一种即插即用的用电调度控制转换器的制作方法

1.本实用新型涉及转换器领域，具体说的是一种即插即用的用电调度控制转换器。


背景技术：

2.随着电力网络的不断发展，电力用户希望能够实时了解自己的用电信息，并能够主动参与用电管理配合电力企业的电力调度，节能减排的同时也方便了电缆企业对用电高峰、故障等情况的处理，还进一步降低了供配电设备的容量要求。
3.为实现电器的精细化和智能化管理，现有的电气装置，例如普通的面板插座，不具备对电负载电流和电源进行计量的功能，安全性较差，只能通过面板上的按键开关来实现用电调度，节能效率低下而且只能靠人手动操作。现有电量计量设备都是计量用户的总用电量数据，无法计量单个用电器的用电信息。
4.为解决电力系统供需不平衡、高峰时期用电紧张问题，目前的措施是让普通居民用户直接断电，这严重影响了用户的正常生活，降低用户参与电网调度控制的积极性。中国专利公开号cn204203694u，公开日2015年3月11日，名称为“一种智能家居无线遥控电源开关的插座”中公开了一种智能家居无线遥控电源开关的插座，包括一个远程控制单元、一个开关信号检测单元和多个受控单元，所述远程控制单元根据开关信号检测单元的输出信号实现对受控单元的控制，然而不足之处在于，该插座的功能较为单一，不能实现对负载电流和电源的计量，只能对插座进行简单控制，无法满足用户的需求。


技术实现要素：

5.本实用新型为了解决上述普通插座无法精确计量和控制用电设备的问题，本实用新型提供了一种即插即用的用电调度控制转换器，它只需要插接到普通插座上就能够监测电负载电能数据，同时将电能数据无线传输至终端，方便用户了解设备用电信息，实现远程和精确控制，方便了电缆企业对用电高峰、故障等情况的处理，满足了用户需求。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
7.本实用新型的一种即插即用的用电调度控制转换器，包括转换器本体，其中所述转换器本体的第一底面上设置一个市电接口，第二底面上设置至少一个二孔或三孔或两者复用的插座，所述转换器本体的转换器侧面上设有手控开关；所述转换器本体内设有主控电路板和电源模块，所述电源模块输入端串联手控开关后连接市电接口，输出端分别连接主控电路板和二孔或三孔或两者复用的插座；所述主控电路板包括soc芯片以及分别与soc芯片电连接的电能计量模块和无线通信模块。本实用新型中，所述电能计量模块监测电负载的状态，并将电压电流信息传递至soc芯片，soc芯片对电压电流信息计算，并通过无线通信模块实现远程数据传输和控制。所述手控开关用于实现近处手动控制。
8.作为优选，所述电源模块包括电磁继电器、ac-dc电源转换电路和ac-ac电源转换电路，所述电磁继电器控制端连接soc芯片的一个输出端，所述电磁继电器输入端连接市电接口，输出端分别连接ac-dc电源转换电路和ac-ac电源转换电路，所述ac-dc电源转换电路
输出端给主控电路板供电，所述ac-ac电源转换电路输出端给二孔或三孔或两者复用的插座供电。所述电磁继电器为双稳态继电器，用于执行soc芯片的信号控制信号，双稳态继电器运行可靠而且节省电能，所述ac-dc电源转换电路和ac-ac电源转换电路为并联关系。
9.作为优选，所述电能计量模块包括电压互感器、电流互感器、信号调理单元，所述信号调理单元用于对电压互感器和电流互感器采集数据进行精密整流滤波、采样保持和电平转换，信号调理单元连接soc芯片。所述电流互感器采用感应电流原理测量设备电流，能够实现电流感测信号与主电路的电隔离，使电流测量过程更加安全和方便。所述电压互感器分别连接市电接口，获取相/线电压值。
10.作为优选，所述soc芯片接收电能计量模块发送的电流和电压数据，通过处理得到电能数据，所述电能数据包括电压、电流、功率和频率信号。所述芯片能够通过各项实时数据进行运算和判断对比，处理技术设备的相/线电流及其有效值、相/线电压及其有效值、线频率、有功功率、无功功率、过零中断、漏电流，判断设备是否处于异常状态。
11.作为优选，所述市电接口与电源模块之间还串联有智能断路器，所述智能断路器控制端连接soc芯片的一个输出端，用于在设备异常时强制断电。所述市电接口可以是美国标准插头、英国标准插头、意大利标准插头、德法标准插头、瑞士标准插头、南非标准插头、巴西标准插头和澳大利亚标准插头中的一种，可以是两脚或三脚插头。所述手控开关与电磁继电器是并联关系，所述智能断路器与上述两者的并联电路串联。当soc芯片判断事故或者智能断路器判断温度过高时，智能断路器立即断电，安全性高。蓝牙通讯单元适用于短距离无线通信，wifi通讯单元通过互联网与云端服务器互联，再与对应的终端匹配，gprs通讯单元适用于长距离数据传输。
12.作为优选，所述无线通信模块至少包括wi-fi通信模块、zigbee通信模块、lora通信模块和ble通信模块中的一种。本实用新型通过无线通信模块既实现了监控指示转换器的各项状态，也能对转换器进行远程控制；当发生故障时，还能及时有效的检查出故障原因。
13.作为优选，所述soc芯片上还连接有指示模块，所述指示模块包括声音指示模块和灯光指示模块中的至少一种。声音和光信号容易被人感知、技术成熟、成本低，此外还可以设置导光带，导光带可以进一步提高报警效果。所述声音指示模块为蜂鸣器、扬声器或其他音频设备，所述灯光指示模块可以是led灯、发光二极管或其他灯光设备。当发生设备故障时，所述灯光指示模块由正常工作的绿光转变成红光，声音指示模块也发出报警音频。
14.作为优选，所述soc芯片上还连接有usb模块，所述usb模块包括usb电路和usb接口，所述usb接口设置在转换器侧面上。usb电路提供了稳定的直流电压， usb接口提供额外的usb电源接口，适用性更高。
15.作为优选，所述soc芯片上还连接有存储单元，所述存储单元用于存储电能数据、设备信息和事件记录信息。存储单元可以让用户监控一段时间内的转换器运行数据，也有利于在故障时快速定因。
16.本实用新型的有益效果是：1、可以实时精确计量监控设备用电状态，方便用户操作决策。
[0017] 2、实现远程控制和手动控制，故障时自动启动内置断路器实现精确断电。
[0018] 3、只需要插接到普通插座上就能实现智能监控和用电调度，即插即用。
[0019] 4、可以提供多种转接插座，体积小，功能多。
附图说明
[0020]
图1本实用新型一实施例的功能连接示意图。
[0021]
图2本实用新型一实施例的外形示意图。
[0022]
图3本实用新型一实施例中电源模块的具体连接示意图。
[0023]
图4本实用新型一实施例中电能计量模块的具体连接示意图。
[0024]
图5本实用新型一实施例中指示模块的具体连接示意图。
[0025]
图6本实用新型一实施例中usb模块的具体连接示意图。
[0026]
图中：1-转换器本体，101-第一底面，102-第二底面，103-转换器侧面，2-市电接口，3-二孔或三孔或两者复用的插座，4-手控开关，5-主控电路板，501-soc芯片，502-电能计量模块，5021-电压互感器，5022-电流互感器，5023-信号调理单元，503-无线通信模块，504-指示模块，5041-声音指示模块，5042-灯光指示模块，505-usb模块，5051-usb电路，5052-usb接口，506-存储单元，6-电源模块，601-电磁继电器，602
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ac-dc电源转换电路，603-ac-ac电源转换电路，7-智能断路器。
具体实施方式
[0027]
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0028]
实施例1：图1为本实施例的功能连接示意图，图2为本实施例的外形示意图；参考图1和图2，本实施例包括转换器本体1，其中所述转换器本体1的第一底面101上设置一个市电接口2，第二底面102上设置至少一个二孔或三孔或两者复用的插座3，所述转换器本体1的转换器侧面103上设有手控开关4；所述转换器本体1内设有主控电路板5和电源模块6，所述电源模块6输入端串联手控开关4后连接市电接口2，输出端分别连接主控电路板5和二孔或三孔或两者复用的插座3；所述主控电路板5包括soc芯片501以及分别与soc芯片501电连接的电能计量模块502和无线通信模块503。本实施例中，所述电能计量模块502监测电负载的状态，并将电压电流信息传递至soc芯片501，soc芯片501对电压电流信息计算，并通过无线通信模块503实现远程数据传输和控制，所述手控开关4用于实现近处手动控制。
[0029]
如图2和图3所示，本实施例中所述电源模块6包括电磁继电器601、ac-dc电源转换电路602和ac-ac电源转换电路603，所述电磁继电器601控制端连接soc芯片501的一个输出端，所述电磁继电器601输入端连接市电接口2，输出端分别连接ac-dc电源转换电路602和ac-ac电源转换电路603，所述ac-dc电源转换电路602输出端给主控电路板5供电，所述ac-ac电源转换电路603输出端给二孔或三孔或两者复用的插座3供电。所述电磁继电器601为双稳态继电器，用于执行soc芯片501的信号控制信号，双稳态继电器运行可靠而且节省电能，所述ac-dc电源转换电路602和ac-ac电源转换电路603为并联关系。
[0030]
如图4所示，本实施例中所述电能计量模块502包括电压互感器5021、电流互感器5022、信号调理单元5023，信号调理单元5023连接soc芯片501。所述电流互感器采用感应电流原理测量设备电流，能够实现电流感测信号与主电路的电隔离，使电流测量过程更加安全和方便。所述电压互感器分别连接市电接口2，获取相/线电压值。所述信号调理单元5023对采集数据进行精密整流滤波、采样保持和电平转换，所述信号调理单元5023用于对电压
互感器5021和电流互感器5022采集数据进行精密整流滤波、采样保持和电平转换。
[0031]
如图1和图4所示，本实施例中所述soc芯片501接收电能计量模块502发送的电流和电压数据，通过处理得到电能数据，所述电能数据包括电压、电流、功率和频率信号。所述soc芯片501能够通过各项实时数据进行运算和判断对比，处理技术设备的相/线电流及其有效值、相/线电压及其有效值、线频率、有功功率、无功功率、过零中断、漏电流，判断设备是否处于异常状态。进一步的实施方式中，当远程指令和手控开关4的控制指令发生冲突，可以在soc芯片501的程序中进行优先级或逻辑互斥设定，比如，可以设置为若仅一端发送指令，则该指令执行，若两端指令均为关闭，则执行关闭；若其中一端指令为关闭，则执行关闭；仅当两端指令都为打开时，才执行打开。更进一步的，soc芯片501经过判断发出的控制信息优先级最高，原因是在正常运行过程中，soc芯片501判断产生的指令用于发送故障信息，控制智能断路器瞬时断开电路，因此应该优先执行，此时其他指令关闭。
[0032]
如图1所示，本实施例中所述市电接口2与电源模块6之间还串联有智能断路器7，所述智能断路器7控制端连接soc芯片501的一个输出端，用于在设备异常时强制断电。所述市电接口2可以是美国标准插头、英国标准插头、意大利标准插头、德法标准插头、瑞士标准插头、南非标准插头、巴西标准插头和澳大利亚标准插头中的一种，可以是两脚或三脚插头。本实施例中，市电接口2为美国标准的两脚插头。所述手控开关4与电磁继电器601是并联关系，所述智能断路器7与上述两者的并联电路串联。当soc芯片501判断出故障或者智能断路器7判断温度过高时，智能断路器7立即断电，安全性高。
[0033]
如图1所示，本实施例中所述无线通信模块503至少包括wi-fi通信模块、zigbee通信模块、lora通信模块和ble通信模块中的一种。本实用新型通过无线通信模块503既实现了监控指示转换器的各项状态，也能对转换器进行远程控制；当发生故障时，还能及时有效的检查出故障原因。本实施例总采用wifi通讯单元与服务器进行连接，实现物联网，用户无论何时何地都可通过智能终端向中央服务站发出请求，实现远程控制，此外用户也可通过服务器实现开关的定时功能。
[0034]
如图5所示，所述soc芯片501上还连接有指示模块504，所述指示模块504包括声音指示模块5041和灯光指示模块5042中的至少一种。声音和光信号容易被人感知、技术成熟、成本低，此外还可以设置导光带，导光带可以进一步提高报警效果。所述声音指示模块5041为蜂鸣器、扬声器或其他音频设备，所述灯光指示模块5042可以是led灯、发光二极管或其他灯光设备。本实施例中，所述声音指示模块5041和灯光指示模块5042分别外蜂鸣器和led灯。当发生设备故障时，所述灯光指示模块5042由正常工作的绿光转变成红光，声音指示模块5041也发出报警音频。
[0035]
如图6所示，本实施例中所述soc芯片501上还连接有usb模块505，所述usb模块505包括usb电路5051和usb接口5052，所述usb接口5052设置在转换器侧面103上。usb电路5051提供了稳定的直流电压， usb接口5052提供额外的usb电源接口，适用性更高。
[0036]
如图1所示，本实施例中所述soc芯片501上还连接有存储单元506，所述存储单元506用于存储电能数据、设备信息和事件记录信息。存储单元506可以让用户监控一段时间内的转换器运行数据，也有利于在故障时快速定因。
[0037]
当soc芯片501通过无线通信模块503接收到远程指令时，soc芯片501发出控制信号控制电磁继电器601，当soc芯片501监测到用电线路的电能数据异常时或者智能断路器7
检测到线路温度异常时，所述控制单元2控制智能断路器7断开，同时启动智能断路器7进行报警，并向远程服务器同步发送报警信息。本实施例的有益效果包括：可以实时精确计量监控设备用电状态，方便用户操作决策。实现远程控制和手动控制，故障时自动启动内置断路器实现精确断电。只需要插接到普通插座上就能实现智能监控和用电调度，即插即用。可以提供多种转接插座，体积小，功能多。
[0038]
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。