[0028] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0029] 如图1所示,一种多功能插座,包括供电电路,还包括分别与供电电路连接的延时断电电路、延时通电电路、声音提示报警电路、漏电报警电路、超压报警电路,所述延时断电电路、延时通电电路、声音提示报警电路、漏电报警电路、超压报警电路均通过供电电路供电。
[0030] 供电电路包括电阻R1~R4,电容C1~C3,电解电容C4~C5,发光二极管LED1,稳压二极管DW1,双向可控硅SCR,整流堆UR,三端稳压集成电路IC1,拨动开关S1,三相插座XT1;
[0031] 延时断电电路包括电阻R5~R10,电位器RP1,电解电容C6,电容C7,二极管D1,发光二极管LED2,三极管BG1-BG4,常开按钮SB1、SB2,四路差动比较器IC2的比较放大器A1,8脚时基集成电路IC3,光电耦合器IC5,与非门芯片IC6,红外接收器IRX,外接开信号XT2,外接关信号XT3;
[0032] 延时通电电路包括电阻R11~R17,电位器RP2,电解电容C8~C9,电容C10,二极管D2,发光二极管LED3,三极管BG5、BG6,常开按钮SB3、SB4,四路差动比较器IC2的比较放大器A2,8脚时基集成电路IC4;
[0033] 声音提示报警电路包括电阻R18~R21,电容C11,二极管D3,三极管BG7,四路差动比较器IC2的比较放大器A3和扬声器SW;
[0034] 漏电报警电路包括电阻R22~R23,电容C12,二极管D4~D7,发光二极管LED4,晶闸管VS1,常闭按钮SB5和零电流互感器T;
[0035] 超压报警电路包括电阻R24~R27,电位器RP3,稳压二极管DW2,发光二极管LED5,三极管BG8,晶闸管VS2,常闭按钮SB6和四路差动比较器IC2的比较放大器A4;
[0036] 三端稳压集成电路IC1的型号为7805,四路差动比较器IC2的型号为LM339,8脚时基集成电路IC3、8脚时基集成电路IC4的型号为NE555,光电耦合器IC5的型号为TLP521-2,与非门芯片IC6的型号为CD4011,三极管BG1、三极管BG2、三极管BG3、三极管BG5、三极管BG6、三极管BG7、三极管BG8为NPN管型,型号为9014,三极管BG4为PNP管型,型号为9012,二极管D1~D7的型号为IN4148,晶闸管VS1、VS2的型号为CR03AM-16,双向可控硅SCR的型号为MCR100-8,稳压二极管DW1的稳压值为12V,稳压二极管DW2的稳压值为9V,红外接收器IRX的型号为TL1838A2,零电流互感器T的L3为350匝,L1和L2直接将火线和零线并行穿过磁环。
[0037] 220V电源的火线L分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C1的一端、零电流互感器T的初级绕组L1的一端,零电流互感器T的初级绕组L1的另一端连接三相插座XT1的L相,220V电源的地线E连接三相插座XT1的E相,电阻R1的另一端连接发光二极管LED1的正极,220V电源的零线N分别连接发光二极管LED1的负极、整流堆UR的2脚、拨动开关S1,电阻R2的另一端、电容C1的另一端连接后与整流堆UR的1脚连接,拨动开关S1的2端分别连接电容C2的一端、双向可控硅SCR的T1端、光电耦合器IC5的8脚,电容C2的另一端连接电阻R3的一端,双向可控硅SCR的T2端与电阻R3的另一端、波动开关S1的1端、电容C3的一端、电阻R4的一端、零电流互感器T的初级绕组L2的一端连接,零电流互感器T的初级绕组L2的另一端连接三相插座XT1的N相;双向可控硅SCR的栅极G分别连接电容C3的另一端、电阻R4的另一端、光电耦合器IC5的7脚;
[0038] 整流堆UR的3脚分别连接电解电容C4的正极、三端稳压集成电路IC1的1脚、稳压二极管DW1的负极,三端稳压集成电路IC1的3脚分别连接电解电容C5的正极、红外接收器IRX的3脚、外接开信号XT2的接口1、三极管BG4的发射极、三极管BG5的集电极、常开按钮SB3的一端、电阻R13的一端、三极管BG1的集电极、常开按钮SB1的一端、电阻R5的一端、四路差动比较器IC2的3脚、发光二极管LED4的正极、发光二极管LED5的正极、电阻R25的一端、电阻R26的一端、电阻R27的一端、电阻R10的一端、电阻R17的一端、扬声器SW的一端、电位器RP1的第一端、电位器RP1的滑动端、8脚时基集成电路IC3的8脚、8脚时基集成电路IC3的4脚、与非门芯片IC6的14脚、8脚时基集成电路IC4的8脚、8脚时基集成电路IC4的4脚、电位器RP2的第一端、电位器RP2的滑动端,三极管BG4的基极连接红外接收器IRX的1脚,三极管BG4的集电极分别连接外接开信号XT2的接口2、三极管BG1的基极、与非门芯片IC6的4脚,三极管BG5的基极分别连接电解电容C8的负极、电阻R11的一端,电解电容C8的正极分别连接电阻R8的一端、电阻R9的一端、四路差动比较器IC2的1脚,电阻R18的一端分别连接电阻R19的一端、四路差动比较器IC2的9脚,三极管BG5的集电极分别连接常开按钮SB3的另一端、常开按钮SB4的一端、电阻R12的一端、四路差动比较器IC2的5脚、二极管D2的负极,二极管D2的正极连接电阻R15的一端,电阻R15的另一端分别连接四路差动比较器IC2的2脚、电阻R16的一端,电阻R13的另一端分别连接电阻R14的一端、四路差动比较器IC2的4脚,三极管BG1的发射极分别连接电容C11的一端、三极管BG8的集电极、电阻R27的另一端、常开按钮SB2的一端、三极管BG2的集电极、常开按钮SB1的另一端、电阻R7的一端、四路差动比较器IC2的7脚、二极管D1的负极,二极管D1的正极连接电阻R8的另一端,四路差动比较器IC2的6脚分别连接电阻R5的另一端、电阻R6的一端,
[0039] 电容C11的另一端分别连接四路差动比较器IC2的8脚、电阻R20的一端、二极管D3的正极,三极管BG2的基极分别连接外接关信号XT3的1脚、与非门芯片IC6的3脚,外接关信号XT3的2脚接地,四路差动比较器IC2的9脚分别连接电阻R18的一端、电阻R19的一端,电阻R6的另一端、电阻R7的另一端、三极管BG2的发射极、常开按钮SB2的另一端、电解电容C5的负极、三端稳压集成电路IC1的2脚、稳压二极管DW1的正极、电解电容C4的负极、整流堆UR的4脚、电阻R14的另一端、电阻R12的另一端、常开按钮SB4的另一端、三极管BG5的发射极、电阻R11的另一端、电阻R18的另一端均接地;
[0040] 四路差动比较器IC2的10脚分别连接电阻R26的另一端、稳压二极管DW2的负极,四路差动比较器IC2的11脚分别连接电阻R25的另一端、电位器RP3的第一端、电位器RP3的滑动端,四路差动比较器IC2的13脚分别连接三极管BG8的基极、晶闸管VS2的门极、晶闸管VS1的门极、电阻R22的一端、二极管D6的正极、二极管D4的负极、零电流互感器T的次级绕组L3的1脚,四路差动比较器IC2的14脚分别连接电阻R19的另一端、电阻R20的另一端、二极管D3的负极、电阻R21的一端;电阻R9的另一端连接三极管BG3的基极,三极管BG3的集电极分别连接发光二极管LED2的负极、8脚时基集成电路IC3的2脚,发光二极管LED2的负极连接电阻R10的另一端;电阻R16的另一端连接三极管BG6的基极,三极管BG6的集电极分别连接发光二极管LED3的负极、8脚时基集成电路IC4的2脚,发光二极管LED3的正极连接电阻R17的另一端;电阻R21的另一端连接三极管BG7的基极,三极管BG7的集电极连接扬声器SW的另一端;
[0041] 8脚时基集成电路IC3的6脚分别连接电位器RP1的第二端、8脚时基集成电路IC3的7脚、电解电容C6的正极,8脚时基集成电路IC3的5脚连接电容C7的一端,8脚时基集成电路IC3的3脚分别连接光电耦合器IC5的1脚、与非门芯片IC6的1脚、与非门芯片IC6的2脚;
[0042] 8脚时基集成电路IC4的6脚分别连接电位器RP2的第二端、8脚时基集成电路IC4的7脚、电解电容C9的正极,8脚时基集成电路IC4的5脚连接电容C10的一端,8脚时基集成电路IC4的3脚分别连接与非门芯片IC6的5脚、与非门芯片IC6的6脚;四路差动比较器IC2的12脚、三极管BG3的发射极、三极管BG6的发射极、三极管BG7的发射极、电解电容C6的负极、8脚时基集成电路IC3的1脚、电容C7的另一端、电解电容C9的负极、8脚时基集成电路IC4的1脚、电容C10的另一端、与非门芯片IC6的7脚均接地;
[0043] 二极管D4的正极连接二极管D5的负极,二极管D6的负极连接二极管D7的正极,电阻R22的另一端连接电容C12的一端,发光二极管LED4的负极连接晶闸管VS1的阳极,晶闸管VS1的阴极连接常闭按钮SB5的一端,常闭按钮SB5的另一端连接电阻R23的一端,发光二极管LED5的负极连接晶闸管VS2的阳极,晶闸管VS2的阴极连接常闭按钮SB6的一端,常闭按钮SB6的另一端连接电阻R24的一端,
[0044] 零电流互感器T的次级绕组L3的2脚、二极管D5的正极、二极管D7的负极、电容C12的另一端、电阻R23的另一端、电阻R24的另一端、电位器RP3的第二端、稳压二极管DW2的正极、三极管BG8的发射极、光电耦合器IC5的2脚均接地。
[0045] 图1中这些元件的阻值均是公知常识,本领域技术人员可以根据需要对各个元件的参数进行调整。
[0046] 本发明的工作原理如下:
[0047] 单定时(延时断电)功能:
[0048] 将拨动开关S1拨到2端(拨到1端为正常无定时插座),调节电位器RP1,设置定时断电时间,然后插上负载接通常开按钮SB1,四路差动比较器IC2的7脚为高电平,四路差动比较器IC2的7脚的电压大于四路差动比较器IC2的6脚电压,四路差动比较器IC2的1脚输出高电平,并经电阻R8,二极管D1进行自保,三极管BG3导通,发光二极管LED2点亮,8脚时基集成电路IC3的2脚为低电平,8脚时基集成电路IC3开始定时工作,8脚时基集成电路IC3的3脚输出高电平,光电耦合器IC5导通,触发双向可控硅SCR导通,220V市电经双向可控硅SCR给负载供电。当设定断电时间到,8脚时基集成电路IC3的3脚输出低电平,光电耦合器IC5截止,双向可控硅SCR无触发信号,双向可控硅SCR关断,切断负载供电,同时与非门芯片IC6的3脚输出高电平,使得三极管BG2导通,四路差动比较器IC2的7脚为低电平,四路差动比较器IC2的7脚的电压小于四路差动比较器IC2的6脚电压,四路差动比较器IC2的1脚输出低电平,三极管BG3截止,8脚时基集成电路IC3停止工作,完成一次定时过程;同时三极管BG2导通后使得四路差动比较器IC2的8脚为低电平,四路差动比较器IC2的14脚输出高电平,三极管BG7导通,扬声器SW发声,提醒用户时间已到,停止充电。在此过程中,按下常开按钮SB2可立即停止供电。
[0049] 双定时(预约供电,延时断电)功能:
[0050] 首先调节电位器RP1、RP2,同时设定定时供电和断电时间,然后插上负载接通常开按钮SB3,四路差动比较器IC2的5脚为高电平,四路差动比较器IC2的5脚的电压大于四路差动比较器IC2的4脚电压,四路差动比较器IC2的2脚输出高电平,并经电阻R15,二极管D2进行自保,三极管BG6导通,发光二极管LED3点亮,8脚时基集成电路IC4的2脚为低电平,8脚时基集成电路IC4开始定时工作,8脚时基集成电路IC4的3脚输出高电平,与非门芯片IC6的4脚输出低电平,三极管BG1截止。当设定供电时间到,8脚时基集成电路IC4的3脚输出低电平,与非门芯片IC6的4脚输出高电平,三极管BG1导通,其相当于按下常开按钮SB1,开始延时断电功能,触发双向可控硅SCR导通,220V市电经双向可控硅SCR给负载供电。当设定断电时间到,8脚时基集成电路IC3的3脚输出低电平,光电耦合器IC5截止,双向可控硅SCR无触发信号,双向可控硅SCR关断,切断负载供电。同时声音提示报警电路开始工作,提示用户时间已到。在此过程中,按下常开按钮SB4可立即停止。
[0051] 附加功能:
[0052] 当外部开信号或者外部关信号需要开启或关断时,可将相应传感器插入外部开信号XT2或外部关信号XT3即可。同时用红外接收器IRX加三极管BG4,构成红外遥控定时开关,即可实现远程操控。
[0053] 漏电报警功能:
[0054] 当三相插座XT1上的用电设备正常时,零电流互感器T的初级绕组L1和初级绕组L2中流过的电流大小相等,方向相反,激发出的磁场相互对消,因此穿过零电流互感器T次级绕组L3的磁通为零,零电流互感器T次级绕组L3无感应电流产生,晶闸管VS1的门极无触发信号,晶闸管VS1处于关断状态,发光二极管LED4不亮。一旦三相插座XT1上的用电设备发生漏电,火线中的一部分电流流入大地,使得零电流互感器T的初级绕组L1和L2中的电流不再相等,产生的磁场不能抵消,零电流互感器T次级绕组L3便产生感应电压。由于火线和零线是直接穿过磁环的,且零电流互感器T次级绕组L3匝数较多,因此只要漏电电流大于15mA,零电流互感器T次级绕组L3产生的感应电压就能触发晶闸管VS1导通,发光二极管LED4点亮报警,同时接通声音提示报警电路,扬声器SW发出报警声。由于晶闸管VS1一旦导通将一直保持导通状态。等到漏电故障排除后,手动按一下常闭按钮SB5使晶闸管VS1断电,发光二极管LED4熄灭。二极管D4~D7组成双向限幅器,将零电流互感器T次级绕组L3输出的触发电压限制在1.4V左右,保护晶闸管VS1的门极。
[0055] 超压报警功能:
[0056] 当电压正常时,电位器RP3上的端电压低于四路差动比较器IC2的10脚基准电压,四路差动比较器IC2的13脚输出低电平,晶闸管VS2的门极无触发信号,晶闸管VS2处于关断状态,发光二极管LED5不亮。三极管BG8截止,声音提示报警电路不工作。当电源电压升高时,电位器RP3上的端电压也会随之升高,当超过四路差动比较器IC2的10脚基准电压时,四路差动比较器IC2的13脚输出高电平,触发晶闸管VS2导通,发光二极管LED5点亮报警,表示此时电源电压超过限制,提醒用户注意。同时接通声音提示报警电路,扬声器SW发出报警声。调节电位器RP3的阻值,可以设定发光二极管LED5点亮的电压值。等到电压正常后,手动按一下常闭按钮SB6使晶闸管VS2断电,发光二极管LED5熄灭。