智能節電插頭的設計

萬 穎 李青青

（32151部隊，河北 邢臺 054000）

0 引言

很多人都認為只要電氣只要斷開電不工作就不會耗費電能，其實不然，如果插排還是通電的狀態，或者只要電源線插在電源上就會消耗電能，而且在停電以后如果沒有關閉電氣電源，如果再來電的時候沒有斷電的電器就會自動啟動，比如電燈、電視機等設備就會啟動耗費電能，最重要的是這樣會損害電器，功率不穩定的時候還會引發火災等事故，因此電器如果長時間不使用的話就要拔掉插頭進行斷電，這樣不但可以省點，還減少事故的發生。

1 整體設計目標

為了節約用電設備在不使用的狀態下節約電能，盡量減少插頭的插拔次數，盡量避免手指在插拔電源時觸電危險，所以設計一款在電視機和空調上待機使用的插頭可以有效的實現節能的效果。同時插頭也可以用在大型家電設備上，從而避免停電造成的電源未關閉、來電后自動啟動電器的突發危險發生，從而確保安全。本設計是通過信號采集電路、666定時器集成電路、繼電器控制電路等集成方法。實現插頭的安全性能，確保降低成本，并具有較高的市場占有率。

2 系統硬件設計

2.1 信號采集電路設計

信號采集電路是通過電流互感器及固體繼電器組合的，電流互感器是通過感應電路中的電流信號，然后把信號放大，然后斷開繼電器完成的。如果主電路中的電流比較大，電流互感器采集到的電流信號就能和固體繼電器實現并驅，如果把666定時器的2個腿接地，并轉換成666定時器就能采集觸發信號。如果主電路中的電流增加或者沒有電流的時候，電流互感器就能感受到電流信號，從而驅動繼電器開、關，然后666定時器就不能收到觸發信號。

2.2 定時器集成電路設計

（1）666集成定時器內部電路原理

666集成定時器內部電路原理，是通過兩個電壓比較器、三個電阻、一個觸發器、一個放電三極管、功率輸出級構成的。比較器的參考電壓是通過三個5千伏的電阻組成的分壓器。然后實現高電平比較器A1的同相輸入端及電平比較器A2進行反相輸入，參考電平為2 / 3Vcc和 1/3Vcc。A1 與 A2輸出端就會控制觸發器和放電三極管。

（2）666定時器電路的工作過程

工作一：電路接通的時候，2腳電壓比1 / 3Vcc大，這時候就輸出較低電平。

工作二：按下動合按鈕，2腳電壓就小于1/3Vcc，如果輸出的是高電平，那么2腳電壓就比1 / 3Vcc大，這時候定時器就自動啟動，電容C1就開始充電，定時的實踐根據設置好的時間結束，6腳的電壓比2/3Vcc大的時候輸出的是低電平。如果在1分鐘之內接通的電器是負載荷，2腳電壓就小于1/33Vcc，輸出的就是高電平。這時候電容C1就開始充電，到6腳電壓比2/3Vcc大的時候就會停止充電。

工作三：如果負載關閉，這時候2腳電壓就比1/3Vcc大，又因為6腳電壓比2/3Vcc大，則輸出的就是低電平。

2.3 繼電器控制電路分析

如果繼電器和輸入量上升到一定的值，也額就是說電壓、電流、溫度都達到固定值，那么輸出電路導通就會自動斷開被控制。但是實際上是通過比較小的電流來控制大電流下的自動開關的，并且在電路中實現自動調節、安全保護和電路自動轉換的功能。繼電器控制電路可以實現固態繼電器的輸入端和666定時器的輸出端直接聯系，那么固態繼電器在輸出端的串聯電路上。這時候定時器輸出電壓就能帶動固態繼電器的工作，那么輸出端的電壓為高電壓狀態時固態繼電器就會自動關上，則主電路自動接通；如果輸出端的電壓很低的話固態繼電器開關會自動打開從而切斷主電路。

3 系統軟件設計

3.1 系統電路設計

（1）系統電路設計

第一，動合按鈕是對啟動系統進行控制的。第二，信號采集模塊是把采集的信號在處理以后發送給NE666集成電路。第三，NE666集成電路輸出電路的控制信號然后傳送給控制模塊，進而控制信號。第四，信號指示燈是對整個系統狀態的控制。

（2）系統的電路設計原理

此產品設計是通過采集電路、定時器集成電路、繼電器共同組合成的，在檢測主電路的電流時控制繼電器的開與合，從而實現控制電源的斷開和閉合。

3.2 系統工作過程

系統工作過程以電視機為例，如果電視機的待機開關是打開的，那么插頭和插排是通電的裝填，按一下插頭上的按鈕，這時候插頭就自動送電，則指示燈亮，這時候定時器就開始工作，那么定時器的插排就自動過電，這時候可以通過遙控器打開電視機。如果定時器在結束后不能正常打開電視，插頭就會自動斷電，則指示燈就關上，如果再想看電視還要重按插頭上的按鈕，這時候在正常的定時時間內電視機就可以正常觀看。在關閉電視機后，插頭就會自動斷電，這樣就能減少插拔電源帶來的繁瑣及危險。

在智能節電插頭的設計中，通過優化電路系統，并對智能插頭進行自動定時設置，優化插頭的配置，從而實現插頭的自動斷電，不但有效的節省電能，還更加安全、環保，同時有效的避免危險的發生，可以廣泛在生活中推廣并使用。