智能节电插头的设计

万 颖 李青青

（32151部队，河北 邢台 054000）

0 引言

很多人都认为只要电气只要断开电不工作就不会耗费电能，其实不然，如果插排还是通电的状态，或者只要电源线插在电源上就会消耗电能，而且在停电以后如果没有关闭电气电源，如果再来电的时候没有断电的电器就会自动启动，比如电灯、电视机等设备就会启动耗费电能，最重要的是这样会损害电器，功率不稳定的时候还会引发火灾等事故，因此电器如果长时间不使用的话就要拔掉插头进行断电，这样不但可以省点，还减少事故的发生。

1 整体设计目标

为了节约用电设备在不使用的状态下节约电能，尽量减少插头的插拔次数，尽量避免手指在插拔电源时触电危险，所以设计一款在电视机和空调上待机使用的插头可以有效的实现节能的效果。同时插头也可以用在大型家电设备上，从而避免停电造成的电源未关闭、来电后自动启动电器的突发危险发生，从而确保安全。本设计是通过信号采集电路、666定时器集成电路、继电器控制电路等集成方法。实现插头的安全性能，确保降低成本，并具有较高的市场占有率。

2 系统硬件设计

2.1 信号采集电路设计

信号采集电路是通过电流互感器及固体继电器组合的，电流互感器是通过感应电路中的电流信号，然后把信号放大，然后断开继电器完成的。如果主电路中的电流比较大，电流互感器采集到的电流信号就能和固体继电器实现并驱，如果把666定时器的2个腿接地，并转换成666定时器就能采集触发信号。如果主电路中的电流增加或者没有电流的时候，电流互感器就能感受到电流信号，从而驱动继电器开、关，然后666定时器就不能收到触发信号。

2.2 定时器集成电路设计

（1）666集成定时器内部电路原理

666集成定时器内部电路原理，是通过两个电压比较器、三个电阻、一个触发器、一个放电三极管、功率输出级构成的。比较器的参考电压是通过三个5千伏的电阻组成的分压器。然后实现高电平比较器A1的同相输入端及电平比较器A2进行反相输入，参考电平为2 / 3Vcc和 1/3Vcc。A1 与 A2输出端就会控制触发器和放电三极管。

（2）666定时器电路的工作过程

工作一：电路接通的时候，2脚电压比1 / 3Vcc大，这时候就输出较低电平。

工作二：按下动合按钮，2脚电压就小于1/3Vcc，如果输出的是高电平，那么2脚电压就比1 / 3Vcc大，这时候定时器就自动启动，电容C1就开始充电，定时的实践根据设置好的时间结束，6脚的电压比2/3Vcc大的时候输出的是低电平。如果在1分钟之内接通的电器是负载荷，2脚电压就小于1/33Vcc，输出的就是高电平。这时候电容C1就开始充电，到6脚电压比2/3Vcc大的时候就会停止充电。

工作三：如果负载关闭，这时候2脚电压就比1/3Vcc大，又因为6脚电压比2/3Vcc大，则输出的就是低电平。

2.3 继电器控制电路分析

如果继电器和输入量上升到一定的值，也额就是说电压、电流、温度都达到固定值，那么输出电路导通就会自动断开被控制。但是实际上是通过比较小的电流来控制大电流下的自动开关的，并且在电路中实现自动调节、安全保护和电路自动转换的功能。继电器控制电路可以实现固态继电器的输入端和666定时器的输出端直接联系，那么固态继电器在输出端的串联电路上。这时候定时器输出电压就能带动固态继电器的工作，那么输出端的电压为高电压状态时固态继电器就会自动关上，则主电路自动接通；如果输出端的电压很低的话固态继电器开关会自动打开从而切断主电路。

3 系统软件设计

3.1 系统电路设计

（1）系统电路设计

第一，动合按钮是对启动系统进行控制的。第二，信号采集模块是把采集的信号在处理以后发送给NE666集成电路。第三，NE666集成电路输出电路的控制信号然后传送给控制模块，进而控制信号。第四，信号指示灯是对整个系统状态的控制。

（2）系统的电路设计原理

此产品设计是通过采集电路、定时器集成电路、继电器共同组合成的，在检测主电路的电流时控制继电器的开与合，从而实现控制电源的断开和闭合。

3.2 系统工作过程

系统工作过程以电视机为例，如果电视机的待机开关是打开的，那么插头和插排是通电的装填，按一下插头上的按钮，这时候插头就自动送电，则指示灯亮，这时候定时器就开始工作，那么定时器的插排就自动过电，这时候可以通过遥控器打开电视机。如果定时器在结束后不能正常打开电视，插头就会自动断电，则指示灯就关上，如果再想看电视还要重按插头上的按钮，这时候在正常的定时时间内电视机就可以正常观看。在关闭电视机后，插头就会自动断电，这样就能减少插拔电源带来的繁琐及危险。

在智能节电插头的设计中，通过优化电路系统，并对智能插头进行自动定时设置，优化插头的配置，从而实现插头的自动断电，不但有效的节省电能，还更加安全、环保，同时有效的避免危险的发生，可以广泛在生活中推广并使用。