(江苏省南京市东南大学 210096)
摘要：随着经济发展水平的不断提高以及社会的进步，人们的环保意识越来越强，近年来，家电的节能降耗受到了人们的广泛关注和高度重视。随着节能降耗在人们心中的不断深入，自动关断技术在家用电器节能中的应用越来越广泛，对家庭节能有着重要的意义，同时对整个社会的节能发展具有一定的推动作用。基于这样的认识，本文通过对自动关断技术在家用电器节能中的应用进行详细分析，并相应的提出电路实现的方法，科学验证自动关断技术的有效性和正确性，促进我国家用电器节能的健康发展。
关键词：自动关断技术；家用电器；节能应用；分析探究
引言
目前，自动关断技术深受社会大众的喜爱，已经逐渐发展成为家用电器的主流产品。随着智能家电产品在市场上的不断涌现，很多家电产品都是将简单便捷的使用方法看作是设计的根本出发点，充分体现了家电节能的应用价值。本文对自动开断技术在家用电器节能中应用的具体思路的分析，就是对用户工作状态进行判断，合理有效的对电源进行切除，进而实现节能节电的效果和目的。自动关断技术在家用电器节能中的应用，主要包括对用户工作状态的合理判断、设定合理的自动开断技阀值、防止出现操作失误等方面。
一、自动关断技术在家电多功能插座节能中的具体应用分析
随着人们物质生活水平的不断提高，其生活的内容也逐渐丰富多样，对各种形式家用电器的需求越来越高，其中多功能插座在人们日常家居生活中的应用也越来越常见。但是，人们在应用完插座后常常会出现忘记关闭总开关的现象，并且人们常常会认为只要将电器关闭，就算多功能插座还连着插头也不会产生耗电现象。
实际上，在电器停止运行之后，多功能插座中依然会存在小部分电流通过，所以，电器并没有完全处于停止运行的状态，依然会继续消耗电能。根据数据统计发现，我国的城市家庭用电中，在平均待机耗能方面已经约占到了家庭总体能耗的11%。这相当于一盏30瓦的长明灯一天24小时在都长期运行[1]。由此可以看出，我国家庭对这一小细节的疏忽几乎浪费了上亿度的电能，甚至与三峡工程一年的发电量相同。所以，注重自动关断技术在家用多功能插座中的应用，对我国家电节能发展有着重要的现实意义。
（一）自动关断技术在多功能插座中应用的设计思想
将自动关断技术应用到多功能插座中去，就是在多用插座中的集成电路上增加一个功能模块，让这个多用插座可以在没有电器运行的状态下自动断电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当功能模块没有感受到多功能插座中有正常电器工作的电流，而只有一小部分电流通过时，这时功能模块的计数器就会开始进行计时，这时多功能插座依然是处于运行的工作状态；当功能模块的计数器达到一定的时间标准后，插座中如果还存在小部分电流流通，就会将多功能插座的总开关自动断开；如果计数器在计时过程中又出现电器正常运行的电流时，则会将计数器上的时间清零，让多功能插座依然保持正常的运行状态。
（二）自动关断技术在多功能插座总开关中应用的设计
多功能插座内部的计数器部分在设计过程中最关键的就是对自动关断中延迟时间的设定。因为当前还没有出现可以自动关断的多功能插座，所以计数器在时间的设定方面没有一个准确的标准。通常情况下，将计数器的延迟时间设定为60s，这样不仅可以防止由于时间短而出现失误现象，同时也可以降低因为时间长而产生的电能损耗。并且从经济实用的方面来看，将计数器延迟时间设定为60s具有一定的合理性[2]。在计数器设计中，置数、清零等都是应用同步方法的有74LS163、74LS162；而置数应用同步方式、清零应用异步方式的有74LS160、74LS161；置数和清零都应用异步方式的是74LS290。以上这些器件都可以在一定程度上实现计数器的功能。计数器设计一般都会采用74LS162，而为了有效实现60s计数，需要应用两片74LS162。
多功能插座在关断开关的设计过程中，其主要分为继电器控制电路、继电器、触发开关等部分。继电器是属于常开型的继电器；触发器是一种非自锁型开关，就是需要用手按住才能有效接通电源，只要一松手电源就会断开。当用户在使用的过程中，要先将触发开关按下，让电流通过多功能插座，然后再利用继电器控制电路来开通继电器的开关，这样即使将手松开，也会依然保持电流的正常流通[3]。当用户用电或不用电的时间计数没有达到60s时，继电器会一直保持通电；而当用户停止用电，并且时间计数超过60s时，计数器所输出的高电平就会被看作是控制信号来传给继电器控制电路，进而断开继电器的开关，让多功能插座上没有电流流通，实现多功能插座的自动开段功能。如果用户想要再次使用多功能插座，只要将触发开关按下就可以正常使用。
二、自动关断技术在家电电热毯节能中的应用分析
在寒冷的冬季电热毯是人们经常会用到的一种家用电器，一般情况下，电热毯只分为停止、低温和高温等三个档位。人们有时为了快速的提高温度会直接选择高温，但常常会在睡熟后无法将电热毯关掉，不仅会给人的睡眠造成不良影响，同时还会容易引发火灾[4]。而将自动关断技术应用到家电电热毯节能中去，将人体重量作为电热毯的用电信号，将电热毯调到高温档之后的固定时间里电热毯承受的重量如果保持不变，则表明床上没有人，或者是人已经进入熟睡的状态，这时电热毯就是自动的断开电源。这样不仅可以让人们可以自由的进入睡眠状态，同时还可以提高电热毯使用的安全性。
在电热毯的设计过程中，要对电热毯所要承受的所有可能重量进行采样，然后再运用模数转换器和传感器将采样的结果转换成数字信号形式，开始实时采样，将某一个时间t和另一个时间t+1的采样结果输入到同一个门，如果两次的采样结果是相通的，那么输出的结果为1；如果两次输出的结果不同，那么输出的结果为0。所输出的信号L会和自动关断技术在多功能插座中的应用设计相似。取样的电流利用变压器隔离将其转换成电压信号，从而与参考直流电压相比较，最后输出高低电平信号。其他的后续处理方式也与多功能插座设计相同。
将输出的结果与计数器的置零端相连接，当采样结果出现相同时，表示电热毯上可能没有人，或者是人已经进入熟睡状态，计数器置零端显示为1，当计数器计数到一定的标准时间，会将电热毯的开关自动关闭，这时应用的电路和多功能插座中的自动关断设计也有所相同；而当采样结果出现不同时，表示人们是在清醒的状态下，人们可以自己控制开关，计数器置零端显示为0，这时计数器是不工作的。
结论
总而言之，在电路设计中大部分都是运用电子器件，其中计数器和继电器等芯片的应用较为广泛，并且价格相对较低。从经济实用的方面考虑，可以运用集成电路模块，它所占的空间较小，对电器结构的改变也较小。本文通过以上分析，将自动关断技术应用到家用电器节能中去，不仅可以实现节能的效果，同时还可以广泛的应用到各种家用电器中去，实现节能的目标。
参考文献：
[1]兰岚,万伟民. 自动关断技术在家用电器节能中的应用[J]. 家用电器,2009,05:70-71.
[2]张强. 家用电器的节能理念及应用[J]. 科技风,2013,14:237.
[3]夏松. 智能家居节能控制系统研究与设计[D].杭州电子科技大学,2015.
[4]黄金龙. 基于行为分析的家居节能系统的研究与设计[D].杭州电子科技大学,2014.
论文作者:祁广杰
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/12
标签：多功能论文; 插座论文; 电热毯论文; 节能论文; 计数器论文; 技术论文; 继电器论文; 《电力设备》2016年第14期论文;