材料，这样可防止开关启闭时电弧引起氧化，实现安全良好的传导。优质面板的导电桥采用银镍铜复合材料，银材料的导电性优良，而银镍合金抑制电弧的能力非常强，这样就保证了频繁使用插座的安全可靠性。采用黄铜螺钉压线的插座，接触面大，压线能力强，接线稳定可靠，而如果是单孔接线铜柱，接线容量大，不受导线粗细的限制。

2.3供电控制原理

智能插座的核心部分是供电控制部分，通过自动控制实现插座接入负载（用电器）时插座开始供电，用电器插头拔出插座时插座停止供电，实现“插入有电，拔出断电”的自动控制功能。智能插座的制模块继电器、变压器和单片机等主要部分组成。控制过程为：当用电器插头正确插入插座时，插座内置传感器将会检测到相应的信号，单片机接收到信号后控制继电器工作，此时220V交流电处于接通状态，完成对用电器的供电，当用电器拔出状态下，信号在此传入控制器，此时控制器控制继电器断开，完成插座的断电，其中变压器部分是将220V交流电变为5V直流电为单片机控制模块提供电源。其中传感器的信号采集拟使用光电传感器，当用电器插头插入插座时将会影响光的传播，从而获得信号。利用光电传感器结构简单，安全可靠。整个控制过程，从信号的采集、识别、传导到对电路通断的控制完全通过单片机自动控制，可以实现安全节能的供电效果。

3、智能安全插座结构设计

3.1电能采集模块（见图二）

用户通过人机界面或无线通讯模块设置断开的电源条件，可以设置定时断开电器的电源，在设定的时间段内断开电源；设置家用电器耗电阈值，在电器用电低于阈值时，断开电源。控制器通过电能采集模块对电器的电能及功率进行采集，判断电器用电情况，对继电器进行操作以控制电源的开关。此产品可以记录电器的总用电量，显示当前用前功耗等功能，方便用户了解各电器的耗电情况。电能及功率采集模块是节能智能插座的核心部分，若采集到的数据不正确可能会导致误操作，影响平时的正常使用。

图三采集主板结构设计

结束语

总之，智能供电安全插座结构设计能够大大减少了火灾发生的隐患，在解决安全问题的同时彻底消除了待机能耗问题，同时兼具环保的特性，真正实现了安全、节能环保的多重效果。

参考文献

[1]刘川.张庆.何文轩.基于51单片机的多功能智能插座的设计研究[J].电子世界，2016

[2]路颖.智能供电安全插座设计[J].中国新通信，2015

[3]朱晓亮.赵玲娜.基于MSP430的智能插座设计[J].电子与封装，2015