(57)【要約】外部電源と接続するための電源入力インターフェースと、外部の電子機器と接続するための電源出力インターフェースと、電源入力インターフェースから電源出力インターフェースへ入力した電圧又は電流の強さを制御する、又は電源出力インターフェースのオンとオフを制御するための制御ユニットと、外部の電子機器の電力パラメータを採集し出力するためのサンプリングユニットと、サンプリングユニットからの出力信号を処理し、制御ユニットへ制御信号を発送するための中央処理ユニットと、中央処理ユニットが作業するための必要なデータを記憶するためのデータ記憶ユニットと、を備える省エネルギー制御装置を提供した。更に前記省エネルギー制御装置を有する電源コネクタ及びスイッチ装置を提供した。【選択図】図１Ａ
2012529259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の電源と接続するための電源入力インターフェースと、
外部の電子機器と接続するための電源出力インターフェースと、
前記電源入力インターフェースから前記電源出力インターフェースへ伝送した電圧又は電流の大きさの制御、又は前記電源出力インターフェースの接続と切断の制御を行うための制御ユニットと、
前記外部の電子機器の電力パラメータの採集と出力をするためのサンプリングユニットと、
前記制御ユニットと前記サンプリングユニットに夫々接続され、前記サンプリングユニットからの出力信号を処理すると共に、前記制御ユニットへ制御信号を出力するための中央処理ユニットと、
前記中央処理ユニットと接続され、前記中央処理ユニットが作業するために必要なデータを記憶するためのデータ記憶ユニットと、
を備えることを特徴とする省エネルギー制御装置。
【請求項２】
前記中央処理ユニットは、
前記サンプリングユニットと接続され、前記サンプリングユニットからの出力信号の受信とデジタル化をするためのAD変換モジュールと、
前記AD変換モジュールと接続され、電力量を計算するための電力量測定モジュールと、
入力端が前記電力量測定モジュールと接続され、出力端が前記制御ユニットと接続される処理モジュールと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項３】
前記サンプリングユニットは、電圧サンプリングユニットと電流サンプリングユニットの中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項４】
前記データ記憶ユニットは、前記中央処理ユニットの処理モジュールと接続されていることを特徴とする請求項３に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項５】
前記処理モジュールは、一つのデータ出力ユニットと接続されていることを特徴とする請求項４に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項６】
前記処理モジュールは、一つの通信ユニットと接続され、前記通信ユニットを介して外部とデータ交換を行うことを特徴とする請求項５に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項７】
前記処理モジュールは、一つの表示モジュールと接続されていることを特徴とする請求項６に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項８】
前記省エネルギー制御装置は、前記電子機器に対して測定された電力パラメータを調べるための一つのボタンをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項９】
前記電源入力インターフェースと前記電源出力インターフェースの間に、前記制御ユニットと前記サンプリングユニットは、順次接続されていることを特徴とする請求項１または請求項８に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項１０】
前記電源入力インターフェースと前記電源出力インターフェースの間に、前記サンプリングユニットと前記制御ユニットは、順次接続されていることを特徴とする請求項１または請求項８に記載の省エネルギー制御装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の省エネルギー制御装置を有し、
外部の電源と接続するための電源入力インターフェースと、
少なくとも一つの外部の電子機器と接続するための少なくとも一つの電源出力インターフェースとを含む電源コネクタであって、
前記省エネルギー制御装置は、
前記電源入力インターフェースから前記電源出力インターフェースへ伝送する電圧又は電流の大きさの制御、又は前記電源出力インターフェースの接続と切断の制御を行うための少なくとも一つの制御ユニットと、
前記少なくとも一つの電子機器の電力パラメータの採集と出力をするための少なくとも一つのサンプリングユニットと、
前記少なくとも一つの制御ユニットと前記少なくとも一つのサンプリングユニットに夫々接続され、前記少なくとも一つのサンプリングユニットからの出力信号を処理すると共に、対応する制御ユニットへ制御信号を出力するための中央処理ユニットと、
前記中央処理ユニットと接続され、前記中央処理ユニットが作業するために必要なデータを記憶するためのデータ記憶ユニットと、
を備えることを特徴とする電源コネクタ。
【請求項１２】
前記中央処理ユニットは、
前記少なくとも一つのサンプリングユニットと接続され、前記少なくとも一つのサンプリングユニットからの出力信号の受信とデジタル化をするためのAD変換モジュールと、
前記AD変換モジュールと接続され、電力量を計算するための電力量測定モジュールと、
入力端が前記電力量測定モジュールと接続され、出力端が前記少なくとも一つの制御ユニットと接続される処理モジュールと、
を備えることを特徴とする電源コネクタ。
【請求項１３】
各前記サンプリングユニットは、電圧サンプリングユニットと電流サンプリングユニットの中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１２に記載の電源コネクタ。
【請求項１４】
前記データ記憶ユニットは、前記中央処理ユニットの処理モジュールと接続されていることを特徴とする請求項１３に記載の電源コネクタ。
【請求項１５】
前記処理モジュールは、一つのデータ出力ユニットと接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の電源コネクタ。
【請求項１６】
前記処理モジュールは、一つの通信ユニットと接続されており、前記通信ユニットを介して外部とデータ交換を行うことを特徴とする請求項１５に記載の電源コネクタ。
【請求項１７】
前記処理モジュールは、一つの表示モジュールと接続されていることを特徴とする請求項１６に記載の電源コネクタ。
【請求項１８】
前記電源コネクタは、前記電子機器に対して測定された電力パラメータを調べるための一つのボタンをさらに含むことを特徴とする請求項１7に記載の電源コネクタ。
【請求項１９】
前記電源入力インターフェースと前記電源出力インターフェースの間に、相対応する制御ユニットとサンプリングユニットは、順次接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の電源コネクタ。
【請求項２０】
前記電源入力インターフェースと前記電源出力インターフェースの間に、相対応するサンプリングユニットと制御ユニットは、順次接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の電源コネクタ。
【請求項２１】
前記省エネルギー制御装置は、さらに、
手動制御モードと自動制御モードの間の切替えをするための第一手動スイッチと、
前記第一手動スイッチと協働し、前記第一手動スイッチが手動制御モードに切り替えた場合において、前記電源出力インターフェースの接続と切断を制御するための第二手動スイッチと
を備えることを特徴とする請求項１１から請求項２０までのいずれかに記載の電源コネクタ。
【請求項２２】
請求項１から請求項1０までのいずれかに記載の省エネルギー制御装置を少なくとも一つ含むことを特徴とするスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省エネルギー制御装置に関し、特に電子機器に対して省エネルギー制御ができる装置に関する。また、本発明は、該省エネルギー制御装置の応用にも関わる。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーの節約と環境保護の促進は、各国政府に広く重視されるトピックである。電気エネルギーは、経済的で、クリーンで、実用的であると共に、変換と制御が容易なエネルギー形態であるため、代替不能な、経済社会が発展するための基礎的な動力になっている。しかし、各種エネルギー消費領域において電力消費の割合が比較的に大きいという問題も伴っており、従って、電力会社は電量の伝送、分配、供給、使用などのステップでエネルギーの節約と消費の削減をいかに実現するかを考えなければならない。
【０００３】
電力の浪費を来す要因が多いため、長期に亘り、電力の使用に関していかに浪費を回避する点において電力企業が得た効果は少ない。例えば、大型のオフィスビルの中に、常に何千人の従業員が集まっている。彼らは、毎日、コンピューターや、プリンターや、ファックス機など、様々な業務用電子機器と設備を使用している。通常、これらの機器は、24時間オンされており、従業員が退社しても、かれらの電子機器は、電力を消費し続けている。更に、現代化されたオフィスビルは、構造が密閉式であり、空調もセントラル空調であるため、室内の換気と空調のための機器は、毎日大量な電気を消費し、従業員が退社した後でも動作続けている。
【０００４】
従って、電力の消費を詳しくモニタする必要が増える一方である。中国特許ZL02285997.7は、電力量の測定ソケットを開示している。該ソケットは、電子機器の電力消費の計算を比較的に簡単にすることができる。測定された電力情報が、ソケット上に表示されるため、そのソケットは、小型な電気メータとなり、リアルタイムに電子機器の電力使用状況を表示することができる。しかし、この従来技術のソケットは、電子機器を効果的に制御することができない。また、該ソケットは、サイズが通常のソケットより大きいため、使用時に不便である。さらに、このソケットは、コストが大きく、値段も高い。
【０００５】
中国特許出願200810054591.5は、電力量測定終端が備えられたソケットを開示している。該ソケットは、電子機器の電力消費を測定するとともに、測定した情報を、モニタの要求者（例えばユーザー或いは電力供給部門）のコンピューターへ送信し、記録、記憶、統計、分析等のさらなる処理に供することができる。しかし、この従来技術のソケットは、相変わらず、各種電子機器に対するモニタ能力に基づいて設計されたものであり、電子機器を効果的に制御することができない。また、この従来技術のソケットは、サイズダウンとコストダウンのために、測定した情報をソケットに表示しないようになっており、ユーザーにとっては不便である。更に、この従来技術のソケットは、リモート管理センターのサービスとしてのツールであり、その電力量測定終端自体が単独に使用できない。
【０００６】
以上のことから、これらの従来技術の装置は、電子機器の電力量消費をモニタすることに基づいたものであり、これらのソケットを利用して省エネルギーの目的を達成する為には、使用者の省エネルギーの意識と介入に頼らざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許ZL02285997.7
【特許文献２】中国特許出願200810054591.5
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする技術課題は、省エネルギー制御装置を提供することにある。該装置は、電力パラメータの測定ができ、更に電子機器の省エネルギーの為の効果的な制御を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明の省エネルギー制御装置は、外部の電源と接続するための電源入力インターフェースと、外部の電子機器と接続するための電源出力インターフェースと、前記電源入力インターフェースから前記電源出力インターフェースへ伝送する電圧又は電流の大きさの制御、又は前記電源出力インターフェースの接続と切断の制御をするための制御ユニットと、前記外部の電子機器の電力パラメータの採集と出力をするためのサンプリングユニットと、前記制御ユニットと前記サンプリングユニットに夫々接続され、前記サンプリングユニットからの出力信号を処理すると共に、前記制御ユニットへ制御信号を発送するための中央処理ユニットと、前記中央処理ユニットと接続され、前記中央処理ユニットが作業するために必要なデータを記憶するためのデータ記憶ユニットとを備える。
【００１０】
さらに、本発明では、前記中央処理ユニットは、前記サンプリングユニットと接続され、前記サンプリングユニットからの出力信号の受信とデジタル化をするためのAD変換モジュールと、前記AD変換モジュールと接続され、電力量を計算するための電力量測定モジュールと、入力端が前記電力量測定モジュールと接続され、出力端が前記制御ユニットと接続される処理モジュールと、を備えてもよい。
【００１１】
本発明に係る省エネルギー制御装置において、サンプリングユニットは、電圧サンプリングユニットと電流サンプリングユニットの中の少なくとも一つを含むようにしてもよい。
さらに、前記データ記憶ユニットは、前記中央処理ユニットの処理モジュールと接続されるようにしてもよい。また、処理モジュールは、一つのデータ出力ユニットと接続されるようにしてもよい。また、処理モジュールは、一つの通信ユニットと接続され、前記通信ユニットを介して外部とデータ交換を行うようにしてもよい。さらに、処理モジュールは、一つの表示モジュールと接続され、前記電子機器の電力パラメータを表示するようにしてもよい。
【００１２】
本発明に係る省エネルギー制御装置において、さらに、前記電子機器に対して測定された電力パラメータを調べるための一つのボタンが含まれるようにしてもよい。
【００１３】
本発明に係る省エネルギー制御装置において、前記電源入力インターフェースと前記電源出力インターフェースの間に、前記制御ユニットと前記サンプリングユニットを順次接続してもよく、前記サンプリングユニットと前記制御ユニットを順次接続してもよい。
【００１４】
本発明が解決しようとする他の技術課題は、それに接続された各電子機器に対して省エネルギー制御ができる省エネルギー制御装置付の電源コネクタを提供することにある。
【００１５】
従って、  本発明の省エネルギー制御装置付の電源コネクタは、外部の電源と接続するための電源入力インターフェースと、少なくとも一つの外部の電子機器と接続するための少なくとも一つの電源出力インターフェースとを含む。前記省エネルギー制御装置は、前記電源入力インターフェースから前記電源出力インターフェースへ伝送する電圧又は電流の大きさの制御、又は前記電源出力インターフェースの接続と切断の制御をするための少なくとも一つの制御ユニットと、前記少なくとも一つの電子機器の電力パラメータの採集と出力をするための少なくとも一つのサンプリングユニットと、前記少なくとも一つの制御ユニットと前記少なくとも一つのサンプリングユニットと夫々に接続され、前記少なくとも一つのサンプリングユニットからの出力信号を処理すると共に、対応する制御ユニットへ制御信号を出力するための中央処理ユニットと、前記中央処理ユニットと接続され、前記中央処理ユニットが作業するために必要なデータを記憶するためのデータ記憶ユニットとを備える。
【００１６】
また、前記中央処理ユニットは、前記少なくとも一つのサンプリングユニットと接続され、該少なくとも一つのサンプリングユニットからの出力信号の受信とデジタル化をするためのAD変換モジュールと、前記AD変換モジュールと接続され、電力量を計算するための電力量測定モジュールと、入力端が前記電力量測定モジュールと接続され、出力端が前記少なくとも一つの制御ユニットと接続される処理モジュールとを備えるようにしてもよい。
【００１７】
上述した各サンプリングユニットは、夫々、電圧サンプリングユニットと電流ユニットの中の少なくとも一つを含むようにしてもよい。
さらに、前記データ記憶ユニットは前記中央処理ユニットの処理モジュールと接続されるようにしてもよい。前記処理モジュールは、一つのデータ出力ユニットと接続されるようにしてもよい。前記処理モジュールは、一つの通信ユニットと接続され、該通信ユニットを介してて外部とデータ交換を行うようにしてもよい。さらに、前記処理モジュールは、一つの表示モジュールと接続されるようにしてもよい。
【００１８】
本発明に係る電源コネクタが、さらに、前記電子機器に対して測定された電力パラメータを調べるための一つのボタンを含むようにしてもよい。
【００１９】
本発明に係る電源コネクタにおいて、前記電源入力インターフェースと前記電源出力インターフェースの間に、前記制御ユニットと前記サンプリングユニットは、順次接続されるようにしてもよく、前記サンプリングユニットと前記制御ユニットは、順次接続されるようにしてもよい。
【００２０】
本発明に係る電源コネクタは、さらに、手動制御モードと自動制御モード間の切替えをするための第一手動スイッチと、前記第一手動スイッチと協働し、前記第一手動スイッチが手動制御モードに切り替えた場合に、前記電源出力インターフェースの接続と切断を制御するための第二手動スイッチとを備えてもよい。
【００２１】
本発明が解決しようとする更に他の技術課題は、省エネルギー制御装置付のスイッチ装置を提供することにある。
【００２２】
本発明に係るスイッチ装置においては、上記した本発明の省エネルギー制御装置が含まれている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一つの態様によれば、本発明の省エネルギー制御装置は、電子機器の電力使用の制御について完備なソリューションを提供した。本発明の省エネルギー装置は、電子機器の電力の使用状況に応じて電子機器に対してフィードバック制御すること、或いは管理装置からの制御信号に基づいて電子機器に対して省エネルギー制御を行うことができる。従って、本発明の省エネルギー装置は、単体で使用することができる。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、本発明の省エネルギー制御装置は、サイズが小さく、組込みが簡単で、構造がコンパクトであるため、電力を使用する既存の機器及びシステムに簡単に組み込むことができるとともに、電源コネクタに組み込むこともできる。従って、異なるユーザーのニーズに応えることができる。
【００２５】
本発明のさらなる別の態様によれば、本発明の省エネルギー制御装置は、データ出力方式が柔軟である。関連データを便利にユーザに読み取らせるために、本発明の省エネルギー制御装置に表示モジュールを設けてもよい。その一方、データの表示又は読取りが不便である場合には、本発明の省エネルギー制御装置にデータ出力ユニットを増設することによって、近距離非接触方式でデータが取り出すことができ、あるいは他の通信メデイアを通じて、データを管理装置へ送信して管理に供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
次に、添付の図面及び実施例を合わせて、本発明をさらに詳しく説明する。
【図１Ａ】本発明の省エネルギー制御装置の一つの実施例の回路の原理図である。
【図１Ｂ】本発明の省エネルギー制御装置の他の一つの実施例の回路の原理図である。
【図２Ａ】本発明の電源コネクタの一つの実施例を示す図である。
【図２Ｂ】図2Aで示された電源コネクタの回路の原理図である。
【図２Ｃ】図2Aで示された電源コネクタの回路の構造図である。
【図３】本発明の電源コネクタの他の一つの実施例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の電源コネクタの応用形態を示す図であり、本発明の電源コネクタが異なる電子機器と組み合わせて使用する際に適用する異なる制御方式を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の電源コネクタの応用形態を示す図であり、本発明の電源コネクタが異なる電子機器と組み合わせて使用する際に適用する異なる制御方式を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の電源コネクタの応用形態を示す図であり、本発明の電源コネクタが異なる電子機器と組み合わせて使用する際に適用する異なる制御方式を示す図である。
【図５Ａ】本発明のスイッチ装置の一つの実施例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明のスイッチ装置の他の一つの実施例を示す図である。
【図６Ａ】本発明の電源コネクタ他のさらなる他の一つの実施例を示す図である。
【図６Ｂ】図6Aが示す電源コネクタの回路の原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下おいて、例挙する実施例を介して本発明を詳しく説明する。なお、特別な説明がない限り、一つの実施例における構成要素、構造及び特徴は適宜他の実施例の中に組み込むこともできる。
【００２８】
図1Aで示すように、本発明の省エネルギー制御装置10は、外部の電源（図示せず）と接続するための電源入力インターフェース12、外部の電子機器（図示せず）と接続するための電源出力インターフェース18、電源入力インターフェース12と接続され、この電源入力インターフェース12から伝送する電圧又は電流の大きさの制御、又は電源出力インターフェース18の接続と切断の制御をするための制御ユニット14、制御ユニット14及び電源出力インターフェース18と接続されるサンプリングユニット16を含む。電源オンし、電子機器が起動したときに、該サンプリングユニット16は、電子機器の電力パラメータを採集することができる。特に、この省エネルギー装置10は、さらに、一つの中心処理ユニット25を含む。中心処理ユニット25は、制御ユニット14とサンプリングユニット16と接続され、サンプリングユニット16からの出力信号を処理し、且つ、制御ユニット14へ制御信号を送信するための一つの中央処理ユニット20、及び、中央処理ユニット20と接続され、中央処理ユニット20が作業するために必要なデータを記憶する一つのデータ記憶ユニット24を含む。当然ながら、中心処理ユニット25は、DC電源モジュール13からの電源供給が必要である。
【００２９】
電子機器に対して測定される電力パラメータは、主に、実効電流、実効電圧、単回の電力量の記録、累計総電力量の記録、及び有効電力量、無効電力量等を含む。望ましくは、このサンプリングユニット16は、電流サンプリングユニットと電圧サンプリングを含む。
【００３０】
中央処理ユニット20は、専用の電力量測定チップとその周辺回路によって構成されてもよい。中央処理ユニット20は、サンプリングユニット16が出力した電圧と電流のサンプリング信号をデジタル化信号に変換するAD変換モジュール21と、電力量等のパラメータを計算するための電力量測定モジュール22と、処理モジュール23（例えば、8052ＭＣＵ（Ｍicroprocessor Control Unit、マイクロプロセッサ制御器））とを含む。処理モジュール23は、測定と制御の中核である。
【００３１】
データ記憶ユニット24は、一つの4KＢのEEPROMによって構成されてもよい。データ記憶ユニット24は、中央処理ユニットのI2Cインターフェースを介して駆動される。
【００３２】
中央処理ユニットからの制御信号を受信するために、制御ユニット14は中央処理ユニットの信号出力端と接続されている。サンプリングユニット16の出力信号は、中央処理ユニットのAD変換モジュール21のアナログ入力端に送られる。
【００３３】
データ出力ユニット11は、ブルートゥースモジュールであっても良く、ブルートゥース方式を通じて、ブルートゥース通信モジュール付の他の装置と通信でき、外部装置へ電子機器の電力パラメータを出力することができる。
【００３４】
このように、電源がオンした場合に、電子機器が使っている電流はまずサンプリングユニット16を通る。更に、サンプリングユニット16により、電圧サンプリング信号及び/又は電流サンプリング信号を出力する。AD変換モジュール21は、まず、電圧及び/又は電流サンプリング信号をそれぞれデジタルデータに変換し、そして、電力量測定モジュール22へ送って電力量の計算に供する。
【００３５】
中央処理ユニット中の電力測定モジュール22が、算出した負荷電力パラメータを処理モジュール23に入力した後、処理モジュール23は、電力パラメータのデータをデータ記憶ユニット24（例えばEEPROM）に書き込む。データ記憶ユニット24は、記憶されたデータをパワーダウン時にも記憶でき、次のパワーオン時に読み出せるものであることが好ましい。また、電力パラメータが処理モジュール23に入力された後、処理モジュール23は、データ出力ユニット11を通じて、記憶されたこれらのデータを他の記憶装置へ出力することができる。無論、データの読み取りを便利にするため、本発明の中央処理ユニットは、更に表示モジュールと接続されるようにしてもよく、或いは、通信ユニットと接続され、外部とデータ交換を行うようにしてもよい。
【００３６】
特に、本発明の制御ユニット14は、ソフトウェアの制御によって、電子機器に対してフィードバック制御を行うようにしてもよい。即ち、中央処理ユニット20の処理モジュール23は、制御ユニット14のオンとオフの切り替えを通じて、電子機器負荷への電源制御の機能を実現する。例えば、予め負荷の電力量に所定の閾値を設定し、閾値が超えられた場合に、処理モジュール23によって制御ユニット14へ制御信号を出力し、電子機器負荷への電力供給を切断する
【００３７】
本発明の技術思想に基づいて、本発明の省エネルギー制御装置はさまざまな変形例が可能である。例えば、図1Bで示すように、本発明の省エネルギー制御装置10′が、サンプリングユニット16を電源入力インターフェース12と接続され、制御ユニット14′が、サンプリングユニット16′と接続され、電源出力インターフェース18が、制御ユニット14′と接続され、中央処理ユニット20が、制御ユニット14′とサンプリングユニット16′と接続されるようにしてもよい。
【００３８】
本発明の省エネルギー装置がさまざまな応用形態を有することは、理解されるところである。本発明の省エネルギー制御装置は、単体で電源コネクタを構成することができ、接続された電子機器の電力パラメータの測定、記憶、出力をすることができる。例えば、本発明の省エネルギー制御装置を筐体に装入すれば、電源コネクタとして使用できる。図2Aで示すように、本発明の電源コネクタ30は、筐体32が設けられており、さらに、筐体32の中からプラグ34とコンセント36が引き出されるようになっている。データの読み取りを便利にするために、筐体32の開口部内に液晶ディスプレイ38を設けるようにしてもよい。
【００３９】
更に、使用上の便利のため、本発明において、筐体32に一つのマルチ機能ボタン35を設置してもよい。マルチ機能ボタン35は検索ボタンとして用いられることができる。。例えば、デフォルト設定では単回の電力消費量が表示され、短時間の押下に応じて、電力消費総量、実効電圧値と実効電流値が順次表示される。長時間の押下により、表示されたデフォルト設定の電力消費量がリセットされる。
【００４０】
図2Bで示すように、同様に、本発明の電源コネクタ30は、電源入力インターフェース302と電源出力インターフェース308の間に、制御ユニット304とサンプリングユニット306が設けられている。中心処理ユニット315は、一つの中央処理ユニット310、中央処理ユニット310と接続された表示モジュール312、データ記憶ユニット314によって構成される。サンプリングユニット306と制御ユニット304は、中央処理ユニット310と接続されている。DC電源モジュール320は、中心処理ユニット315、制御ユニット304、サンプリングユニット306、データ出力ユニット316及び通信ユニット318にDC電流を提供する。
【００４１】
本発明の電源コネクタは、データの出力が便利かつ柔軟である。特に、中央処理ユニット310には、さらにデータ出力ユニット316と通信ユニット318が接続されている。従って、本発明の電源コネクタは、近距離非接触方式でデータを出力できるとともに、他の通信媒体を通じてデータを伝送することができる。更に、本発明の電源コネクタは通信ユニット318を通じて他の管理装置からの制御信号を受信することができ、受信した制御信号に応じて接続された電子機器に対して省エネルギー制御をすることもできる。
【００４２】
図2Cで示す回路図を参照すると分かるように、電源プラグ１は、電源入力インターフェース302と接続され、電源出力インターフェース308は、コンセント2と接続されている。データ採集と処理回路基板はネジによって筐体32に固定されている。液晶ディスプレイ312とマルチ機能ボタン35は、データ採集と処理回路基板に固定されている。
【００４３】
中央処理ユニット310は、専用の電力量測定チップとその周辺回路によって構成されている。中央処理ユニット310は、AD変換モジュール、電力量測定モジュール、一つの8052MCU処理モジュールと他の周辺インターフェース回路を含み、全ての測定と制御の中核である。
【００４４】
データ記憶ユニット314は、一つの４KBのEEPROMによって構成され、中央処理ユニット310のI2Cインターフェースによって駆動される。表示モジュール312は、一つのLCDディスプレイによって構成され、中央処理ユニット310のLCD駆動ポートと接続されている。中央処理ユニット310の中にLCDドライバーが集積されていて、ソフトウェアの設定を通じて、処理モジュール（MCU）に入力された電力消費データが直接にLCDディスプレイによって表示されることができる。
【００４５】
制御ユニット304の制御信号は、中央処理ユニットの信号出力端に接続されている。サンプリングユニット306の出力信号は、中央処理ユニット310のAD変換アナログ入力端に接続されている。
【００４６】
データ出力ユニット316は、例えばブルートゥースモジュール（Bluetooth Module）であってもよく、ブルートゥース方式によって、ブルートゥース通信モジュールを備える他の装置と通信することができる。本発明の技術思想によって、データの出力方式は、本実施例で説明されたブルートゥース通信モードに限らず、データRF出力方式、データZigbee出力方式、有線通信モード等を通じて送信してもよいことは、理解されるところである。
【００４７】
通信ユニット318は、電力ネットワーク通信モジュールである。電力ネットワーク通信モジュールのデータ入力端は、中央処理ユニット310のGPIO（General Purpose Input Output、汎用型出力入力）によって駆動される。電力ネットワーク通信モデムチップ（Power Line Modem）及び外部アンプ等の回路によって構成されてもよい。
【００４８】
DC電源モジュール320は、まず整流器を通じて送電線から提供されたAC高電圧をDC高電圧に変換し、提供されたAC電圧は85Vから240Vまでの範囲でよい。その後に接続されている高周波数の変圧器は、整流器から提供されたDC高電圧を12VのDC電圧に下げて、中央処理ユニットへ出力してその使用に供する。その後のDC―DCモジュールは、更に5Vと3.3Vの電圧を生成して、他のチップに供給し、それらの使用に供する。
【００４９】
マルチ機能ボタン35は、検索ボタンであり、デフォルト設定では単回の電力消費量を表示し、短時間の押下に応じて、電力消費総量、実効電圧値と実効電流値を順次表示する。長時間の押下に応じて、表示されたデフォルト設定の電力消費量をリセットする。
【００５０】
本発明の制御ユニット304は、オンの場合に、負荷が使用している電流はまずサンプリングユニット306を通る。サンプリング回路は電圧サンプリングと電流サンプリングを含む。電圧サンプリングは抵抗分圧によって実現することができる。ここに、直列に接続された３つの抵抗R１、R2とR3が使用されている。分圧された抵抗R3上の比較的に小さい電圧をサンプリングし、中央処理ユニット310へ入力する。中央処理ユニットに集積されたAD変換モジュールはアナログ電圧信号をデジタル形式に変えて、電力量測定モジュールに入力する。電力量測定モジュールによって、回路の中の実の電圧値が計算できる。電流サンプリングは、以下の方法で実現される。即ち、抵抗値の比較的に小さい抵抗R4を回路に直列に接続し、R4の両端の電圧をサンプリングと共に、サンプリングしたアナログ電圧信号を中央処理ユニットのAD変換モジュールに入力しデジタル形式に変換する。デジタル信号処理（Digital Signal Processing,DSP）チップは、該デジタル形式の電圧値を利用して、計算により電流値を得る。その電流値は、同様に、電力量測定モジュールに出力される。
【００５１】
中央処理ユニット中の電力量測定モジュールは、算出された負荷電力パラメータをMCUに入力したあと、MCUによってI2Cを通じてデータをデータ記憶ユニット314(例えばEEPROM)に書き込む。データ記憶ユニット314は、電源がオフの場合でもデータを保存することができ、、更に次に電源がオンの時に読み出すことができる。同時に、MCUは、LCDドライバーを通じてディスプレイ312（例えばLCD）を駆動し、電力パラメータを表示し出力する。
【００５２】
データ出力ユニット316は、ブルートゥースモジュールとすることができ、Bluetooth1.2のブルートゥース技術に準拠し、RFトランシーバと他の高パフォーマンスブルートゥース ベースバンド処理モジュールによって集積されている。電力パラメータがMCUに入力された後、MCUは、これら記憶されたデータをブルートゥース通信モジュールを通じて、ブルートゥース機能付の他の記憶装置に送信できる。
【００５３】
同じように、制御ユニット304はソフトウェアの制御によって電子機器をフィードバック制御することができる。本発明の望ましい実施例は、通信モジュールが設けられているため、通信ユニット318を通じて他の制御装置（図示せず）からの制御信号を受信することができる。通信ユニット318は、電力ネットワークから制御信号を復調してから、GPIOを通じてMCUに入力する。そして、MCUは、入力された信号に応じて制御ユニット304のオンとオフの制御、或いは電子機器回路の電圧又は電流の大きさの調節をする。これにより、省エネルギー制御を実現する。
【００５４】
本発明の技術思想に基づいて、本発明の省エネルギー制御装置付の電源コネクタでは、サンプリングユニットを電源出力インターフェースに接続し、そして制御ユニットをサンプリングユニットに接続し、それから、電源出力インターフェースを制御ユニットに接続し、最後には中央処理ユニットを制御ユニットとサンプリングユニットに接続するようにしてもよいことは、理解されたい。
【００５５】
無論、本発明は、特別な場合で順調に電源コネクタ30が使えるために、手動的な介入が必要であることも考慮した。図3で示すように、本発明の電源コネクタ30′は、二つの手動スイッチ40、41が追加されている。手動スイッチ40は、電源出力端の電源のオンとオフの制御方式が手動、又は回路により自動的に行うかを決定する。スイッチ40がオンの場合、中央処理ユニットは、閾値又は受信した命令によって電源出力端の接続と切断を決める。スイッチ40がオフの場合、手動スイッチ41により、電源出力端の電源のオンとオフを決める。このとき、スイッチ41がオンの場合、電源出力端は電流を電子機器へ流すことができるが、スイッチ41がオフの場合、電子機器の電源はオフの状態になる。即ち、例え本発明の電源コネクタ30′が特別な場合にあり、中央処理ユニットが既に制御ユニットにオフ信号を送信したとしても、本発明は、ユーザーの実際のニーズによって手動の制御モードを起動し、電子機器を改めて動作させる。
【００５６】
本発明の省エネルギー制御装置が単体で使用できるため、本発明の省エネルギー装置付の電源コネクタは、家庭又は職場で範囲広くに活用されることができる。例えば、図4Aは本発明の電源コネクタ30が外部の水飲み器50にスイッチ方式でフィードバック制御することを示す図である。この実施例では、制御ユニットは、電源コネクタのプラグ34を市電のコンセントに接続し、水飲み器50のプラグを電源コネクタ30のコンセント36に接続する一つのリレースイッチであってもよい。よい。。
【００５７】
同時に、中央処理ユニットは、一つの閾値が予め設けられることができ、水飲み器50の毎日の電力消費量に対して制御するようにしてもよい。中央処理ユニットの中の電力量測定モジュールが算出した電力値がMCUに出力された後、MCUはデータを記憶するとともに、閾値と比較する。もし、所定の時間帯に（例えば１日）、水飲み器の実際の電力消費が閾値より少なかったら、MCUはフィードバックの動作をしない。一方、閾値より大きかったら、MCUはGPIOを通じてオフ制御信号を制御ユニットへ送信する。これにより、制御ユニット（リレースイッチ）はオフになる。このように、水飲み器50の毎日の電力消費量を効果的に制御する。主な効用としは、勤務時間が終わっても、水飲み器がオンの状態のままになることを防げることができる。
【００５８】
次に、図4Bは本発明の電源コネクタ50が外部の照明灯60を限流フィードバックバック制御することを示す図である。この実施例には、制御ユニットが一つの限流抵抗を使用してもよい。中央処理ユニットのMCUはGPIOを通じて、回路に直列に接続した限流抵抗の抵抗値を制御する。該電源コネクタ30のプラグ34を市電のコンセントと接続され、更に照明灯60のプラグを電源コネクタのコンセント36と接続され、或いは照明灯60の電源入力端を電源コネクタの電源出力端と直接に接続される。
【００５９】
同じように、中央処理ユニットは、一つの閾値が予め設けられることができ、照明灯の毎日の電力消費量に対して制限し制御する。中央処理ユニットの中の電力量測定モジュールは、算出した電力値をMCUに出力して、MCUはデータを記憶するとともに、閾値と比較する。もし、所定の時間帯に（例えば１日）、照明灯の実際の電力消費が閾値より少なかったら、MCUはフィードバックの動作をしない。一方、閾値より大きかったら、MCUはGPIOを通じて限流制御信号を出力して制御ユニット（即ち、限流抵抗）へ送信し、電流抵抗の抵抗値を増加させる。これにより、照明灯の電力消費量を有効的に制御し、省エネルギーの目的を実現する。
【００６０】
続いて、図4Cは本発明の電源コネクタ30にコンピューター70を外接されてからリモート命令を受信して電力供給をフィードバック制御することを示す図である。該電源コネクタ30のプラグ34は市電のコンセントと接続され、コンピューター70のプラグは前述の電源コネクタのプラグ36と接続される。電力ネットワークの中に、中央制御モジュール72も設けられている。この中央制御モジュール72は、通信ユニットを通じて、電源コネクタ30の通信ユニットとデータ交換及び/又は命令送信することができる。
【００６１】
同じように、中央処理ユニットは一つの閾値が予め設けられることができ、コンピューターの所定の時間帯に、電力消費量を制御する。中央処理ユニットの中の電力量測定モジュールは算出した電力値をMCUに出力して、MCUはデータを記憶するとともに、閾値と比較する。もし、所定の時間帯に、コンピューターの実際の電力消費が閾値より少なかったら、MCUはフィードバックの動作をしない。一方、閾値より大きかったら、MCUは通信ユニットを通じて信号を中央制御モジュール72へ送信し、中央制御モジュール72によってコンピューター70の電源のオンとオフを決める。もし、中央制御モジュール72は、電源コネクタ30に命令を送信し、コンピューターの電源をオフにすることを確認したら、電源コネクタ30のMCUは、GPIOを通じて制御信号を出力し制御ユニットへ送信し、制御ユニット（例えばリレースイッチ）をオフにして、コンピューターをオフにする。これは、勤務時間が終わる時に、コンピューターをオフにしない場合で応用でき、コンピューターの電力消費量を制御する。中央制御モジュール72は直接に電源コネクタ30へ命令を送信し、該コンピューター70の電源を直接に制御することもできる。
【００６２】
実際に使用する時、本発明の省エネルギー装置はサイズが小さくて、集積性がとてもよく、既存の電子機器装置及びシステムと簡単に集積ができるし、既存の電気的接続装置又はスイッチ装置の中にも簡単に集積ができる。図5Aは本発明の省エネルギー装置は一つのスイッチ装置の中（例えば配電箱）に集積されているのを示す図である。この実施例には、省エネルギー制御装置の通信ユニットは信号線を通じて送信する。まず、本発明の省エネルギー制御装置30は一つの密閉された筐体90にセットされ、電源入力インターフェースと電源出力インターフェースからそれぞれに一セット（例えば三本）の接続端子92、94を筐体90の外に引き出す。電源入力インターフェースから引き出された三本の接続端子92を配電箱中での所定回路の電源入力端と接続され、且つ、電源出力インターフェースから引き出された三本の接続端子94を配電箱中での該当の電源出力端と接続される。これで、この装置全体が配電箱の適当な場所に固定され、その回路電力のパラメータの測定、記憶と制御することが実現できる。
【００６３】
図5Bは本発明の省エネルギー制御装置がスイッチ装置に集積された他の実施例を示す。この実施例には、電源の入力はまずスイッチ96の一端を通る。スイッチ96の中に、本発明の省エネルギー制御装置30が集積され、スイッチ96の他端は電子機器95と接続される。こうすれば、スイッチ96は、省エネルギー制御装置30を通じて、電子機器95へ電力を供給し、且つ、省エネルギー制御装置30を通じて、電子機器の電力パラメータの測定、表示、制御をすることができる。
【００６４】
更に特別なのは、単独で電力パラメータモニタ機能を持つ電源コネクタを構成する以外に、本発明の省エネルギー制御装置は既存のマルチ端子コンセントの電気的接続装置（例えば二列六端子のコンセント）に嵌めこまれてもよい。こうすれば、該コンセントは電力パラメータ測定、表示及び制御機能を有するコンセントとなって、該コンセントと接続された各電子機器の電力パラメータをそれぞれに制御することができる。図6Aは本発明の省エネルギー制御装置が既存のマルチ端子付の電子機器コネクタ装置に集積されたことを示す図である。ここで、電源コネクタ80は、それぞれの電子機器（図面に表示してない）と接続されるための四つのコンセント86を備える。本発明の省エネルギー制御装置（図示せず）は、電源コネクタ80の筐体82の中に集積されている。筐体82の上部に窓口84を設置し、省エネルギー制御装置全体がこの窓口84にはめ込んでもよいし、更にプレキシガラス88でその表面をカバーする。プレキシガラス88の上に一つ穴が開けられており、省エネルギー制御装置のマルチボタン85は、その穴から露出できる。省エネルギー制御装置のLCDディスプレイは回路基板の上に設置され、窓口84を通して、読み込むことができる。
【００６５】
集積の方式では、電源コネクタ80は、四組のサンプリングと制御ユニットと集積されるとともに、中心処理ユニット815と接続される。図6Bに示すように、本発明のこの実施例によれば、一組の制御ユニット、サンプリングユニットと電源出力インターフェースを一組のサンプリング制御回路とすれば、本実施例は、合わせて、このような四組のサンプリング制御回路804、805、806と807が集積されている。
【００６６】
本発明の電源コネクタ80のプラグ87が電源と接続され、四つの電子機器（図示せず）が、四つのコンセントと接続された後、各サンプリングユニットは、対応する電子機器を通った電流に対して電圧又は電流信号を取り出し、そして、電力量測定モジュールに送信し、パワー等の計算に供する。算出された負荷の電力パラメータは、EEPROMへ送信され記憶されるようにしてもよいし、LCDにより直接表示するようにしてもよい。ボタン85を押すことによって、表示しようとする負荷の電力パラメータを選ぶことができる。
【００６７】
本発明を具体的な実施例を通して説明したが、この分野の技術者がよく知っているように、本発明の思想と範囲を超えない範囲内に、これらの特徴と実施例に対して種々の変更或いは取替えを行うことができる。また、本発明の示唆に基づいて、具体的な応用状況に適応させるようにこれらの特徴と実施例を修正しても、本発明の思想と範囲から逸脱しない。従って、本発明は、ここで開示された具体的な実施例に限定されず、本出願の特許請求の範囲に含まれる全ての実施例も本発明の保護範囲に属する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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