插座和电源连接器的制作方法
未命名
08-26
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插座和电源连接器
1.本公开要求于2023年02月28日提交的申请号为202310212107.1、发明名称为“插座、开关组件、保护门组件、用电器和电子装置”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本公开中。
技术领域
2.本公开是关于电气连接技术领域,尤其是关于一种插座和电源连接器。
背景技术:
3.随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。
4.新能源电能,如太阳能发电,开始逐渐进入家庭办公等场景中,太阳能电池属于直流电,因此,逐渐推广直流插头插座势在必行。
技术实现要素:
5.本公开提供了一种插座和电源连接器,所述技术方案如下:
6.一方面,根据本公开,提供了一种插座,包括正极接线组件、负极接线组件、地极接线组件、分断开关和灭弧器件;
7.所述正极接线组件包括正极接线端子、正极插套和正极连接片组件,所述正极连接片组件连接在所述正极接线端子和所述正极插套之间,且包括动触点和静触点;
8.所述负极接线组件包括依次连接的负极接线端子、负极连接片和负极插套,所述地极接线组件包括依次连接的地极接线端子、地极连接片和地极插套;
9.所述分断开关用于当地极插销插入所述地极插套时,驱动所述动触点和所述静触点结合,当所述地极插销从所述地极插套拔出时,恢复所述动触点和所述静触点分离;
10.所述灭弧器件用于当检测到所述动触点和所述静触点由结合切换为分离时,启动灭弧。
11.可选的,所述静触点和所述正极插套电连接,所述动触点和所述正极接线端子电连接,或者,
12.所述静触点和所述正极接线端子电连接,所述动触点和所述正极插套电连接。
13.可选的,所述正极连接片组件包括第一连接片、静触片、动触片和第二连接片;
14.所述静触点位于所述静触片的表面,所述动触点位于所述动触片的表面;
15.所述第一连接片连接在所述正极插套和所述静触片之间,所述第二连接片连接在所述正极接线端子和所述动触片之间。
16.可选的,所述第二连接片具有v型支撑部;
17.所述v型支撑部的底部外表面与所述动触片的底部外表面匹配,所述动触片的底部支撑在所述v型支撑部中,且能在所述v型支撑部中摆动。
18.可选的,所述插座还包括保险丝,所述保险丝连接在所述正极接线端子和所述正
极插套之间。
19.可选的,所述静触点和所述正极插套电连接,所述动触点和所述正极接线端子电连接,所述保险丝连接在正极接线端子和所述动触点之间。
20.可选的,所述静触点和所述正极插套电连接,所述动触点和所述正极接线端子电连接,所述保险丝连接在所述正极插套和所述静触点之间。
21.可选的,连接在所述正极接线端子和所述动触点所在动触片之间的第二连接片,包括第一段和第二段;
22.所述第一段连接在所述保险丝一端和所述动触片之间,所述第二段连接在所述保险丝的另一端和所述正极接线端子之间。
23.可选的,所述分断开关包括具有传动关系的第一运动件和第二运动件;
24.所述第一运动件伸入所述地极插套中,所述第二运动件和所述动触点所在动触片连接;
25.所述分断开关用于当插入所述地极插套的地极插销推动所述第一运动件运动时,所述第一运动件带动所述第二运动件运动,所述第二运动件带动所述动触片运动,以使所述动触点和所述静触点结合,当所述地极插销从所述地极插套拔出,所述第一运动件复位运动时,所述第一运动件带动所述第二运动件运动,所述第二运动件带动所述动触片运动,以使所述动触点和所述静触点分离。
26.可选的,所述分断开关位于所述正极插套和所述负极插套之间,所述第一运动件位于靠近所述分断开关的端部位置处。
27.可选的,所述正极接线端子和所述负极接线端子位于所述分断开关的同一侧,所述地极接线端子位于所述分断开关的长度延伸方向。
28.可选的,所述正极接线端子的正极接线螺钉、所述负极接线端子的负极接线螺钉和所述地极接线端子的地极接线螺钉均平行于所述正极插套的长度方向。
29.可选的,所述正极接线端子、所述负极接线端子和所述地极接线端子,在沿着所述正极插套的长度方向上,呈阶梯状排布;
30.其中,所述地极接线端子和所述正极接线端子分别位于所述负极接线端子的位置相对的两侧。
31.可选的,所述分断开关、所述地极插套和所述地极接线端子依次共线排布;
32.所述正极插套和所述灭弧器件位于所述分断开关的一侧,所述正极接线端子、所述负极插套和所述负极接线端子位于所述分断开关的另一侧。
33.可选的,所述分断开关具体用于当正极插销插入所述正极插套,且地极插销继续进入所述地极插套时,驱动所述动触点和所述静触点结合;
34.在所述正极插销脱离所述正极插套之前,当所述地极插销继续从所述地极插套中拔出时,驱动所述动触点和所述静触点分离。
35.可选的,所述灭弧器件包括灭弧电路板、控制器和灭弧开关,所述控制器和所述灭弧开关均位于所述灭弧电路板的表面;
36.所述灭弧电路板的电源正极和所述正极接线端子电连接,电源负极和所述负极接线端子电连接;
37.所述灭弧开关的一端和所述动触点电连接,另一端和所述静触点电连接;
38.所述控制器用于当检测到所述动触点和所述静触点由结合切换为分离时,控制所述灭弧开关闭合,当检测到所述灭弧开关的闭合时长达到目标时长时,控制所述灭弧开关断开。
39.可选的,所述目标时长大于或等于所述动触点与所述静触点分离至目标距离时所需的时长。
40.可选的,所述插座还包括保护门,所述保护门用于:
41.当所述插头的地极插销未插入所述插座的地极插孔时,所述保护门遮挡所述正极插套、所述负极插套和所述地极插套;
42.当所述地极插销插入所述地极插孔并穿过所述地极插孔继续插入时,所述地极插销推动所述保护门运动,以暴露所述正极插套、所述负极插套和所述地极插套;
43.当所述地极插销从所述地极插套中拔出并脱离所述保护门时,所述保护门复位至遮挡所述正极插套、所述负极插套和所述地极插套。
44.可选的,所述插座的面板包括呈三角形分布的正极插孔、负极插孔和地极插孔;
45.所述地极插孔为圆形孔,所述正极插孔和所述负极插孔均为长条孔,且长条方向垂直;
46.沿着所述正极插孔的宽度方向且过中心点的直线,与沿着所述负极插孔的长度方向且过中心点的直线为同一条直线,且所述直线与所述地极插孔上下排布。
47.另一方面,提供了一种电源连接器,所述电源连接器包括插头和上述所述的插座,所述插头和所述插座可插拔电连接。
48.在本公开所示的方案中,该插座由不带电的地极插销向地极插套插入中,触发分断开关,控制动触点和静触点结合,可以增强插头的使用安全性。
49.插头向插座中插入中,正极插销先进入到正极插套中,而后,地极插销继续插入地极插套中,再触发分断开关,控制动触点和静触点结合。这种,插销先伸入至插套中,并伸入插套一定深度以后,动触点和静触点再结合,可以避免用户手指碰触到正极插销而触电,进而增强插座的使用安全性。
50.插头拔出时,灭弧器件的控制器可以检测到地极插销拔出地极插销刚拔出时,动触点和静触点依然处于结合状态,等拔出一段距离时,才会分离,控制灭弧开关闭合,那么,此时,灭弧开关所在短路线路,将动触点和静触点短路掉,那么,电流不再动触点和静触点传输。而一旦动触点和静触点之间无较大电流通过,那么,便不会将两者之间的空气击穿,进而不会因为击穿空气而产生电火花即拉弧。
51.所以,该插座能够很好地缓解甚至解决动触点和静触点在分离的瞬间出现严重的拉弧现象的问题,进而可以延长插座的使用寿命,提升插座的安全性。
52.应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
53.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中:
54.图1是根据实施例示出的一种电源连接器的结构示意图;
55.图2是根据实施例示出的一种插座的爆炸结构示意图;
56.图3是根据实施例示出的一种插座的开关组件的结构示意图;
57.图4是根据实施例示出的一种正极接线组件、负极接线组件和地极接线组件的结构示意图;
58.图5是根据实施例示出的一种动触片和v型支撑部配合的结构示意图;
59.图6是根据实施例示出的一种分断开关的结构示意图;
60.图7是根据实施例示出的一种插头刚插入插座中,而插销未插入插套中,动触点和静触点处于分离状态的示意图;
61.图8是根据实施例示出的一种正极插销刚伸入正极插套中,而动触点和静触点依然处于分离状态的示意图;
62.图9是根据实施例示出的一种插头插到与插座碰触,动触点和静触点处于结合状态的示意图;
63.图10是根据实施例示出的一种插座的开关组件的结构示意图。
64.图例说明
65.100、插座;1001、正极插销;1002、负极插销;1003、地极插销。
66.200、插座。
67.1、正极接线组件;11、正极接线端子;12、正极插套;13、正极连接片组件;111、正极接线螺钉;121、接线柱;131、第一连接片;132、静触片;133、静触点;134、动触片;135、动触点;136、第二连接片;1361、第一段;1362、第二段;1363、v型支撑部。
68.2、负极接线组件;21、负极接线端子;22、负极插套;23、负极连接片。
69.3、地极接线组件;31、地极接线端子;32、地极插套;33、地极连接片。
70.4、分断开关;41、第一运动件;42、第二运动件。
71.5、灭弧器件;51、灭弧电路板。
72.6、保险丝。
73.7、保护门。
74.8、底座。
75.9、固定架。
76.10、面板;101、正极插孔;102、负极插孔;103、地极插孔。
77.通过上述附图,已示出本公开明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
78.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
79.本公开的实施方式部分使用的术语仅用于对本公开的实施例进行解释,而非旨在限定本公开。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来
区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则所述相对位置关系也可能相应地改变。
80.本实施例涉及到一种电源连接器,该电源连接器具体可以是直流电源连接器,如图1所示,该电源连接器包括插头100和插座200,插头100与插座200可插拔电连接。其中,插座200可以是安装在墙壁上的墙壁插座,也可以是移动式的插排,为便于介绍,本实施例中的附图可以以墙壁插座进行示例,移动式的插排的结构与之类似,不再一一赘述。
81.该插座根据其输出电压分类,可以是低压插座,也可以是高压插座,例如,可以是48v插座,也可以是400v插座,如具体可以为400v-10a的墙壁插座。对于400v插座,其电压较高,为了使用安全性,可以在正极线路上布置动触点和静触点,当动触点和静触点结合以后,正极线路才有电流。但是,由于插座的电压比较大,当动触点和静触点刚刚分离的瞬间,动触点和静触点之间的距离比较近,两者之间的较高电压差,会将动触点和静触点之间的空气击穿,而产生较为严重的拉弧现象。而拉弧会灼烧动触点和静触点,还会灼烧到动触点和静触点周围的塑胶件,严重影响插座的使用寿命,甚至会引发着火事故,所以,对于直流插座,尤其是对于高压直流插座,关键技术在于解决其拉弧问题。
82.本实施例提供了一种插座,能够减小甚至避免拉弧,提高插座的使用寿命,以及增强插座的使用安全性。下面将详细介绍该插座的具体结构,在介绍插座的结构之前,首先介绍直流插头和直流插座的特点。
83.如图1所示,对于三极的直流插头,插头100包括正极插销1001、负极插销1002和地极插销1003,其中,正极插销1001和负极插销1002的形状均为矩形扁平状,两者所在平面相互垂直,而地极插销1003的形状为柱状,其端部的外表面为球面,而且,正极插销1001的伸出长度和负极插销1002的伸出长度相等,均小于地极插销1003的伸出长度,其中,伸出长度,也即是伸出于插头的头部的长度,也即是,插销的外露长度。
84.如图2所示,插座包括底座8、开关组件a、固定架9、保护门7和面板10,其中,开关组件a装配在底座8中,底座8用于与安装在墙壁里的插座预埋盒固定连接。固定架9作为上盖,盖合在底座8上,将开关组件a装配在固定架9和底座8形成的装配空间中。固定架9的上表面具有保护门安装空间,保护门7及其保护门配件(如复位扭簧等)装配在固定架9的保护门安装空间中。面板10将固定架9罩在其中,并固定在底座8上,面板10安装在墙壁外,如图2所示,面板10的表面具有供插头的插销插入的正极插孔101、负极插孔102和地极插孔103。
85.继续参考图1所示,正极插孔101与正极插销1001匹配,负极插孔102与负极插销1002匹配,地极插销1003与地极插销1003匹配,所以,正极插孔101和负极插孔102均为长条孔,且两者的长条孔的长度方向互为垂直,而地极插孔103为圆形孔。
86.关于正极插孔101、负极插孔102和地极插孔103三者之间的位置关系,如图2所示,正极插孔101、负极插孔102和地极插孔103在面板10上呈三角形分布,而且,沿着负极插孔102的长度方向且过其中心点的直线,与沿着正极插孔101的宽度方向且过其中心点的直线,为同一条直线,且该直线与地极插孔103上下排布。
87.以上是直流插头和直流插座的简要结构特点,下面将详细介绍插座的开关组件a的结构特征。
88.如图3所示,插座的开关组件a包括正极接线组件1、负极接线组件2、地极接线组件3、分断开关4和灭弧器件5。
89.如图4所示,正极接线组件1包括正极接线端子11、正极插套12和正极连接片组件13,正极连接片组件13连接在正极接线端子11和正极插套12之间,且包括动触点135和静触点133。
90.如图4所示,负极接线组件2包括依次连接的负极接线端子21、负极连接片23和负极插套22。
91.继续参考图4所示,地极接线组件3包括依次连接的地极接线端子31、地极连接片33和地极插套32。
92.其中,正极接线端子11用于实现墙壁内的正极电源线与正极插套12电连接,负极接线端子21用于实现墙壁内的负极电源线与负极插套22电连接,地极接线端子31用于实现墙壁内的地极电源线与地极插套32电连接。
93.在一种情况下,正极接线端子11和正极插套12一体成型,负极接线端子21和负极插套22一体成型,地极接线端子31和地极插套32一体成型。其中,多个正极接线端子11均电连接在同一个正极导电条上,多个负极接线端子21均电连接在同一个负极导电条上,多个负极接线端子21均电连接在同一个地极导电条上。上述正极导电条、负极导电条和地极导电条分别电连接到电源线的正极电源线、负极电源线和地极电源线上。由此可得到具有多位三插孔的插座。
94.在另一情形下,正极接线端子11、负极接线端子21和地极接线端子31均为螺钉接线端子,并得到适用于墙壁插座,该三者的接线原理相似,具体如下:
95.可以参考图4所示,接线端子包括接线室和接线螺钉,接线螺钉的螺柱部从接线室的侧部伸入至接线室中。接线室的顶部和底部敞口,接线组件的连接片的一端与插套连接,另一端从接线室的顶部伸入至接线室中,接线螺钉的端部顶在连接片的表面。墙壁内的电源线从接线室的底部,伸入至接线室。接线螺钉拧紧,以使伸入至接线室内的连接片和电源线紧密接触,增强电连接稳定性。
96.需要指出的是,上述所述的顶部是以面板10所在方向为顶部,以底座8所在方向为底部,上述所述的接线端子为正极接线端子11或负极接线端子21或地极接线端子31,上述所述的接线螺钉为正极接线螺钉111或负极接线螺钉211或地极接线螺钉311,上述所述的接线室为正极接线室112或负极接线室212或地极接线室312,上述所述的连接片为正极连接片组件13中的一段连接片,或负极连接片23或地极连接片33。
97.关于上述三个插套的特征,正极插套12与正极插孔101的位置相对,且形状匹配,负极插套22与负极插孔102的位置相对,且形状匹配,地极插套32与地极插孔103的位置相对,且形状匹配。
98.所以,如图4所示,正极插套12开口呈长条状,负极插套22的开口呈长条状,且两者的长度方向垂直,地极插套32的开口虽然呈长条状,但是与供地极插销1003接触的内表面为柱面,和地极插销1003的外表面匹配。
99.这样,插头插入插座的过程中,正极插销1001穿过正极插孔101,伸入至正极插套
12中,与正极插套12电连接,负极插销1002穿过负极插孔102,伸入至负极插套22中,与负极插套22电连接,地极插销1003穿过地极插孔103,伸入至地极插套32中,与地极插套32电连接。
100.通常,插销插入至插套中,两者电连接以后,插头和插座之间便具有电力传输,但是考虑到用户插拔插头中的安全性,相应的,正极线路上布置有动触点和静触点,当插头插入至插座中,且动触点和静触点结合以后,插头和插座之间才具有电力传输。
101.其中,正极线路也即是正极接线端子11和正极插套12之间的线路,所以,如图4并参考图5所示,连接正极接线端子11和正极插套12的正极连接片组件13包括动触点135和静触点133,因动触点135位于动触片的表面,静触点133位于静触片的表面,所以,如图4所示,正极连接片组件13包括静触片132、静触点133、动触片134和动触点135。
102.如上述所述,动触点135和静触点133连接在正极接线端子11和正极插套12之间,例如,如图4所示,静触点133和正极插套12电连接,动触点135和正极接线端子11电连接。当然,也可以是,静触点133和正极接线端子11电连接,动触点135和正极插套12电连接。
103.本实施例对动触点135与正极接线端子11电连接,还是静触点133与正极接线端子11电连接,不做具体限定,可以根据插座的装配情况,灵活选择,本实施例中可以以动触点135与正极接线端子11电连接进行示例。
104.其中,动触点135与正极接线端子11电连接,因动触点135位于动触片134的表面,所以,如图4所示,动触片134与正极接线端子11电连接,同样,如图4所示,静触片132与正极插套12电连接。
105.在一种示例中,为了实现静触片132与正极插套12电连接,如图4所示,正极连接片组件13还包括第一连接片131,第一连接片131连接在静触片132和正极插套12之间。
106.在一种示例中,正极插套12、第一连接片131和静触片132可以通过一体加工而成,例如,将金属片(如铜片)加工出来以后,根据正极插套12、第一连接片131和静触片132在底座8中的布局方式,以及各自的形状特征,对金属片进行切割和弯折等处理,可以得到如图4所示的正极插套12、第一连接片131和静触片132。
107.在一种示例中,为了实现动触片134与正极接线端子11电连接,如图4所示,正极连接片组件13还可以包括第二连接片136,第二连接片136连接在动触片134和正极接线端子11之间。
108.在一种示例中,动触点135可以通过摆动的方式,与静触点133结合和分离,那么,动触片134可以做摆动运动,相应的,如图5所示,第二连接片136(即第二连接片136的第一段1361)具有v型支撑部1363,v型支撑部1363的底部外表面与动触片134的底部外表面匹配,动触片134的底部支撑在v型支撑部1363中,且能在v型支撑部1363中摆动。
109.其中,如图5所示,动触片134的底部外表面为球面,v型支撑部1363的底部内表面为弧面,两者匹配。
110.在一种示例中,如图3所示,该插座的开关组件包括分断开关4,分断开关4用来控制动触点135和静触点133的结合和分离,具体的,分断开关4用于当地极插销1003插入地极插套32时,驱动动触点135和静触点133结合,当地极插销1003从地极插套32拔出时,恢复动触点135和静触点133分离。
111.为了实现分断开关4的上述功能,相应的,如图6所示,分断开关4包括具有传动关
系的第一运动件41,如图7所示,分断开关4还包括第二运动件42,其中,如图6并参考图3所示,第一运动件41位于地极插套32的底部,如第一运动件41伸入至地极插套32中且位于地极插套32的底部,以使地极插销1003插入至地极插套32中时,能够碰触到第一运动件41,在地极插销1003继续插入中,地极插销1003能够推动第一运动件41运动,而第二运动件42和动触点135所在动触片134连接,以使第二运动件42在运动中能够带动动触片134摆动。
112.这样,如图7至图9所示,分断开关4用于当插入地极插套32的地极插销1003推动第一运动件41运动时,第一运动件41带动第二运动件42运动,第二运动件42带动动触片134运动,以使动触点135和静触点133结合,当地极插销1003从地极插套32拔出,第一运动件41复位运动时,第一运动件41带动第二运动件42运动,第二运动件42带动动触片134运动,以使动触点135和静触点133分离。
113.在一种示例中,如图8所示,当正极插销1001进入到正极插套12中时,插头的头部底面与面板10的表面之间的间距依然比较大,那么用户的手指有可能会触碰到正极插销1001,如果此时动触点135和静触点133结合,则正极插销1001带电,那么用户将会发生触电。
114.为了避免用户在插拔插头中,因手指碰触到正极插销,而发生触电的情况,相应的,分断开关4具体用于当正极插销1001插入正极插套12,且地极插销1003继续进入地极插套32时,驱动动触点135和静触点133结合,可以参考图8和图9所示。而在正极插销1001脱离正极插套12之前,当地极插销1003继续从地极插套32中拔出时,驱动动触点135和静触点133分离。
115.其中,分断开关4的上述功能,使得插座具备不带电插拔。不带电插拔也即是,插头插入插座的过程中,正极插销1001进入正极插套12中以后,例如,正极插销1001伸入至正极插套12一定深度以后,动触点135和静触点133再结合,此时,插头和插座之间的电连接接通,正极插销1001中虽然带电,但是插头100的头部底面与面板10的上表面之间的间距已经比较小了,用户的手指难以伸入,所以基本不会发生触电。
116.反之,用户将插头从插座中拔出时,分断开关4在正极插销1001脱离正极插套12之间,先驱动动触点135和静触点133先分离,而后插头继续拔出中,虽然,此后插头的头部底面与面板上表面之间的间距越来越大,大到用户的手指可以伸入,但是由于此时,动触点135和静触点133已经分离,所以,用户的手指即使碰触到正极插销1001,也不会发生触电。
117.需要指出的是,为了使插座实现不带电插拔功能,那么在插座的设计阶段,可以通过仿真实验模拟插头插拔插座的过程,来调整插座的参数,在加工阶段,可以通过多次试验来达到上述效果。
118.上述是关于分断开关4的功能介绍,下面将介绍分断开关4的位置,如图3所示,分断开关4位于正极插套12和负极插套22之间,第一运动件41位于靠近分断开关4的端部位置处,且位于地极插套32的底部沿着长度方向的一端。分断开关4的这种位置关系,在插座中较为紧凑,有利于减小插座的体积。
119.关于正极接线端子11、负极接线端子21和地极接线端子31的位置关系,通常情况下,接线端子的位置紧邻与其电连接的插套的位置,例如,如图3和图4所示,负极接线端子21紧邻负极插套22,地极接线端子31紧邻地极插套32,但是由于正极接线端子11和正极插套12之间布置有动触点135和静触点133,而且,分断开关4的第二运动件42与动触片134连
接,所以,正极接线端子11和正极插套12分布在分断开关4的沿着宽度方向的两侧。
120.因此,正极接线端子11和负极接线端子21均位于分断开关4的负极插套22所在侧,也即是,正极接线端子11、负极接线端子21和负极插套22三者位于分断开关4的同一侧。
121.关于地极接线端子31,由于地极接线端子31紧邻地极插套32,而分断开关4的第一运动件41位于地极插套32的底部,第一运动件41布置在分断开关4的沿着长度方向的一端,所以,如图3所示,地极接线端子31可以位于分断开关4的长度延伸方向。
122.其中,地极接线端子31位于分断开关4的长度延伸方向,例如,如图3所示,地极接线端子31、地极插套32和分断开关4三者共线排布。
123.继续参考图3所示,正极接线端子11的正极接线螺钉111、负极接线端子21的负极接线螺钉211和地极接线端子31的地极接线螺钉311均平行于正极插套12的长度方向。
124.继续参考图3所示,正极接线端子11、负极接线端子21和地极接线端子31,在沿着正极插套12的长度方向上,呈阶梯状排布。其中,地极接线端子31和正极接线端子11分别位于负极接线端子21的位置相对的两侧。也即是,在沿着负极插套22的长度方向上,正极接线端子11位于负极接线端子21的一侧,地极接线端子31位于负极接线端子21的另一侧,这两侧位置相对。也可以理解为,正极接线端子11、负极接线端子21和地极接线端子31三者呈阶梯状排布,负极接线端子21为中间台阶。
125.正极接线端子11、负极接线端子21和地极接线端子31的上述位置排布较为紧凑,有利于减小插座的尺寸和体积,有利于插座的小型化发展。
126.在一种示例中,如上述所述,动触点135和静触点133在分离的瞬间,容易在两者之间产生较为严重的拉弧现象,为了减弱拉弧现象,相应的,如图3所示,插座还包括灭弧器件5,灭弧器件5用于当检测到动触点135和静触点133由结合切换为分离时,启动灭弧,当检测到灭弧时长达到目标时长时,关闭灭弧。
127.如图3所示,灭弧器件5包括灭弧电路板51、控制器和灭弧开关,控制器和灭弧开关均位于灭弧电路板51的表面。
128.由于灭弧器件5的控制器需要实时检测动触点135和静触点133的状态,所以,控制器需要一直处于工作状态,那么,为了向灭弧电路板51提供电能,相应的,灭弧电路板51的电源正极和正极接线端子11电连接,电源负极和负极接线端子21电连接。
129.如上述所述,正极接线端子11与动触点135之间通过第二连接片136连接,也即是,正极接线端子11与第二连接片136处于连接状态,那么,如图3所示,灭弧电路板51的电源正极可以通过导线,接在第二连接片136(如第二连接片136的第一段1361)上。
130.继续参考图3所示,灭弧电路板51的电源负极,可以通过导线,接在负极连接片23上。
131.在一种示例中,灭弧器件5是通过将动触点135和静触点133短路掉,而实现灭弧,那么,需要在动触点135和静触点133之间接短路线路,而该短路线路只在动触点135和静触点133即将分离时通电。
132.那么,相应的,灭弧电路板51上的灭弧开关的一端和动触点135电连接,另一端和静触点133电连接,灭弧开关所在线路,形成短路线路。
133.关于灭弧开关的一端与动触点135电连接,如上述所述,动触点135与第二连接片136电连接,所以,灭弧开关的一端可以与第二连接片136连接,又考虑到灭弧开关位于灭弧
电路板51上,所以可以是第二连接片136与灭弧电路板51电连接,而该电连接位置再通过灭弧电路板51的走线,与灭弧开关的一端电连接。
134.如图10所示,由于第二连接片136与灭弧电路板51的电源正极电连接,所以,灭弧开关的一端可以通过灭弧电路板51上的走线,与电源正极电连接,进而实现灭弧开关的一端与动触点135电连接。
135.关于灭弧开关的另一端与静触点133电连接,如上述所述,静触点133所在静触片132与第一连接片131连接,而第一连接片131与正极插套12电连接,所以,如图10所示,只需让第一连接片131或者正极插套12与灭弧开关的另一端电连接。而灭弧开关位于灭弧电路板51上,所以可以是第一连接片131或者正极插套12,与灭弧电路板51电连接,而该电连接位置再通过灭弧电路板51的走线,与灭弧开关的另一端电连接。
136.所以,如图3并参考图4所示,正极插套12具有接线柱121,接线柱121接在灭弧电路板51上,接线柱121与灭弧电路板51所连位置,与灭弧开关的另一端电连接。
137.这样,控制器用于当检测到动触点135和静触点133由结合切换为分离时,控制灭弧开关闭合,当检测到灭弧开关的闭合时长达到目标时长时,控制灭弧开关断开。
138.可见,动触点135和静触点133即将分离时,灭弧开关闭合,使得灭弧开关所在的短路线路接通,那么,动触点135和静触点133之间的压差形成的电流,便在短路线路上传输,而不在动触点135和静触点133之间传输。而一旦动触点135和静触点133之间无较大电流通过,那么,便不会将两者之间的空气击穿,进而不会因为击穿空气而产生电火花(即拉弧)。
139.考虑到灭弧开关为电子开关,电子开关会存在功耗,而且功耗通常比较大,所以,当控制器检测到灭弧开关的闭合时长达到目标时长时,便可以控制灭弧开关断开。
140.其中,目标时长大于或等于动触点135与静触点133分离至目标距离时所需的时长。
141.其中,目标距离是动触点135与静触点133在该间距下,所在电路为断路,例如,目标距离可以为2毫米。
142.在一种示例中,可以通过动触点135与静触点133分离时的摆动速度,以及目标距离,计算出目标时长,例如,目标时长为0.02秒或0.03秒,或者为两者之间的数值。
143.以上是关于灭弧器件5的电连接关系,关于灭弧器件5在插座中的位置关系,灭弧器件5可以和正极插套12位于分断开关4的同一侧。例如,如图3所示,分断开关4、地极插套32和地极接线端子31三者共线排布,也即是,分断开关4的沿着长度方向的中线和地极接线组件3的沿着长度方向的中线,位于同一直线上,正极接线端子11、负极插套22和负极接线端子21位于该直线的一侧,灭弧器件5和正极插套12位于该直线的另一侧。
144.在一种示例中,为了使插座内的零件紧凑排布,相应的,如图3所示,灭弧器件5的灭弧电路板51在对应正极插套12的位置处具有缺口,正极插套12布置在缺口中,这样可以减少插座的沿着分断开关4宽度方向的尺寸。
145.在一种示例中,为了在灭弧器件5的灭弧功能失效时,切断线路,例如,在灭弧电路板51出现故障时,或者在灭弧开关出现故障时,切断线路,相应的,如图10所示,插座还包括保险丝6,保险丝6连接在正极接线端子11和正极插套12之间。
146.作为一种示例,如图10所示,在静触点133和正极插套12电连接,动触点135和正极接线端子11电连接的方案中,保险丝6连接在正极接线端子11和动触点135之间。
147.例如,如图10所示,连接在正极接线端子11和动触片134之间的第二连接片136,包括第一段1361和第二段1362,第一段1361连接在保险丝6一端和动触片134之间,第二段1362连接在保险丝6的另一端和正极接线端子11之间。
148.当然,在静触点133和正极插套12电连接,动触点135和正极接线端子11电连接的方案中,保险丝6也可以连接在正极插套12和静触片132之间。该方案中,第一连接片131将会被保险丝6划分为两段,一段连接在保险丝6与正极插套12之间,另一段连接在保险丝6和静触片132之间。
149.这样,在灭弧器件5的灭弧功能失效时,保险丝6可以迅速断开,从而切断正极接线端子11和正极插套12之间的电连接,增强插座的使用安全性。
150.为了进一步增强插座的安全性,例如,为了避免儿童的手指伸入至面板10上的插孔,而触碰到插套,相应的,如图2所示,插座还可以包括保护门7,保护门7及其保护门配件(如复位扭簧等)装配在固定架9的保护门安装空间中。
151.其中,保护门7用于当插头的地极插销1003未插入插座的地极插孔103时,保护门7遮挡正极插套12、负极插套22和地极插套32;当地极插销1003插入地极插孔103并穿过地极插孔103继续插入时,地极插销1003推动保护门7运动,以暴露正极插套12、负极插套22和地极插套32;当地极插销1003从地极插套32中拔出并脱离保护门7时,保护门7复位至遮挡正极插套12、负极插套22和地极插套32。
152.在一种示例中,保护门7可以是滑动式的保护门,也可以是旋转式的保护门,本实施例对保护门7的运动方式不作具体限定,图2所示的保护门为旋转式的保护门。
153.例如,地极插销1003插入时,推动保护门7按照逆时针旋转,保护门7不再遮挡正极插套12和负极插套22,也即是,将正极插套12和负极插套22暴露出来。而当地极插销1003拔出时,保护门7在复位扭簧的作用下,按照顺时针旋转,以复位至遮挡正极插套12、负极插套22和地极插套32。
154.基于上述所述,插头插入插座的过程中,由于地极插销1003的长度长于正极插销1001和负极插销1002,所以,地极插销1003先穿过地极插孔103,而推动保护门7旋转,以暴露正极插套12和负极插套22。插头继续插入中,正极插销1001逐渐进入到正极插套12中,负极插销1002逐渐进入到负极插套22中。插头继续插入中,地极插销1003开始推动分断开关4的第一运动件41运动,而当第一运动件41运动到一定程度时,会带动第二运动件42运动(如迅速运动),使得第二运动件42,带动动触片134摆动(如迅速摆向静触片132),使动触点135和静触点133结合(如迅速结合)。
155.插头从插座中拔出的过程中,地极插销1003对分断开关4的第一运动件41的压力减小,第一运动件41开始进行复位运动,当复位运动至一定程度时,会带动第二运动件42运动,使得第二运动件42,带动动触片134摆动,使动触点135和静触点133分离。插头继续拔出中,正极插销1001脱离正极插套12,负极插销1002脱离负极插套22,之后,地极插销1003脱离地极插套32。插头继续拔出中,地极插销1003逐渐向远离保护门7的方向移动,对保护门7的压力减小,使得保护门7在复位扭簧作用下,发生复位运动,当地极插销1003离开保护门7时,保护门7复位至遮挡正极插套12、负极插套22和地极插套32。
156.其中,在动触点135与静触点133即将分离时,灭弧电路板51上的控制器,能够检测到,从而控制灭弧电路板51上的灭弧开关闭合,将动触点135和静触点133短路掉,进而避免
两者之间产生拉弧。
157.由上述可见,该插座由不带电的地极插销1003向地极插套32插入中,触发分断开关4,控制动触点135和静触点133结合,可以增强插头的使用安全性。
158.插头向插座中插入中,正极插销1001先进入到正极插套12中,而后,地极插销1003继续插入地极插套32中,再触发分断开关4,控制动触点135和静触点133结合。这时,插销先伸入至插套中,并伸入插套一定深度以后,动触点135和静触点133再结合,可以避免用户手指碰触到正极插销而触电,进而增强插座的使用安全性。
159.插头拔出时,灭弧器件的控制器可以检测到地极插销拔出(地极插销刚拔出时,动触点135和静触点133依然处于结合状态,等拔出一段距离时,才会分离),控制灭弧开关闭合,那么,此时,灭弧开关所在短路线路,将动触点135和静触点133短路掉,那么,电流不再动触点135和静触点133传输。而一旦动触点135和静触点133之间无较大电流通过,那么,便不会将两者之间的空气击穿,进而不会因为击穿空气而产生电火花(即拉弧)。
160.所以,该插座能够很好地解决动触点135和静触点133在分离的瞬间出现严重的拉弧现象的问题,进而可以延长插座的使用寿命,增强插座的安全性。
161.本实施例还提供了一种电源连接器,如图1所示,该电源连接器包括插头100和上述所述的插座200,插头100和插座200可插拔电连接。
162.以上所述仅为本公开的可选实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
技术特征:
1.一种插座,其特征在于,包括正极接线组件(1)、负极接线组件(2)、地极接线组件(3)、分断开关(4)和灭弧器件(5);所述正极接线组件(1)包括正极接线端子(11)、正极插套(12)和正极连接片组件(13),所述正极连接片组件(13)连接在所述正极接线端子(11)和所述正极插套(12)之间,且包括动触点(135)和静触点(133);所述负极接线组件(2)包括依次连接的负极接线端子(21)、负极连接片(23)和负极插套(22),所述地极接线组件(3)包括依次连接的地极接线端子(31)、地极连接片(33)和地极插套(32);所述分断开关(4)用于当地极插销(1003)插入所述地极插套(32)时,驱动所述动触点(135)和所述静触点(133)结合,当所述地极插销(1003)从所述地极插套(32)拔出时,恢复所述动触点(135)和所述静触点(133)分离;所述灭弧器件(5)用于当检测到所述动触点(135)和所述静触点(133)由结合切换为分离时,启动灭弧。2.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述正极连接片组件(13)包括第一连接片(131)、静触片(132)、动触片(134)和第二连接片(136);所述静触点(133)位于所述静触片(132)的表面,所述动触点(135)位于所述动触片(134)的表面;所述第一连接片(131)连接在所述正极插套(12)和所述静触片(132)之间,所述第二连接片(136)连接在所述正极接线端子(11)和所述动触片(134)之间。3.根据权利要求2所述的插座,其特征在于,所述第二连接片(136)具有v型支撑部(1363);所述v型支撑部(1363)的底部外表面与所述动触片(134)的底部外表面匹配,所述动触片(134)的底部支撑在所述v型支撑部(1363)中,且能在所述v型支撑部(1363)中摆动。4.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述插座还包括保险丝(6),所述保险丝(6)连接在所述正极接线端子(11)和所述正极插套(12)之间。5.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述分断开关(4)包括具有传动关系的第一运动件(41)和第二运动件(42);所述第一运动件(41)伸入所述地极插套(32)中,所述第二运动件(42)和所述动触点(135)所在的动触片(134)连接;所述分断开关(4)用于当插入所述地极插套(32)的地极插销(1003)推动所述第一运动件(41)运动时,所述第一运动件(41)带动所述第二运动件(42)运动,所述第二运动件(42)带动所述动触片(134)运动,以使所述动触点(135)和所述静触点(133)结合;当所述地极插销(1003)从所述地极插套(32)拔出,所述第一运动件(41)复位运动时,所述第一运动件(41)带动所述第二运动件(42)运动,所述第二运动件(42)带动所述动触片(134)运动,以使所述动触点(135)和所述静触点(133)分离。6.根据权利要求5所述的插座,其特征在于,所述分断开关(4)位于所述正极插套(12)和所述负极插套(22)之间,所述第一运动件(41)位于靠近所述分断开关(4)的端部位置处。7.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述正极接线端子(11)和所述负极接线端子(21)位于所述分断开关(4)的同一侧;
所述地极接线端子(31)位于所述分断开关(4)的长度延伸方向。8.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述正极接线端子(11)、所述负极接线端子(21)和所述地极接线端子(31),在沿着所述正极插套(12)的长度方向上,呈阶梯状排布;其中,所述地极接线端子(31)和所述正极接线端子(11)分别位于所述负极接线端子(21)的位置相对的两侧。9.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述分断开关(4)、所述地极插套(32)和所述地极接线端子(31)依次共线排布;所述正极插套(12)和所述灭弧器件(5)位于所述分断开关(4)的一侧,所述正极接线端子(11)、所述负极插套(22)和所述负极接线端子(21)位于所述分断开关(4)的另一侧。10.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述分断开关(4)具体用于当正极插销(1001)插入所述正极插套(12),且地极插销(1003)继续进入所述地极插套(32)时,驱动所述动触点(135)和所述静触点(133)结合;在所述正极插销(1001)脱离所述正极插套(12)之前,当所述地极插销(1003)继续从所述地极插套(32)中拔出时,驱动所述动触点(135)和所述静触点(133)分离。11.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述灭弧器件(5)包括灭弧电路板(51)、控制器和灭弧开关,所述控制器和所述灭弧开关均位于所述灭弧电路板(51)的表面;所述灭弧电路板(51)的电源正极和所述正极接线端子(11)电连接,电源负极和所述负极接线端子(21)电连接;所述灭弧开关的一端和所述动触点(135)电连接,另一端和所述静触点(133)电连接;所述控制器用于当检测到所述动触点(135)和所述静触点(133)由结合切换为分离时,控制所述灭弧开关闭合,当检测到所述灭弧开关的闭合时长达到目标时长时,控制所述灭弧开关断开。12.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述目标时长大于或等于所述动触点(135)与所述静触点(133)分离至目标距离时所需的时长。13.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述插座还包括保护门(7),所述保护门(7)用于:当所述插头的地极插销(1003)未插入所述插座的地极插孔(103)时,所述保护门(7)遮挡所述正极插套(12)、所述负极插套(22)和所述地极插套(32);当所述地极插销(1003)插入所述地极插孔(103)并穿过所述地极插孔(103)继续插入时,所述地极插销(1003)推动所述保护门(7)运动,以暴露所述正极插套(12)、所述负极插套(22)和所述地极插套(32);当所述地极插销(1003)从所述地极插套(32)中拔出并脱离所述保护门(7)时,所述保护门(7)复位至遮挡所述正极插套(12)、所述负极插套(22)和所述地极插套(32)。14.根据权利要求1所述的插座,其特征在于,所述插座的面板(10)包括呈三角形分布的正极插孔(101)、负极插孔(102)和地极插孔(103);所述地极插孔(103)为圆形孔,所述正极插孔(101)和所述负极插孔(102)均为长条孔,且长条方向垂直;沿着所述正极插孔(101)的宽度方向且过中心点的直线,与沿着所述负极插孔(102)的长度方向且过中心点的直线为同一条直线,且所述直线与所述地极插孔(103)上下排布。
15.一种电源连接器,所述电源连接器包括插头(100)和权利要求1至14任一所述的插座(200),所述插头(100)和所述插座(200)可插拔电连接。
技术总结
本公开是关于一种插座和电源连接器,属于电气连接技术领域。该插座包括正极接线组件、负极接线组件、地极接线组件、分断开关和灭弧器件;所述正极接线组件包括正极接线端子、正极插套和正极连接片组件,所述正极连接片组件连接在所述正极接线端子和所述正极插套之间,且包括动触点和静触点;所述分断开关用于当地极插销插入所述地极插套时,驱动所述动触点和所述静触点结合,当所述地极插销从所述地极插套拔出时,恢复所述动触点和所述静触点分离;所述灭弧器件用于当检测到所述动触点和所述静触点由结合切换为分离时,启动灭弧。采用本公开,可以延长插座的使用寿命,提升插座的安全性。全性。全性。
技术研发人员:章卫军 罗特苗 朱磊 李富裕 柴奇凯
受保护的技术使用者:公牛集团股份有限公司
技术研发日:2023.06.20
技术公布日:2023/8/24
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