节能智能插座方案

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1、节能智能插座方案“芯”动向摘要：电器使用越来越多，能源消耗越来越大，尤其是由于人为习惯造成的待机功耗浪费更大。面对生活更加便利，电器更加智能，电器更加节能的要求，节能智能插座成为现在最有效提高人们生活品质、解决节能问题的方法之一。关键词：电能计量芯片、节能智能插座、计量插座、主副孔插座、无线智能插座、待机功耗、智能家居一、节能背景随着科技进步，越来越多的数码产品、电器已进入家庭，如电视机、空调、冰箱、热水器等高能耗电器，为人类的生活创造了非常多的便利，但同时也造成家庭能源消耗的急剧增长，尤其是待机功耗

2、的浪费，与全球范围开始倡导的低碳地球背道而驰。根据国际经济合作组织的一项调查称，各国因待机而消耗的能量约占能耗总数的3％～13％。统计数据为：澳大利12％左右，韩国11％左右，德国10％左右，英国8％左右，日本7％左右，美国5％左右，芬兰5％左右。目前我国城市家庭的平均待机能耗已经占到了家庭总能耗的10%左右，相当于每个家庭使用着一盏15~30W的“长明灯”。待机能耗像一只隐形的吸血虫，在浪费能源的同时形成了巨大的环保压力。“待机能耗”是指具有待机功能的电器设备在不使用的时候，没有断开电源所发生的电能

3、消耗。具有待机能耗的电器设备主要有空调、电脑与通讯系统（包括电脑主机、显示屏、电脑音响、打印机、扫描仪、充电器、路由器等）、家庭视频与音频系统（包括电视机、DVD、VCD、音响、功放、机顶盒、卫星接收器等）。为了避免频繁插拔电器插头的麻烦，许多用户很习惯地采用不断开电源，使电器长期处于待机状态。待机功能在为居民用户提供便利的同时，也造成了大量的能源浪费。同时不断开电器电源，电器长期处于待机或工作状态，还可能会引起灾难性事件。下面是常见电器的待机功耗：如上表，一个家庭中电器齐全，若用户全年不关闭电器，电

4、器处于待机状态，待机功耗浪费956.1度电。若一个城市有50万户家庭，一年的能源浪费可达到4.8亿度电。这不单关系到居民的利益浪费，还造成国家能源的极大浪费，所以降低电器功耗、解决电器待机功耗势在必行；面对强烈的低能耗需求，家电企业不断改善产品，降低工作功耗，尤其是待机功耗，虽然已有明显效果，但电器的更新换代却是一个漫长的时间。随着物联网的兴起，各种节能方案的提出，使家庭的节能需求看到了解决的希望，家电企业或智能家居企业推出各类智能家居系统，在为生活提供便利的同时，也节省能耗，但是今下，一整套智能家居

5、系统的价格居高不下，很难得到普及，所以现在的家庭电器节能仍是一大难题，于是许多企业在配件方面寻找解决方案，针对现有家用电器普及状况推出配件产品，在不改变用户使用习惯或提高体验性前提下，对家用电器进行节能。节能智能插座——现在最有效的节能产品之一，是一种转接装置，经过此插座的转接，再将家用电器接到此插座上，此产品可以主动切断电器电源以节省大量用户，用户也不需要时刻记得关闭电器。节能智能插座的工作功耗基本<0.2W，相当于家电有待机功耗的二十分之一，甚至百分之一。二、节能智能插座实现方式现在市场上大多数节

6、能智能插座的结构主要包括几个部分：电能采集模块、控制器、继电器、人机界面或无线通讯模块。用户通过人机界面或无线通讯模块设置断开的电源条件，可以设置定时断开电器的电源，在设定的时间段内断开电源；设置家用电器耗电阈值，在电器用电低于阈值时，断开电源。控制器通过电能采集模块对电器的电能及功率进行采集，判断电器用电情况，对继电器进行操作以控制电源的开关。此产品可以记录电器的总用电量，显示当前用前功耗等功能，方便用户了解各电器的耗电情况。电能及功率采集模块是节能智能插座的核心部分，若采集到的数据不正确可能会导致

7、误操作，影响平时的正常使用。电能采集模块实现方式主要有3种：1、采用比较器采用这种方式一般只检测电器的电流信号，电压为固定值，将切断功率阈值折算为电流有效值。通过采样电路将电器的电流信号进行采样，与硬件设定的切断阈值进行比较，MCU根据比较器的输出，判断电流与切断阈值的大小关系，控制电器电源的开关。比较器一般使用LM358进行设计。电流信号为交流信号，比较器的参考电压值为固定正向值，电流信号必须使用互感器进行传输，经过整流、滤波，才能连接到比较器的输入端。若电网中存在较大的容性或感性谐波，功率因数（P

8、F）<1，采样到的电流信号有效值误差大，可能导致误操作。由于这种插座内部比较器的参考电压为固定值，切断功率阈值不能改变，所以一般只适用于特定的电器；有些产品可以通过手动调整功率旋钮，改变切断功率阈值，但手动调整准确度低，用户使用不方便。所以这种实现方式一般只适用于特定电器，且电网质量较好的场合。2、采用控制器集成的ADC通过采样电路，配合集成ADC的MCU进行测量。采用这种方式一般只测量电器的电流信号，电压为固定值，根据电流信号大小折算成功率。电流信号为