智能供电安全插座设计

路颖

【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。为解决这些问题，本文力图设计一种智能供电插座，可以实现常态下不供电，插头插入时通电，集安全性和节能性为一体的新型插座

【关键词】 智能供电 安全 设计

一、设计目的及意义

随着一大批智能型、遥控型、节能型的开关插座类产品的产生。插头插座类电器附件产品也从单一的功能性发展为功能性和装饰性相结合的智能产品，并日益追求其操作安全性和舒适性。这些产品出现，预示着未来插头插座类产品的发展将越来越人性化。近年来各种智能插座如雨后春笋，各式各样的形状和功能的插座让人眼花缭乱，比如YIFI控制插座、防漏电插座、红外感应安全插座、遥控控制插座、电量监控插座等等。本次设计的是一种智能供电插座，可以实现用则供电，不用断电的功能。设计目的是实现安全和节能的双重效果。该智能供电插座具有很强的现实意义。插座具有高度智能化特点，可以自动识别插座是否有负载接入。实现插头插入电源插座自动供电，拔出插头自动断电的功能，负载工作持续供电，负载不工作自动断电。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，降低对插座远见的损坏的同时大大减少了火灾发生的隐患，由于是常无电形式也不会发生触电危险，确保人身安全。该智能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。智能供电插座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。

二、市场需求分析

随着我国人民生活水平的不断提高，家庭现代化和办公自动化的不断发展，对插座的需求不仅仅局限在实用上，人们关注的重点逐渐转变为对其安全性、稳定性和节能性等性能上。国内相关产品的原材料、技术、人力等资源配置良好，产业在过去十多年得到了飞速发展。国家对相关的安全标准、节能要求不断出台，在很大程度上推动了产品安全性能的提升和产业技术升级。制造商们正在不断研制和推出高附加值的产品，比如可提供更好的过载保护的插座。技术的提升将为拓展下游需求市场提供更好的保障。世界经济一体化程度仍在提高，外贸出口市场也是我国企业可以开拓的重要市场空间。智能插座作为一个劳动密集型的产业，国内劳动力价格优势仍很明显，国内产品在价格上具有优势。国内企业的产品已经纷纷打入国际市场，将产品销往世界各地，有欧洲、东南亚、中东、南部非洲等。可以说，中国作为世界工厂，已经成为插座的生产大国。目前，国内已经有不少具有一定影响力相关品牌，同时，很具价格优势的普通品牌在中低端市场也具有很大的市场竞争力。在未来市场，我国的智能插座在国内和国际市场都仍有很好的开拓空間。

三、插座硬件设计

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、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。

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。智能插座的制模块由继电器、变压器和单片机等主要部分组成，结构原理图如下（见图1）。

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。