專利名稱：電冰箱保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可防止電動機過荷的電冰箱保護器。
現(xiàn)有的電冰箱保護器有單功能和多功能的兩種。
單功能的電冰箱保護器僅在短暫停電后又很快恢復供電的情況下，為防止電動機因壓縮機阻塞造成過荷，延時5～10分鐘后再向電冰箱送電。多功能保護器除了具有上述功能外，還帶有過電壓和欠電壓保護功能。
這些電冰箱保護器的一般構成是在帶有電源輸入線和輸出插孔的外殼內(nèi)裝著相應的保護電路裝置。單功能的保護電路裝置一般包括電源電路和帶有延時網(wǎng)絡的晶體管開關電路，該晶體管開關電路驅動著一個繼電器，用來控制電冰箱供電回路的通斷。例如成都《電子報》總字第339期第三版《家用電冰箱保護器》一文中介紹的“自動延遲供電冰箱保護器”便具有這樣的電路結構。它采用一個變壓器降壓、橋式整流和電容濾波的電源電路，兩個NPN型晶體三極管復合后作為所述的晶體管開關。在該三極管的集電極接有一個有三組常開觸頭的繼電器負載，基極回路中接有一個電阻電容串聯(lián)延時網(wǎng)絡。所用的延時網(wǎng)絡一般是充電電阻接在電源正極，延時電容接在電源負極或公共端，中點接三極管基極。繼電器的三組常開觸頭中，第一組串接在電冰箱的供電回路里(即接在電源輸入線和電源輸出插孔之間)；第二組并聯(lián)在所說的三極管的兩端，作為繼電器吸合后自保持之用；第三組同所說的延時電容并聯(lián)，用來放掉該電容上的剩余電壓，避免影響下一次的延時時間。
這種電冰箱保護器在每次停電后再供電時，其晶體管開關須待延時電容充電至導通門檻值時方能飽和導通，驅動繼電器吸合接通電冰箱的供電回路。一般情況下，這一充電過程被整定于大約5～10分鐘，以便讓壓縮機有時間泄掉其保持的壓力，使電動機可以順利啟動。
多功能的電冰箱保護器除了具有能夠提供上述停電保護功能的電路裝置之外，還具有能夠提供過壓和欠壓保護功能的電路裝置。
已有電冰箱保護器存在的問題是，它們都是根據(jù)外部條件的變化來判斷是否需要提供保護。例如其停電保護功能判斷是否停電，只要發(fā)生了定電事件，不管電冰箱的壓縮機是否發(fā)生阻塞、是否可以正常啟動，均予以延時供電。再例如判斷電網(wǎng)電壓是否高于或低于某一標準值，只要電壓超出標準值的范圍，無論電動機是否會過荷，均予以斷電保護。這樣做的后果是常常引起一些并非十分必要的保護動作，影響了電冰箱的制冷保鮮效果。
本實用新型的任務是針對上述問題而提出一種新的電冰箱保護器，它直接以電動機的運行情況為判據(jù)來決定是否提供斷電保護，并且其電路的復雜程度僅相當于現(xiàn)有的單功能電冰箱保護器，卻能夠起到多功能保護器的作用。
本實用新型的電冰箱保護器從防止電動機過荷的角度提供保護，其構成如下電冰箱保護器，有一個用于容納線路板的外殼，在外殼的一端設有電源輸入線，面板上設有電源輸出插孔。其保護電路裝置包括一個電源電路和一個帶有延時網(wǎng)絡的晶體管開關電路。該開關電路由二個三極管復合而成，驅動著一個具有兩組轉換觸頭的繼電器，其中一組觸頭的常閉觸頭串接在電源輸入線和電源輸出插座之間。所說的延時網(wǎng)絡由充電電阻和延時電容串聯(lián)而成，作用于晶體三極管的基極。本實用新型的特征是在所述延時網(wǎng)絡接電源正極處串入一個常開型干簧管，在電源輸入線和電源輸出插孔之間還串聯(lián)一個螺線管，該螺線管驅動所述的干簧管。在三極管的基極和延時網(wǎng)絡之間串入一個放電電阻。另外還設有一個附加延時電容，該電容的負極接電源負極，正極接第二組轉換觸頭中的動觸頭。第二組轉換觸頭中的常閉靜觸頭接電源正極，常開靜觸頭與上述第一個延時電容(即延時網(wǎng)絡中點)相接。
本實用新型的電冰箱保護器通過防止電動機過荷，實際上可以實現(xiàn)多種保護功能。
與現(xiàn)有電冰箱保護器不同，本實用新型的電冰箱保護器在每次暫短停電后，都會在恢復供電時檢查壓縮機是否形成成阻塞。如形成阻塞壓縮機不能正常啟動，則電動機會發(fā)生過荷，這時保護器將提供5～10分鐘的延時后再次通電檢查，直到阻塞解除電動機能夠正常啟動為止。
當因為其他機械故障將電動機卡住，或者因為電網(wǎng)電壓過低而造成電動機不能正常啟動時，電動機也將發(fā)生過荷，這種電冰箱保護器也能斷電保護，并且每隔5～10分鐘檢查一次，直到電機可以正常啟動為止。
當電網(wǎng)電壓高出標稱值時，這種電冰箱保護器并不象現(xiàn)有保護器那樣根據(jù)電網(wǎng)電壓的高低決定是否斷電保護，而是根據(jù)電動機在這一電壓下是否過荷來判斷要不要提供斷電保護。
本實用新型的電冰箱保護器的保護原理如下電網(wǎng)電壓由電源輸入線引入，經(jīng)過串聯(lián)的繼電器的一對常閉觸頭和驅動干簧管的螺線管，由電源輸出插孔輸出到電冰箱的電動機。
當接通電源時，由于串聯(lián)在電冰箱供電回路中的觸頭是常閉的，因此電動機將立即得電開始啟動過程。在正常情況下，啟動過程將持續(xù)1～2秒鐘，啟動電流將大于電動機正常運行時的額定電流。
為此，本實用新型通過改變螺線管的匝數(shù)或者是它相對于干簧管的位置，使得電冰箱供電回路中的電流稍大于上述額定電流時干簧管吸合；通過適當選擇充電電阻和延時電容的數(shù)值，使得延時網(wǎng)絡充電至晶體管開關電路的門檻電壓的時間稍大于電動機正常啟動所需要的時間(約為1～2秒鐘)。這樣，在電動機正常啟動的情況下，電冰箱供電回路的電流超過額定值的時間較短，干簧管吸合使延時電容充電的時間不足以使該電容上的電壓達到晶體管開關的導通門檻值，所以保護器不會動作，電冰箱將進入正常運行狀態(tài)。而在電冰箱出現(xiàn)上面提到的各種故障時，其供電回路的過電流持續(xù)時間均會超過2秒鐘，延時電容上的電壓將會充至超過上述門檻值，而使晶體管開關導通，保護器就切斷電冰箱供電回路。
附加延時電容的作用是預先貯存一部份電能，在繼電器吸合后，利用第二組轉換觸頭的切換作用，將其投向第一個延時電容上去，以此來延長經(jīng)過放電電阻和三極管基射結放電的時間(嚴格地說是延長足以使三極管飽和導通的放電電流持續(xù)時間)。通過增大或減小附加延時電容的電容量，可以將放電時間(或者說是三極管飽和導通時間)調(diào)節(jié)至5～10分鐘。這是一般家用電冰箱壓縮機消除阻塞現(xiàn)象所必須的時間。在這段時間里，三極管一直保持導通狀態(tài)，使繼電器保持吸合，串聯(lián)在電冰箱供電回路中的常閉觸頭分斷，電冰箱不供電。待兩個延時電容上的電壓下降到不足以在上述放電回路上產(chǎn)生足以使三極管飽和導通的電流時，三極管恢復截止狀態(tài)，繼電器釋放，常閉觸頭恢復閉合，電冰箱得電又一次進入試啟動過程。
如果復恢供電后電冰箱可以正常啟動，則保護器不再動作；若故障尚未排除，過電流現(xiàn)象將依然存在，并且還會持續(xù)2秒鐘以上，保護器將再次重復上述保護動作。以后保護器將每隔5～10分鐘重復一次上述動作，直到能夠正常啟動為止。
綜上所述，本實用新型的電冰箱保護器是從防止電動機過荷的角度提供保護的，故能夠比現(xiàn)有電冰箱保護器更加有效地防止電動機損壞。
此外，本實用新型的電冰箱保護器電路簡單，僅相當一般單功能的電冰箱保護器。所以其制造成本容易降低，可靠性容易提高。
本實用新型包括三幅附圖。


圖1是保護器分解以后的立體結構示意圖。
圖2是螺線管和干簧管調(diào)整的立體示意圖。
圖3是保護器的電路原理圖。
下面對照附圖的標號說明一個比較好的實施例如圖1所示，本實用新型的電冰箱保護器有一個帶面板〔1〕的外殼〔4〕。在外殼的一端設有電源輸入線〔5〕，面板上設有電源輸出插孔〔2〕，殼體內(nèi)安裝著線路板〔3〕，圖3所示的全部電路元器件均裝在該線路板上。
保護器的電路原理如圖3所示。它有一個由阻、容〔9、8〕降壓、橋式整流〔17〕、穩(wěn)壓管〔22〕穩(wěn)壓、電容〔19〕濾波而構成的直流電源電路。在穩(wěn)壓管的回路里接入一個作為指示燈用的發(fā)光二極管〔11〕和一個串聯(lián)的限流電阻〔18〕。本實用新型的保護器在靜態(tài)時除了該指示燈外基本不消耗電能，故可以采用體積小、成本低的阻、容降壓電路。這使得本實用新型的保護器的體積僅比一個多孔插座略大一點，比現(xiàn)有多功能保護器的體積小得多。
在電冰箱供電回路中，即輸入線〔5〕和輸出插孔〔2〕之間，串接有繼電器〔12〕的一對常閉觸頭〔6〕和驅動干簧管〔10〕的螺線管〔7〕。在本例中，螺線管采用0.7mm的漆包線直接繞在干簧管上，共繞10匝。螺線管的內(nèi)徑略大于所用干簧管的外徑，以便于它在干簧管上沿軸向移動，調(diào)整動作電流的大小。當螺線管移向干簧管的中心時，動作電流變??；反之則變大(見圖2)。當用于一般家用電冰箱的保護時，動作電流可調(diào)至1.5～2.5A，具體應視電動機的額定電流大小而定。動作電流應比額定電流大10％以上，小于起動電流。調(diào)定螺線管的位置后，應當用膠將其封固，以防使用中位置發(fā)生變化而影響動作電流的大小。
所說的晶體管開關用兩個NPN型三極管復合后組成。采用復合三極管〔20〕的用意是為了減小所需的飽和導通激勵電流，以減小它對延時時間的影響。這兩個三極管可以選用各種型號的中、小功率三極管，電流放大倍數(shù)大一些較好。
所說的延時網(wǎng)絡由干簧管〔15〕、充電電阻〔15〕和延時電容〔24〕串聯(lián)而成。干簧管的一端接電源正極，以下依次是充電電阻和延時電容。該延時網(wǎng)絡的中點〔25〕通過一個放電電阻〔21〕接復合三極管〔20〕的基極。當主回路電流超過額定電流(也就是所說的動作電流)時，干簧管吸合，延時電容開始充電。通過改變充電電阻和延時電容的大小，可以將充電至復合三極管〔20〕導通門檻值的時間調(diào)整到2秒鐘左右。在本例中，電阻為3MΩ，電容為10μF。由于干簧管是用交流磁通驅動的，故當電流達到動作電流時干簧管不是吸合后保持不動，而是以每秒100次的頻率振動。因此，延時網(wǎng)絡的充電電流是脈動的，并且其占空比會根據(jù)過電流的大小正比變化。這一點恰好使得本實用新型保護器的保護延遲具有反時限特性。
在復合三極管〔20〕的集電極上接有繼電器〔12〕，繼電器上并聯(lián)有一個續(xù)流二極管〔13〕。該繼電器至少應當有二組轉換觸頭〔6和16〕，其中的一組用來控制電冰箱的供電回路(常閉觸頭〔6〕)，另一組觸頭〔16〕用于在電源正極和延時電路中點〔25〕之間切換附加延時電容〔23〕。這組觸頭的接法是動觸頭〔16b〕接附加延時電容〔23〕的正極(該電容負極接地)，常閉靜觸頭〔16a〕通過一個限流電阻〔14〕接電源正極，常開靜觸頭〔16c〕接延時網(wǎng)絡的中點〔25〕。在常閉靜觸頭〔16a〕到電源正極之間接入一個限流電阻〔14〕是為了防止附加延時電容的充電電流使觸頭產(chǎn)生火花。
附加延時電容〔23〕是為了使三極管保持5～10分鐘的飽和導通時間而設置的。當延時電容〔24〕上的電壓達到門檻值而使復合三極管〔20〕飽和導通后，隨著延時電容〔24〕經(jīng)過放電電阻〔21〕和復合三極管的基極放電，其上的電壓將很快下降到不足以維持復合三極管的飽和導通。設置了附加延時電容后，在復合三極管導通使繼電器吸合之前，第二組轉換觸頭〔16〕將附加延時電容〔23〕接在限流電阻〔14〕上預先充電至電源電壓；當繼電器吸合時，第二組轉換觸頭〔16〕將附加延時電容切換到第一個延時電容〔24〕上。這時，兩個電容上的電壓將重新分配，使延時網(wǎng)絡中點〔25〕的電位得以提高，能夠在更長時間內(nèi)維持足以使復合三極管飽和導通的電流。放電電阻〔21〕的阻值可根據(jù)需要的基極電流選取，附加延時電容〔23〕根據(jù)放電時間選取。在本例中，放電電阻〔21〕為2MΩ，附加延時電容〔23〕，為10～47μF，可以提供10分鐘左右的延時。
圖中標號所代表的元件名稱和參數(shù)如下
1、面板2、電源輸出插孔3、線路板4、外殼5、電源輸入線6、常閉觸頭(第一組)7、螺線管(0.7mm漆包線繞10匝)8、降壓電容(0.22μF／400V)9、泄放電阻(約1MΩ)10、干簧管11、發(fā)光二極管(LED)12、繼電器(JRX－13F)13、續(xù)流二極管14、限流電阻(約1～10KΩ)15、充電電阻(3MΩ)16、第二組轉換觸頭17、整流橋或二極管組18、電阻(約100Ω)19、濾波電容(47～100μF／25V)20、復合三極管(2N9014或其他型號的中、小功率三極管復合而成)21、放電電阻(約2MΩ)22、穩(wěn)壓管(穩(wěn)壓值11～14V)23、附加延時電容(10～47μF／25V)24、延時電容(10μF／25V)25、延時網(wǎng)絡中點凡未具體給出參數(shù)的元件均可以按照常規(guī)用法選取。
本實施例給出的電冰箱保護器由于采用了阻、容降壓，因此體積較小，僅同一般多孔插座的大小相似，同時還消除了變壓器的損耗。由于主回路中采用了常閉觸頭，故在保護器不動作時基本不耗能，這對于常期接在電網(wǎng)中的電冰箱保護器來說，是一個重要的節(jié)能措施。此外，其電路復雜程度僅相當于一般單功能電冰箱保護器，卻能夠提供多種保護功能，這說明它的性能價格比將優(yōu)于現(xiàn)有的電冰箱保護器。
權利要求1.電冰箱保護器，有一個用于容納線路板[3]的外殼[4]，在外殼的一端設有電源輸入線[5]，面板[1]上設有電源輸出插孔[2]，其保護電路裝置包括一個電源電路和一個帶有延時網(wǎng)絡的晶體管開關電路，該開關電路由二個三極管復合而成[20]，驅動著一個具有兩組轉換觸頭[6和16]的繼電器[12]，其中一組觸頭的常閉觸頭[6]串接在電源輸入線和電源輸出插座之間，所說的延時網(wǎng)絡由充電電阻[15]和延時電容串聯(lián)[24]而成，作用于復合三極管[20]的基極，本實用新型的特征是在所述延時網(wǎng)絡接電源正極處串入一個常開型干簧管[10]，在電源輸入線和電源輸出插孔之間還串聯(lián)一個螺線管[7]，該螺線管驅動所述的干簧管，在三極管的基極和延時網(wǎng)絡中點[25]之間串入一個放電電阻[21]，另外還設有一個附加延時電容[23]，該電容的負極接電源負極，正極接第二組轉換觸頭[16]中的動觸頭[16b]，第二組轉換觸頭中的常閉靜觸頭[16a]接電源正極，常開靜觸頭[16c]與上述第一個延時電容[24](即延時網(wǎng)絡中點[25])相接。
2.根據(jù)權利要求1所述的電冰箱保護器，其特征是所說的螺線管〔7〕直接繞在干簧管〔10〕的外面，其內(nèi)徑稍大于干簧管的外徑并可以沿其軸向移動。
專利摘要本實用新型提供一種電冰箱保護器。它利用干簧管和螺線管構成的電流探測器，根據(jù)電冰箱的電動機負荷大小決定是否提供保護。其電路簡單卻能提供停電、過壓、欠壓等多種保護功能。對于機械故障造成的過荷也可以予以保護。
文檔編號H01H83/00GK2047353SQ89201080
公開日1989年11月8日 申請日期1989年1月30日 優(yōu)先權日1989年1月30日
發(fā)明者徐國祥 申請人:內(nèi)蒙古赤峰紅山機電研究所