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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410625266.5 (22)申请日 2014.11.07 G05B 19/042(2006.01) (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200122 上海市浦东新区源深路 1122 号 申请人 华东电力试验研究院有限公司 (72)发明人 王新刚 朱彬若 张垠 吴颖 朱铮 江剑锋 李蕊 黄亮 (74)专利代理机构 上海三和万国知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 31230 代理人 侯佳猷 (54) 发明名称 微电流回路询问后供电的安全插座 (57) 摘要 微电流回路询问后供电的安全插座，属于电 力领域，它包括一插座主体，。
2、插座主体中设有一变 压器，还包括一微电流回路询问系统，微电流回路 询问系统包括一晶闸管，继电器接入变压器一次 侧的供电线路的正极 ；微电流回路询问系统还包 括电信号频率接收机构，电信号频率接收机构接 入供电线路的正极，微电流回路询问系统还包括 一信号处理系统，信号处理系统的信号输入端连 接电信号频率接收机构，信号处理系统的一控制 信号输出端连接继电器。本发明在电信号频率接 收机构接收到的信号不符合频率要求或者接收不 到信号时，信号处理系统控制继电器处于断开状 态，从而切断正极，使变压器一次侧的供电线路处 于断开状态。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专。
3、利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104460431 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104460431 A 1/2 页 2 1.微电流回路询问后供电的安全插座，包括一插座主体，所述插座主体中设有一变压 器，其特征在于 ：还包括一微电流回路询问系统，所述微电流回路询问系统包括一晶闸管， 所述继电器接入所述变压器一次侧的供电线路的正极 ； 所述微电流回路询问系统还包括电信号频率接收机构，所述电信号频率接收机构接入 所述供电线路的正极，所述微电流回路询问系统还包括一信号处理系统，所述信号处理系 统的信号输入端连接所述电信号频率接收机构，所述。
4、信号处理系统的一控制信号输出端连 接所述所述继电器。 2.根据权利要求 1 所述的微电流回路询问后供电的安全插座，其特征在于 ：所述微电 流回路询问系统还包括一电信号频率发生机构，所述电信号频率发生机构是一与所述电信 号频率接收机构配套的电信号频率发生机构，所述电信号频率发生机构接入所述供电线路 的负极。 3.根据权利要求 1 所述的微电流回路询问后供电的安全插座，其特征在于 ：微电流回 路询问后供电的安全插座还包括一开关，所述开关接入所述变压器一次侧的供电线路的负 极，位于所述电信号频率接收机构的后方。 4.根据权利要求 3 所述的微电流回路询问后供电的安全插座，其特征在于 ：所述微电 流回。
5、路询问系统还包括一电信号频率发生机构，所述电信号频率发生机构是一与所述电信 号频率接收机构配套的电信号频率发生机构 ； 所述开关驱动连接一自发电装置，所述自发电装置电连接所述电信号频率发生机构， 所述自发电装置包括一永磁体、一用于感应所述永磁体磁场的电感线圈，所述自发电装置 还包括一发条机构，所述发条机构包括一发条、一位于所述发条中部的转轴，所述转轴上至 少一端部的外侧设有齿轮齿 ； 所述开关包括一按键和一连杆机构，所述连杆机构的一侧设有与所述齿轮齿配套的齿 条，所述永磁体部分嵌入或全部嵌入所述连杆机构与所述齿条相对的一侧， 所述按键通过带动连杆机构运动，从而带动永磁体运动，进而改变电感线圈的。
6、磁通量， 对外发电，驱使电信号频率发生机构发射点信号。 5.根据权利要求 1 所述的微电流回路询问后供电的安全插座，其特征在于 ：微电流回 路询问后供电的安全插座，还包括一负载电流调节系统，所述负载电流调节系统包括一控 制模块，所述控制模块设有一控制信号输出端，所述控制模块通过控制信号输出端连接一 电压调整单元，所述电压调整单元的信号输出端连接一电流控制用信号处理模块 ； 所述变压器的二次侧设有一恒流输出电路，所述电流控制用信号处理模块接收所述电 压调整单元的调节信号，并对调节信号进行分析处理后，输出给恒流输出电路，实现所述恒 流输出电路输出电流的调节。 6.根据权利要求 5 所述的微电流回路。
7、询问后供电的安全插座，其特征在于 ：所述电流 控制用信号处理模块连接所述信号处理系统，所述电信号频率发生机构连接所述信号处理 系统，所述信号处理系统通过所述电信号频率发生机构通信连接一上位机。 7.根据权利要求 5 所述的微电流回路询问后供电的安全插座，其特征在于 ：所述电压 调整单元接收所述控制模块输出的控制信号，调节调节信号的最高值端与调节信号端之间 以及调节信号端和调节信号的最低值端之间的等效电阻值，实现输出到所述电流控制用信 号处理模块的调节信号的控制。 权 利 要 求 书CN 104460431 A 2/2 页 3 8.根据权利要求 7 所述的微电流回路询问后供电的安全插座，其特征在。
8、于 ：所述电压 调整单元的调节信号的最高值端和调节信号端之间以及调节信号端和调节信号的最低值 端之间是等效为电阻的电路或者芯片，并根据所述控制模块的输出信号调节等效的电阻 值。 9.根据权利要求 8 所述的微电流回路询问后供电的安全插座，其特征在于 ：还包括一 参考电压模块，所述参考电压模块的输出电压最大值端、输出电压最小值端分别连接所述 电压调整单元的调节信号的最高值端、调节信号的最低值端，以便控制所述电压调整模块 的输出信号在设定的范围内。 10.根据权利要求 9 所述的微电流回路询问后供电的安全插座，其特征在于 ：所述电压 调整单元的调节信号的最高值端与所述参考电压模块的输出电压最大值端。
9、之间还连接一 分压电阻，所述电压调整单元的调节信号的最低值端与所述参考电压模块的输出电压最小 值端之间连接另一分压电阻，两个所述分压电阻与所述电压调整单元的调节信号的最高值 端、调节信号的最低值端、调节信号端构成一分压电路。 权 利 要 求 书CN 104460431 A 1/5 页 4 微电流回路询问后供电的安全插座 技术领域 0001 本发明涉及电力领域的电力控制系统，具体涉及一种微电流回路询问后供电的安 全插座。 背景技术 0002 插座在进行供电时，无法分辨是为负载供电，还是漏电，或者是有人触电，更无法 主动阻止漏电和触电发生。如果插座能够主动识别，并阻止漏电和触电，将可以避免数以亿 。
10、计的经济损失。 发明内容 0003 本发明的目的在于，提供一种微电流回路询问后供电的安全插座，以解决上述问 题。 0004 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现 ： 0005 微电流回路询问后供电的安全插座，包括一插座主体，所述插座主体中设有一变 压器，其特征在于 ：还包括一微电流回路询问系统，所述微电流回路询问系统包括一晶闸 管，所述继电器接入所述变压器一次侧的供电线路的正极 ； 0006 所述微电流回路询问系统还包括电信号频率接收机构，所述电信号频率接收机构 接入所述供电线路的正极，所述微电流回路询问系统还包括一信号处理系统，所述信号处 理系统的信号输入端连接所述电信号频率接收。
11、机构，所述信号处理系统的一控制信号输出 端连接所述所述继电器。 0007 本发明在电信号频率接收机构接收到的符合频率要求的信号时，所述信号处理系 统控制所述继电器处于导通状态，从而使所述变压器一次侧的供电线路处于导通状态。在 电信号频率接收机构接收到的信号不符合频率要求或者接收不到信号时，所述信号处理系 统控制所述继电器处于断开状态，从而切断正极，使所述变压器一次侧的供电线路处于断 开状态。 0008 所述微电流回路询问系统还包括一电信号频率发生机构，所述电信号频率发生机 构是一与所述电信号频率接收机构配套的电信号频率发生机构。所述电信号频率发生机构 可以接入所述供电线路的负极。 0009 所。
12、述信号处理系统认为和所述电信号频率发生机构发出的信号频率一致信号为 符合频率要求的信号。为负载充电时，所述正极和所述负极接通，所述电信号频率接收机构 接收到所述电信号频率发生机构发出的信号，所述信号处理系统控制所述继电器处于导通 状态，从而使所述变压器一次侧的供电线路处于导通状态。 0010 发生漏电或者触电时，所述电信号频率接收机构接收不到所述电信号频率发生机 构发出的信号，所述电信号频率发生机构控制所述继电器处于不导通状态，从而使所述变 压器一次侧的供电线路处于断开状态。 0011 所述电信号频率发生机构的发生频率小于 10 赫兹。以降低成本。 说 明 书CN 104460431 A 2/。
13、5 页 5 0012 微电流回路询问后供电的安全插座还包括一开关，所述开关接入所述变压器一次 侧的供电线路的负极，位于所述电信号频率接收机构的后方。继电器和晶闸管可以实现正 极的完全切断，开关可以实现负极的切断，从而彻底切断电路。进一步提高防漏电、偷电的 效果。 0013 还可以所述开关驱动连接一自发电装置，所述自发电装置电连接所述电信号频率 发生机构，所述自发电装置包括一永磁体、一用于感应所述永磁体磁场的电感线圈，所述自 发电装置还包括一发条机构，所述发条机构包括一发条、一位于所述发条中部的转轴，所述 转轴上至少一端部的外侧设有齿轮齿 ； 0014 所述开关包括一按键和一连杆机构，所述连杆机。
14、构的一侧设有与所述齿轮齿配套 的齿条，所述永磁体部分嵌入或全部嵌入所述连杆机构与所述齿条相对的一侧， 0015 所述按键通过带动连杆机构运动，从而带动永磁体运动，进而改变电感线圈的磁 通量，对外发电，驱使电信号频率发生机构发射点信号。此外本发明的按键按下时，连杆机 构向下运动，通过其上的齿条驱动齿轮齿转动，从而使转轴转动，进而使发条张紧，从而在 按键的压力移除后，按键开关在发条的作用下回弹。 0016 所述开关位于一外壳内，所述电感线圈嵌入所述外壳的侧壁，所述外壳的顶部设 有一开口，所述按键位于所述开口处，所述连杆机构伸入所述电感线圈内。本发明直接将电 感线圈嵌入侧壁，可避免发条转动划断电感线。
15、圈。这样可以在按动开关，切断负极的同时切 断正极。 0017 微电流回路询问后供电的安全插座，还包括一负载电流调节系统，所述负载电流 调节系统包括一控制模块，所述控制模块设有一控制信号输出端，所述控制模块通过控制 信号输出端连接一电压调整单元，所述电压调整单元的信号输出端连接一电流控制用信号 处理模块 ； 0018 所述变压器的二次侧设有一恒流输出电路，所述电流控制用信号处理模块接收所 述电压调整单元的调节信号，并对调节信号进行分析处理后，输出给恒流输出电路，实现所 述恒流输出电路输出电流的调节。本发明可调整输出电流，以适应多个品牌、多个型号的负 载的充电需求。 0019 所述电流控制用信号处。
16、理模块连接所述信号处理系统，所述电信号频率发生机构 连接所述信号处理系统，所述信号处理系统通过所述电信号频率发生机构通信连接一上位 机。充电过程中，所述信号处理系统将电流参数、充电时间、负载型号、上传所述上位机。 0020 所述控制模块还设有一控制信号输入端，所述控制信号输入端连接所述信号处理 系统 ； 0021 所述上位机内设有一含有恒流输出电路的输出值与电压调整单元的控制信号相 匹配的电流调节用静态数据库，所述上位机判断需要调节的恒流输出电路的输出值，查找 相匹配的控制信号，通过所述信号处理系统将所述控制信号传递给所述控制模块，再由所 述控制模块输出给所述电压调整单元，实现对恒流输出电路输。
17、出电流的调节。 0022 所述上位机内还设有一动态数据库，所述上位机对外界的输入信号进行记录，并 存入动态数据库，动态数据库在使用过程中得以扩展，构成一具有自主学习模式的动态数 据库 ；所述上位机判断需要调节的恒流输出电路的输出值，依据动态数据库内不断学习得 到的恒流输出电路的输出值与电压调整单元的控制信号相匹配的值输出控制信号，通过所 说 明 书CN 104460431 A 3/5 页 6 述信号处理系统将所述控制信号传递给所述控制模块，再由所述控制模块输出给所述电压 调整单元，实现对恒流输出电路输出电流的调节。 0023 所述电流控制用信号处理模块对调节信号的处理方式可以采用短路输出、滤波。
18、、 信号限幅、信号转换等信号处理方式。以实现消除干扰、信号整形。这里的调节信号可以是 电压、电流、PWM、频率等电信号形式。 0024 所述电压调整单元接收所述控制模块输出的控制信号，调节 AH( 调节信号的最高 值 ) 端与 AW( 调节信号 ) 端之间以及 AW( 调节信号 ) 端和 AL( 调节信号的最低值 ) 端之间 的等效电阻值，实现输出到所述电流控制用信号处理模块的调节信号的控制。这里的调节 信号可以是电压、电流、PWM、频率等电信号形式。 0025 所述电压调整单元的 AH 端和 AW 端之间以及 AW 端和 AL 端之间是等效为电阻的电 路或者芯片，并根据所述控制模块的输出信号。
19、调节等效的电阻值。 0026 还包括一参考电压模块，所述参考电压模块的ORV+(输出电压最大值)端、 ORV-( 输出电压最小值 ) 端分别连接所述电压调整单元的 AH 端、AL 端，以便控制所述电压 调整 模块的输出信号在设定的范围内。根据所述电流控制用信号处理模块输出的调节信 号的要求产生参考电压。 0027 所述电压调整单元的 AH 端与所述参考电压模块的 ORV+ 端之间还连接一分压电 阻，所述电压调整单元的AL端与所述参考电压模块的ORV-端之间连接另一分压电阻，两个 所述分压电阻与所述电压调整单元的 AH 端、AL 端、AW 端构成一分压电路。所述参考电压模 块输出的电压经所述分压。
20、电路分压，输出调节信号给所述电流控制用信号处理模块，以确 定所述电流控制用信号处理模块的输出信号在所设定的范围内。这里，输出的调节信号是 电压、PWM 等信号形式。 0028 所述电压调整单元输出的调节信号还可以被所述控制模块输出的控制信号所控 制。 0029 所述控制模块连接至少两个所述电压调整单元，至少两个所述电压调整单元分别 连接一电流控制用信号处理模块，通过所述电流控制用信号处理模块分别连接所述恒流输 出电路 ；还包括至少两个参考电压模块，至少两个参考电压模块与所述电压调整单元之间 分别设有分压电阻。实现一个控制模块控制两个恒流输出电路。 0030 所述控制模块采用 MCU( 微控制器。
21、 ) 等智能单元，也可以是数字逻辑电路、开关电 路、模拟调节电路等可以调整工作状态的接口电路。 0031 所述电流控制用信号处理模块和所述恒流输出电路可以分别接收所述控制模块 输出的电信号，并根据所述控制模块输出的电信号调整其工作状态。 附图说明 0032 图 1 为本发明的电路框图。 具体实施方式 0033 下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种微电流回路询问后供电的 安全插座作进一步具体说明。 0034 微电流回路询问后供电的安全插座，包括一插座主体，插座主体中设有一变压 说 明 书CN 104460431 A 4/5 页 7 器 (14)，还包括一微电流回路询问系统，微电流回路。
22、询问系统晶闸管 (11)，晶闸管 (11) 接入变压器 (14) 一次侧的供电线路的正极 ；微电流回路询问系统还包括一电信号频 率发生机构 (9) 和一与电信号频率发生机构 (9) 配套的电信号频率接收机构 (12)，电信号 频率发生机构 (9) 接入供电线路的负极，电信号频率接收机构 (12) 接入供电线路的正极， 微电流回路询问系统还包括一信号处理系统 (13)，信号处理系统 (13) 的信号输入端连接 电信号频率接收机构 (12)，信号处理系统 (13) 的一控制信号输出端连接 晶闸管 (11)。本 发明在电信号频率接收机构 (12) 接收到的符合频率要求的信号时，信号处理系统 (13)。
23、 控 制晶闸管 (11) 处于导通状态，从而使变压器 (14) 一次侧的供电线路处于导通状态。在电 信号频率接收机构 (12) 接收到的信号不符合频率要求或者接收不到信号时，信号处理系 统 (13) 控制晶闸管 (11) 处于断开状态，从而切断正极，使变压器 (14) 一次侧的供电线路 处于断开状态。 0035 信号处理系统 (13) 认为和电信号频率发生机构 (9) 发出的信号频率一致信号为 符合频率要求的信号。为负载(8)充电时，正极和负极接通，电信号频率接收机构(12)接收 到电信号频率发生机构 (9) 发出的信号，信号处理系统 (13) 控制晶闸管 (11) 处于导通状 态，从而使变压。
24、器 (14) 一次侧的供电线路处于导通状态。发生漏电或者触电时，电信号频 率接收机构 (12) 接收不到电信号频率发生机构 (9) 发出的信号，电信号频率发生机构 (9) 控制晶闸管 (11) 处于不导通状态，从而使变压器 (14) 一次侧的供电线路处于断开状态。 0036 电信号频率发生机构 (9) 的发生频率小于 (10) 赫兹。以降低成本。 0037 微电流回路询问后供电的安全插座还包括一开关 (10)，开关 (10) 接入变压器 (14)一次侧的供电线路的负极，位于电信号频率接收机构(12)的后方。继电器和晶闸管可 以实现正极的完全切断，开关 (10) 可以实现负极的切断，从而彻底切断。
25、电路。进一步提高 防漏电、偷电的效果。 0038 微电流回路询问后供电的安全插座，还包括一负载电流调节系统，负载电流调节 系统包括一控制模块 (6)，控制模块 (6) 设有一控制信号输出端，控制模块 (6) 通过控制信 号输出端连接一电压调整单元 (2)，电压调整单元 (2) 的信号输出端连接一电流控制用信 号处理模块(5) ；变压器(14)的二次侧设有一恒流输出电路(7)，电流控制用信号处理模块 (5) 接收电压调整单元 (2) 的调节信号，并对调节信号进行分析处理后，输出给恒流输出电 路(7)，实现恒流输出电路(7)输出电流的调节。本发明可调整输出电流，以适应多个品牌、 多个型号的负载 (。
26、8) 的充电需求。电流控制用信号处理模块 (5) 连接信号处理系统 (13)， 信号处理系统 (13) 通过电信号频率发生机构 (9) 通信连接一上位机。充电过程中，信号处 理系统 (13) 将电流参数、充电时间、负载型号、上传上位机。 0039 控制模块(6)还设有一控制信号输入端，控制信号输入端连接信号处理系统 (13) ；上位机内设有一含有恒流输出电路 (7) 的输出值与电压调整单元 (2) 的控制信号相 匹配的电流调节用静态数据库，上位机判断需要调节的恒流输出电路 (7) 的输出值，查找 相匹配的控制信号，通过信号处理系统 (13) 将控制信号传递给控制模块 (6)，再由控 制模 块 。
27、(6) 输出给电压调整单元 (2)，实现对恒流输出电路 (7) 输出电流的调节。 0040 上位机内还设有一动态数据库，上位机对外界的输入信号进行记录，并存入动态 数据库，动态数据库在使用过程中得以扩展，构成一具有自主学习模式的动态数据库 ；上位 机判断需要调节的恒流输出电路 (7) 的输出值，依据动态数据库内不断学习得到的恒流输 说 明 书CN 104460431 A 5/5 页 8 出电路 (7) 的输出值与电压调整单元 (2) 的控制信号相匹配的值输出控制信号，通过信号 处理系统 (13) 将控制信号传递给控制模块 (6)，再由控制模块 (6) 输出给电压调整单元 (2)，实现对恒流输出。
28、电路 (7) 输出电流的调节。 0041 电流控制用信号处理模块 (5) 对调节信号的处理方式可以采用短路输出、滤波、 信号限幅、信号转换等信号处理方式。以实现消除干扰、信号整形。这里的调节信号可以是 电压、电流、PWM、频率等电信号形式。电压调整单元(2)接收控制模块(6)输出的控制信号， 调节 AH( 调节信号的最高值 ) 端与 AW( 调节信号 ) 端之间以及 AW( 调节信号 ) 端和 AL( 调 节信号的最低值 ) 端之间的等效电阻值，实现输出到电流控制用信号处理模块 5 的调节信 号的控制。这里的调节信号可以是电压、电流、PWM、频率等电信号形式。电压调整单元 (2) 的 AH 端。
29、和 AW 端之间以及 AW 端和 AL 端之间是等效为电阻的电路或者芯片，并根据控制模 块 (6) 的输出信号调节等效的电阻值。还包括一参考电压模块 (1)，参考电压模块 (1) 的 ORV+( 输出电压最大值 ) 端、ORV-( 输出电压最小值 ) 端分别连接电压调整单元 (2) 的 AH 端、AL 端，以便控制电压调整模块的输出信号在设定的范围内。根据电流控制用信号处理 模块 (5) 输出的调节信号的要求产生参考电压。电压调整单元 (2) 的 AH 端与参考电压模 块 (1) 的 ORV+ 端之间还连接一分压电阻 (3)，电压调整单元 (2) 的 AL 端与参考电压模块 1 的 ORV 端。
30、之间连接另一分压电阻 (4)，两个分压电阻与电压调整单元 (2) 的 AH 端、AL 端、 AW 端构成一分压电路。参考电压模块 (1) 输出的电压经分压电路分压，输出调节信号给电 流控制用信号处理模块 (5)，以确定电流控制用信号处理模块 (5) 的输出信号在所设定的 范围内。这里，输出的调节信号是电压、PWM 等信号形式。电压调整单元 (2) 输出的调节信 号还可以被控制模块 (6) 输出的控制信号所控制。 0042 控制模块(6)连接至少两个电压调整单元(2)，至少两个电压调整单元(2)分别连 接一电流控制用信号处理模块 (5)，通过电流控制用信号处理模块 (5) 分别连接恒流输出 电路。
31、 (7) ；还包括至少两个参考电压模块 (1)，至少两个参考电压模块 (1) 与电压调整单元 (2) 之间分别设有分压电阻。实现一个控制模块 (6) 控制两个恒流输出电路 (7)。控制模 块 (6) 采用 MCU( 微控制器 ) 等智能单元，也可以是数字逻辑电路、开关电路、模拟调节电路 等可以调整工作状态的接口电路。电流控制用信号处理模块 (5) 和 恒流输出电路 (7) 可 以分别接收控制模块 (6) 输出的电信号，并根据控制模块 (6) 输出的电信号调整其工作状 态。 0043 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技 术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明 本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些 变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。 说 明 书CN 104460431 A 1/1 页 9 图1 说 明 书 附 图CN 104460431 A 。