一種自動開關機裝置、方法及插排與流程

本發明涉及插排領域，具體而言，涉及一種自動開關及裝置、方法及插排。

背景技術：

隨著科技的發展，電器設備的應用也越來越廣泛，電器設備工作時需要通過插排為其提供工作電壓，此外，現在的插排也能同時為交流負載和直流負載供電。

現有的插排，在其使用時，如手機、移動電源、數碼相機的充滿電后不拔插頭，或是電視、空調用遙控器關機后不關閉電源開關等，會使插排的電源適配器長期處于待機狀態。長此以往，容易造成如短路等嚴重的安全隱患，同時還容易使電器老化，白白浪費電力資源。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種自動開關機裝置、方法及插排，以實現插排的全自動開機、關機，避免負載長時間待機帶來的安全隱患，同時也能節省能源。

為了實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種自動開關機裝置，應用于一插排，所述自動開關機裝置包括：

信號接收單元，用于接收一電流采集模塊發送的采集到的流過所述插排的電流值；

計時單元，用于計算保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間；

判斷單元，用于判斷保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間是否大于預設定的時間；

信號生成單元，用于若所述電流值在預設定的閾值范圍內且保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間大于預設定的時間時，生成控制信號。

第二方面，本發明實施例還提供了一種自動開關機方法，應用于一插排，所述自動開關機方法包括：

接收一電流采集模塊發送的采集到的流過所述插排的電流值；

計算保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間；

判斷保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間是否大于預設定的時間；

若所述電流值在預設定的閾值范圍內且保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間大于預設定的時間時，生成控制信號。

第三方面，本發明實施例還提供了一種插排，所述插排包括：

處理器；

電流采集模塊，所述電流采集模塊與所述處理器電連接，用于采集到的流過所述插排的電流值；

負載接入模塊，所述負載接入模塊與所述電流采集模塊電連接，用于與外接負載電連接；

自動開關機裝置，所述自動開關機裝置包括一個或多個由所述處理器執行的軟件功能模塊，所述自動開關機裝置包括：

信號接收單元，用于接收一電流采集模塊發送的采集到的流過所述插排的電流值；

計時單元，用于計算保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間；

判斷單元，用于判斷保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間是否大于預設定的時間；

信號生成單元，用于若所述電流值在預設定的閾值范圍內且保持所述電流值在預設定的閾值范圍內的時間大于預設定的時間時，生成控制信號；

及開關模塊，所述開關模塊設置于所述處理器及所述負載接入模塊之間，用于響應所述信號以控制所述負載接入模塊與一電源模塊的連接狀態。

本發明實施例提供的自動開關機裝置、方法及插排，通過判斷保持電流采集模塊采集到的電流值在預設定的閾值范圍內的時間是否大于預設時間，并根據電流值滿足不同的預設條件從而生成不同的控制信號，以實現插排的全自動開機、關機、待機、緊急關機等過程，同時避免了負載過載、過壓或過熱帶來的安全隱患并節省能源。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1示出了本發明實施例提供的插排的電路連接框圖。

圖2示出了本發明實施例提供的插排的進一步的電路連接框圖。

圖3示出了本發明實施例提供的自動開關機裝置的功能模塊圖。

圖4示出了本發明實施例提供的插排外接直流負載的開機流程圖。

圖5示出了本發明實施例提供的插排外接交流負載的開機流程圖。

圖6示出了本發明實施例提供的插排的關機流程圖。

圖7示出了本發明實施例提供的緊急關機方法的流程圖。

圖標：100-插排；110-處理器；120-電流采集模塊；130-開關模塊；140-負載接入模塊；142-DC電源適配器；144-AC插座；150-第一供電模塊；160-第二供電模塊；170-手動開關；180-指示模塊；190-報警模塊；200-自動開關機裝置；201-信號接收單元；202-計時單元；203-判斷單元；204-信號生成單元。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本發明的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

第一實施例

請參閱圖1，示出了本發明實施例所提供的插排100的電路連接框圖。該插排100包括自動開關機裝置200、處理器110、電流采集模塊120、負載接入模塊140、開關模塊130、第一供電模塊150、第二供電模塊160、指示模塊180、報警模塊190以及手動開關170。

處理器110包括存儲器，存儲器可以存儲軟件程序以及模塊，如本發明實施例中的自動開關機裝置200及方法對應的的程序指令/模塊，同時處理器110通過運行存儲在存儲器內的軟件程序以及模塊，從而執行各種功能應用以及數據處理，如本發明實施例提供的自動開關機方法。處理器110可以是單片機、中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、數字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。

電流采集模塊120與處理器110電連接，用于采集到的流過插排100的電流值，并將電流值傳輸至處理器110。

請參閱圖2，示出了本發明實施例所提供的插排100的進一步的電路連接框圖。負載接入模塊140與電流采集模塊120電連接，用于與外接負載電連接。需要說明的是，只有通過負載接入模塊140接入負載，負載與插排100形成閉合回路以后，才會有電流從插排100流過，電流采集模塊120才能采集到電流。此外，在本實施例中，負載接入模塊140包括AC插座144以及DC電源適配器142，AC插座144用于外接交流負載，DC電源適配器142用于外接直流負載。

第一供電模塊150分別與處理器110以及DC電源適配器142電連接，用于給自動開關機裝置200的運行提供電壓。

第二供電模塊160通過開關模塊130分別與AC插座144以及DC電源適配器142電連接，用于通過AC插座144以及DC電源適配器142為負載提供電壓。

開關模塊130分別與處理器110、第二供電模塊160、AC插座144以及DC電源適配器142電連接，用于受處理器110的控制以改變自身的導通狀態，從而分別控制第二供電模塊160與AC插座144的連接狀態以及第二供電模塊160與DC電源適配器142的連接狀態；在本實施例中，開關模塊130為繼電器。需要說明的是，在其他實施例中，也可以采用啟動按鈕以及輕觸開關共同實現開關模塊130的功能。

此外，第二供電模塊160與DC電源適配器142導通時，第二供電模塊160可通過DC電源適配器142自動為第一供電模塊150充電，以保證第一供電模塊150有充足的電量供自動開關機裝置200運行。

指示模塊180與處理器110電連接，用于顯示插排100當前的工作狀態。當插排100處于開機狀態時，指示燈表現為紅色；當插排100處于待機狀態時，指示燈表現為綠色；當插排100處于關機狀態時，指示燈熄滅。

需要說明的是，當插排100處于開機、待機或關機狀態時，指示燈也可以不分別表現為紅色、綠色、熄滅這三種狀態，而是可以處于別的顯示狀態。

報警模塊190與處理器110電連接，用于當插排100出線短路現象時報警。在本實施例中，報警模塊190為蜂鳴器，當插排100出線短路現象時，蜂鳴器報警。

手動開關170設置于第二供電模塊160與AC插座144以及DC電源適配器142之間，用于當自動開關機裝置200因缺電或是死機無法運行時，手動按下手動開關170給AC插座144以及DC電源適配器142供電，使插排100可以正常給外接負載供電。

可以理解，圖1所示的結構僅為示意，插排100還可包括比圖1中所示更多或者更少的組件，或者具有與圖1所示不同的配置。圖1中所示的各組件可以采用硬件、軟件或其組合實現。

第二實施例

請參閱圖3，示出了本發明實施例提供的自動開關機裝置200的功能模塊圖。該自動開關機裝置200應用于插排100，包括信號接收單元201、計時單元202、判斷單元203以及信號生成單元204。

自動開關機裝置200各單元的作用包括但不僅限于以下幾種：

第一種，插排100外接直流負載時的自動開機過程：

信號接收單元201用于接收電流采集模塊120發送的采集到的流過所述插排100的電流值。

當插排100通過DC電源適配器142外接直流負載時，直流負載與插排100形成閉合回路，產生電流，電流采集模塊120采集到該電流值以后，將所述電流值傳輸至處理器110，由存儲在存儲器中的信號接收單元201處理。

判斷單元203用于判斷該電流值是否大于第一閾值。

所述第一閾值與所述插排100的額定電流值的比值小于或等于30％。采用將額定電流值的一定比例作為第一閾值，能適應插排100接入多個直流負載時的自動開機情況。

計時單元202用于計算保持所述電流值大于第一閾值的狀態的時間。

判斷單元203還用于判斷保持所述電流值大于第一閾值的狀態的時間是否大于第一預設時間。

第一預設時間作為保持電流值大于第一閾值的狀態的時間的閾值，用于判定直流負載是否在第一預設時間內都處于準備工作的狀態；當電流值大于第一閾值的狀態的時間大于第一預設時間時，能更為準確的判定有直流負載處于準備工作的狀態，需要插排100提供工作電壓。在本實施例中，第一預設時間為3秒。但需要說明的是，在其他實施例中，第一預設時間可以根據負載的變化而調整。

所述信號生成單元204還用于若所述電流值大于第一閾值，且保持所述電流值大于第一閾值的狀態的時間大于所述第一預設時間時，生成直流開機信號。

經由電流值大于第一閾值以及保持電流值大于第一閾值的狀態的時間大于第一預設時間這兩個條件的綜合判定，能較為準確地判斷出插排100已經接入直流負載，且該直流負載處于準備工作狀態，需要插排100為其提供工作電壓，從而生成直流開機信號以控制開關模塊130使第二供電模塊160與DC電源適配器142導通，以通過DC電源適配器142為直流負載提供工作電壓。同時，當信號生成單元204生成直流開機信號后，指示燈顯示為紅色。

第二種，插排100外接交流負載時的自動開機過程：

信號接收單元201用于接收電流采集模塊120發送的采集到的流過所述插排100的電流值。

當AC插座144接入外接直流負載時，外接交流負載與插排100形成閉合回路，產生電流，電流采集模塊120采集到該電流值以后，將所述電流值傳輸至處理器110，由存儲在存儲器中的信號接收模塊處理。

判斷單元203用于判斷該電流值是否小于第二閾值。

由于插排100外接交流負載時，電流變化較小，若采用跟直流負載相同的自動開機條件，則可能會出現外接交流負載時不能正常自動開機的狀況。第二閾值為插排100的短路電流，當電流值小于第二閾值時，說明閉合回路內暫時并未出現短路現象，交流負載準備工作。

計時單元202用于計算保持所述電流值小于第二閾值的狀態的時間。

判斷單元203還用于判斷保持所述電流值小于第二閾值的狀態的時間是否大于第二預設時間。

第二預設時間作為保持電流值小于第二閾值的狀態的時間的閾值，用于判定交流負載是否在第二預設時間內都并未出現短路狀況，并處于準備工作的狀態；當電流值小于第二閾值的狀態的時間大于第二預設時間時，能更為準確地判定交流負載處于準備工作的狀態，需要插排100提供工作電壓。在本實施例中，第二預設時間為3秒。但需要說明的是，在其他實施例中，第二預設時間同樣可以根據負載的變化而調整。

信號生成單元204用于若所述電流值小于第二閾值，且保持所述電流值小于第二閾值的狀態的時間大于第二預設時間時，生成交流開機信號。

經由電流值小于第二閾值、以及保持所述電流值小于第二閾值的狀態的時間大于第二預設時間這兩個條件的綜合判定，能較為準確地判斷出交流負載電路處于較為穩定的通路且并未短路的狀態，需要插排100為其提供工作電壓，因而生成交流開機信號以控制開關模塊130使第二供電模塊160與AC插座144導通，以通過AC插座144為交流負載提供工作電壓。同時，當信號生成單元204生成交流開機信號后，指示燈顯示為紅色。

第三種，插排100的自動關機過程：

信號接收單元201用于接收電流采集模塊120發送的采集到的流過所述插排100的電流值。

判斷單元203用于判斷所述電流值是否小于第三閾值。

第三閾值與插排100的最大工作電流的比值小于或等于30％。通過判斷電流值是否小于第三閾值，能夠判斷負載是否進入了待機狀態。若電流值小于第三閾值，則說明負載已處于待機狀態，不再需要插排100為其提供工作電壓。

需要說明的是，自動開關機裝置200還包括最大工作電流標定單元，最大工作電流標定單元用于標定最大工作電流。最大工作電流為當前負載情況下，電流采集模塊120采集到的流過插排100的最大電流。此外，最大工作電流可進行二次標定，即若當前采集到的電流值大于當前最大工作電流，并保持采樣電流值大于最大工作電流的狀態的時間大于第四預設時間時，便將當前采集到的電流值標定為新的最大工作電流。

自動開關機裝置200可檢測負載當前的狀態，例如，負載是處于正常工作狀態或是待機狀態等。由于最大工作電流可根據負載的個數以及負載的狀態而改變，同時通過將最大工作電流的一定比例作為第三閾值，通過比例的關系設置第三閾值，能較為靈活、準確地判斷負載是否進入了待機狀態，從而能滿足在插排100外接多負載情況下，實現插排100的待機。

信號生成單元204用于當電流值小于第三閾值時，生成待機信號。

當電流值小于第三閾值時，說明負載處于待機狀態，負載此時不需要插排100提供過大的電流使其正常工作。

需要說明的是，由于AC插座144和DC電源適配器142是獨立工作的，電流采集模塊120能分別采集流過AC插座144和DC電源適配器142的電流，因而對于直流負載和交流負載，其最大工作電流也是不同的。當流過AC插座144的電流值小于其第三閾值時，生成交流待機信號；當流過DC電源適配器142的電流值小于其第三閾值時，生成直流待機信號。同時，當信號生成單元204生成待機信號后，指示燈顯示為綠色。

計時單元202用于計算保持所述電流值小于第三閾值的狀態的時間。

判斷單元203還用于判斷保持所述電流值小于第三閾值的狀態的時間是否大于第三預設時間。

若保持所述電流值小于第三閾值的狀態的時間大于第三預設時間，則說明負載已經在第三預設時間內處于待機狀態。需要說明是，不同負載的第三預設時間是不同的。例如，若負載為Usb5v輸出，這種負載大多為手機、移動電源等，其充電時間較長，到電量較為充足的時候，電流值較小很可能低于第三閾值，若第三預設時間較短則很可能出現還未充滿電，插排100就已關機的現象，因而其第三預設時間較長，例如可以為30分鐘；而其他的負載，例如9V、12V的DC電源適配器142輸出，其待機后就不再需要插排100為其提供電源，因而第三預設時間較短，例如可以為3s。

信號生成單元204還用于若所述電流值小于所述第三閾值，且保持所述電流值小于所述第三閾值的狀態的時間大于第三預設時間時，生成關機信號。

當流過AC插座144的電流值小于其第三閾值時，且保持所述電流值小于所述第三閾值的狀態的時間大于第三預設時間時，生成關機信號使AC插座144關機；當流過DC電源適配器142的電流值小于其第三閾值時，且保持所述電流值小于所述第三閾值的狀態的時間大于第三預設時間時，生成關機信號使DC電源適配器142關機；當流過AC插座144和DC電源適配器142的電流值皆滿足上述兩個條件時，則AC插座144和DC電源適配器142同時關機。同時，當信號生成單元204生成關機信號后，指示燈熄滅。

需要說明的是，本過程既適用于外接直流負載的情況也適用于外接交流負載的情況。即當外接直流負載，電流采集模塊120采集到的電流值滿足關機條件時，開關模塊130使DC電源適配器142與第二供電模塊160斷開，使DC電源適配器142停止為直流負載供電，即關機；當外接交流負載，電流采集模塊120采集到的電流值滿足關機條件時，AC插座144與第二供電模塊160斷開，使AC插座144停止為交流負載供電，即關機；當同時接直流負載和交流負載時，分別滿足關機條件則分別關機，同時滿足關機條件就同時關機。

第四種，插排100的緊急關機過程：

信號接收單元201用于接收電流采集模塊120發送的采集到的流過所述插排100的電流值。

判斷單元203用于判斷所述電流值是否大于或等于短路電流。

當判斷單元203判斷所述電流值大于或等于短路電流時，蜂鳴器報警，提醒用戶，電路出現短路現象。

判斷單元203還用于判斷電流值與額定電流的比值是否大于或等于100％。

信號生成單元204用于若所述電流值大于或等于短路電流時或電流值與額定電流的比值大于或等于100％時，生成強制關機信號。

當電流值會大于或等于短路電流時，回路出現了短路情況；當電流值大于額定電流的第三百分比時，需要說明的是，第三百分比至少大于100％，此時，插排100會出現過載的情況。若長時間處于短路或是過載狀態會對負載和插排100都造成損害，因而此時信號生成單元204生成強制關機信號，開關模塊130響應該關機信號切斷負載接入模塊140與第二供電模塊160的電連接關系。

本發明實施例提供的自動開關機裝置200，通過判斷保持電流采集模塊120采集到的電流值在預設定的閾值范圍內的時間是否大于預設定的時間，并根據電流值滿足不同的預設條件從而生成不同的控制信號。預設定的時間分別是第一預設時間、第二預設時間、第三預設時間以及第四預設時間，與之對應的控制信號是直流開機信號、交流開機信號、關機信號或強制關機信號，從而分別控制DC電源適配器142、AC插座144的開關機/待機。

第三實施例

本發明實施例提供的一種自動開關機方法，應用于插排100。需要說明的是，本實施例所提供的自動開關機方法，其基本原理及產生的技術效果和上述實施例相同，為簡要描述，本實施例部分未提及之處，可參考上述的實施例中相應內容。

所述自動開關機方法包括：

第一種，請參閱圖4，示出了插排100外接直流負載時的自動開機方法流程：

步驟S301：接收電流采集模塊120發送的采集到的流過所述插排100的電流值。

可以理解地，利用信號接收單元201可執行步驟S301。

步驟S302：判斷電流值是否大于第一閾值。如果是，則執行步驟S303；否則，執行步驟S301。

可以理解地，利用判斷單元203可執行步驟S302。

步驟S303：計算保持電流值大于第一閾值的狀態的時間。

可以理解地，利用計時單元202可執行步驟S303。

步驟S304：判斷保持電流值大于第一閾值的狀態的時間是否大于第一預設時間。如果是，則執行步驟S305；否則，執行步驟S301。

可以理解地，利用判斷單元203可執行步驟S304。

步驟S305：生成直流開機信號。

可以理解地，利用信號生成單元204可執行步驟S305。

第二種，請參閱圖5，示出了插排100外接交流負載時的自動開機方法流程：

步驟S401：接收電流采集模塊120發送的采集到的流過所述插排100的電流值。

可以理解地，利用信號接收單元201可執行步驟S401。

步驟S402：判斷電流值是否小于第二閾值。如果是，則執行步驟S403；否則，執行步驟S401。

可以理解地，利用判斷單元203可執行步驟S402。

步驟S403：計算保持電流值小于第二閾值的狀態的時間。

可以理解地，利用計時單元202可執行步驟S403。

步驟S404：判斷保持電流值小于第二閾值的狀態的時間是否大于第二預設時間。如果是，則執行步驟S405；否則，執行步驟S401。

可以理解地，利用判斷單元203可執行步驟S404。

步驟S405：生成交流開機信號。

可以理解地，利用信號生成單元204可執行步驟S405。

第三種，請參閱圖6，示出了插排100的自動關機方法流程：

步驟S501：接收電流采集模塊120發送的采集到的流過所述插排100的電流值。

可以理解地，利用信號接收單元201可執行步驟S501。

步驟S502：判斷電流值是否小于第三閾值。如果是，則執行步驟S503；否則，執行步驟S501。

可以理解地，利用判斷單元203可執行步驟S502。

步驟S503：生成待機信號。

可以理解地，利用信號生成單元204可執行步驟S503。

步驟S504：計算保持電流值小于第二閾值的狀態的時間。

可以理解地，利用計時單元202可執行步驟S504。

步驟S505：判斷保持電流值小于第二閾值的狀態的時間是否大于第二預設時間。如果是，則執行步驟S505；否則，執行步驟S506。

可以理解地，利用判斷單元203可執行步驟S505。

步驟S506：生成關機信號。

可以理解地，利用信號生成單元204可執行步驟S506。

第四種，請參閱圖7，示出了插排100的緊急關機方法流程：

步驟S601：接收電流采集模塊120發送的采集到的流過所述插排100的電流值。

可以理解地，利用信號接收單元201可執行步驟S601。

步驟S602可以為以下兩種，

第一種：判斷電流值是否大于或等于短路電流。如果是，則執行步驟S603；否則，執行步驟S601。

第二種：判斷電流值與額定電流的比值是否大于或等于100％。如果是，則執行步驟S603；否則，執行步驟S601。

可以理解地，利用判斷單元203可執行步驟S602。

步驟S603：生成強制關機信號。

可以理解地，利用信號生成單元204可執行步驟S603。

綜上所述，本發明實施例提供的自動開關機裝置、方法及插排，插排包括DC電源適配器和AC插座，用于分別接入直流負載和交流負載。當接入直流負載后，電流采集模塊采集到的電流值滿足開機條件時，開關模塊使DC電源適配器與第二供電模塊導通，使DC電源適配器可為直流負載供電，即開機；電流采集模塊采集到的電流值滿足關機條件時，開關模塊使DC電源適配器與第二供電模塊斷開，使DC電源適配器停止為直流負載供電，即關機。當接入交流負載后，電流采集模塊采集到的電流值滿足開機條件時，開關模塊使AC插座與第二供電模塊導通，使AC插座可為交流負載供電，即開機；電流采集模塊采集到的電流值滿足關機條件時，AC插座與第二供電模塊斷開，使AC插座停止為交流負載供電，即關機。即DC電源適配器和AC插座兩者獨立，分別滿足開機/關機條件時分別開機/關機，一起滿足開機/關機條件時時一起開機/關機，從而實現插排的全自動開機、關機，避免負載過載、過壓或過熱帶來的安全隱患，同時也能節省能源。

在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。