專利名稱：微功耗用電器功率限制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)和安全用電管理領(lǐng)域，涉及一種微功耗用電裝置功率限 制裝置。
背景技術(shù)：
很久以來單位或共用電度表的用戶、學(xué)生公寓、學(xué)生宿舍、公用走廊路燈用電的規(guī) 范管理，防止用戶擅自私接大功率用電器，如電爐、電水壺、電飯鍋等，一直是一項(xiàng)非常難 于管理的工作。為了控制電費(fèi)的開支、保證線路的用電安全和杜絕火災(zāi)事故的發(fā)生，限制大 功率用電器接入和使用，常常通過制定用電管理制度或通過入室突擊檢查或貼封條或強(qiáng)行 通過拉間停電等辦法加以限制，但這些方法均是治標(biāo)不治本。通過加裝分戶電表是目前常 用的做法，雖然能夠解決一些問題，但有些場所安裝分戶電表后仍然不能解決擅自使用大 功率用電器的問題，如單位集體宿舍、大學(xué)學(xué)生公寓、學(xué)生宿舍等。本實(shí)用新型所述的微功耗用電裝置功率限制裝置具有電路結(jié)構(gòu)簡單，可根據(jù)需要 設(shè)定用戶額定功率的最大值，控制靈敏，性能可靠、自身耗電低、制作與開發(fā)成本低廉等優(yōu) 點(diǎn)。能夠有效控制因超額使用大功率電器引發(fā)事故，能夠促進(jìn)用電的規(guī)范管理。那么微功 耗用電器功率限制裝置究竟有什么有益效果，有哪些技術(shù)內(nèi)容？如何制作？

實(shí)用新型內(nèi)容發(fā)明目的能夠有效防止用戶違規(guī)擅自接用大功率用電器，能夠消除使用大功率 用電器存在的火災(zāi)隱患，達(dá)到安全用電目的，可以按照電工86型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。在 技術(shù)方案上回避使用技術(shù)比較復(fù)雜、制作成本很高的單片機(jī)技術(shù)。限制用電器的功率值可 以按照管理需要在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，并且考慮了電冰箱首次供電需要延時(shí)特別 要求，同時(shí)也考慮了有些用電器，如空調(diào)、電冰箱等感性負(fù)載啟動(dòng)瞬間電流很大的特點(diǎn)。技術(shù)特征本實(shí)用新型所述的微功耗用電器功率限制裝置電路由低電壓直流穩(wěn)壓 電源、取樣電路、延時(shí)電路、控制及動(dòng)作執(zhí)行電路、動(dòng)作執(zhí)行指示電路組成，其特征是(1)取樣電路中的取樣電感(TL)用交流變壓器的鐵芯線繞制；(2)兼有緩沖大電流沖擊作用的延時(shí)電路。電路中元器件相互間的連接關(guān)系1、低電壓直流穩(wěn)壓電源電路，由降壓電容(Cl)、泄放電阻(R1)、硅整流二極管 (Dl)和穩(wěn)壓二極管(D2)、電解電容(C2)組成。2、取樣電路，由變壓器鐵芯線繞制的取樣電感(TL)和開關(guān)二極管(D3)和濾波電 容(C3)組成，取樣電感(TL)的上端分別接用電器接線端子、開關(guān)二極管(D3)的正極，開關(guān) 二極管(D3)的負(fù)極分別接電解電容(C3)的正極和電位器(RP)的一端，取樣電感(TL)的 另一端和電解電容(C3)的負(fù)極接電路地(N)。3、兼有抗大電流沖擊緩沖作用的延時(shí)電路，由電位器(RP)、2只電解電容(C3、C4) 和硅三極管(BGl)、電阻(R3)組成，電位器(RP)的上端分別與硅三極管(BGl)的基極和電解電容(C4)的正極相連，電解電容(C4)的負(fù)極接電路地(N)。4、控制及動(dòng)作執(zhí)行電路，由2只硅三極管(BGl、BG2)和2只電阻(R2、R4)及繼電 器(J)組成，硅三極管(BGl)的發(fā)射極接電阻(R3)的一端，電阻(R3)的另一端接電路地 (N)，硅三極管(BGl)的集電極分別與2只電阻(R2、R4)的一端相連，電阻(R2)的另一端接 電源正極(VCC)，電阻(R4)的另一端接硅三極管(BG2)的基極，硅三極管(BG2)的集電極接 電源正極(VCC)，硅三極管(BG2)的發(fā)射極分別接繼電器(J)線圈的一端、電阻(R5)的一端 和保護(hù)二極管(D5)的負(fù)極，繼電器(J)線圈的另一端與保護(hù)二極管(D5)的正極接電路地 (N)。5、動(dòng)作執(zhí)行指示電路中的發(fā)光二極管(D4)的正極與電阻(R5)的另一端相連，發(fā) 光二極管(D4)的負(fù)極接電路地(N)。電路原理220V市電經(jīng)電容(Cl)降壓，整流二極管(Dl)整流、穩(wěn)壓二極管(D2) 穩(wěn)壓和電解電容(C2)濾波后，向電路提供12V直流工作電壓。當(dāng)負(fù)載空載或功率較小時(shí)， 硅三極管(BGl)截止，硅三極管(BG2)導(dǎo)通，執(zhí)行繼電器(J)得電閉合，負(fù)載正常供電。當(dāng) 超過設(shè)定功率的負(fù)荷時(shí)，取樣電感(TL)兩端感應(yīng)的電壓增高，經(jīng)開關(guān)二極管(D3)整流、電 容(C3)、電位器(RP)和電解電容(C4)濾波后使硅三極管(BGl)飽和而導(dǎo)通，這時(shí)硅三極管 (BG2)截止，硅三極管(BG2)負(fù)載繼電器(J)掉電釋放，繼電器觸點(diǎn)釋放因而用電器斷電。 這時(shí)由于取樣電感(TL)兩端的電壓為0V，硅整流二極管(D3)截止呈高阻狀態(tài)，電解電容 (C3、C4)中的電荷經(jīng)電位器(RPl)和硅三極管(BGl)緩慢放電，實(shí)現(xiàn)時(shí)間延時(shí)。經(jīng)約5分 鐘后，硅三極管(BGl)截止，硅三極管(BG2)重新導(dǎo)通，繼電器(J)再次吸合，電路自動(dòng)恢復(fù) 供電。如果用戶的超額負(fù)載尚未撤除，電路將重復(fù)上訴過程，直到用戶的超載負(fù)荷恢復(fù)到設(shè) 定功率值之內(nèi)為止。有益效果微功耗用電器功率限制裝置經(jīng)長期試用后，不僅具有電路簡捷、性能可 靠、效果好、體積小，而且造價(jià)低廉，很適合批量開發(fā)。用電器功率限制裝置可根據(jù)需要設(shè)定 用戶額定功率的最大值。如果用戶擅自使用大功率電器(電爐、電水壺等)時(shí)，功率限制裝 置將自動(dòng)斷電以保證用電安全和電量的管理，避免電氣事故的發(fā)生，還可有效遏制因電路 老化而引發(fā)火災(zāi)事故，待用戶撤除大功率用電器之后，用電器功率限制裝置會自動(dòng)恢復(fù)供 電。微功耗用電器功率限制裝置適用于工廠工人集體宿舍、大學(xué)學(xué)生公寓、學(xué)生宿舍、單位 走廊過道等用電場所。微功耗用電器功率限制裝置較好的節(jié)電效果，而且能夠有效的消除大功率用電器 造成的火災(zāi)隱患。經(jīng)過實(shí)踐確認(rèn)，本功率限制裝置可以聯(lián)戶安裝，也可分戶安裝。

附圖是微功耗用電器功率限制裝置的電路工作原理圖。圖中L表示交流220V市 電火線接點(diǎn)，N表示交流220V市電零線接點(diǎn)，用電器功率限制裝置電路接地參考點(diǎn)與市電 零線為等電位，所以火線與零線切不能接反。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的相關(guān)技術(shù)作進(jìn)一步的描述。元器件選擇與電路調(diào)試元件選擇應(yīng)著重考慮用電器功率限制裝置必須適應(yīng)長時(shí)間不間斷連續(xù)使用的要求，所以要求元件性能穩(wěn)定、電路工作可靠為原則。元器件選擇盡可 能篩選溫度適應(yīng)性寬、且耐高溫的元器件。元器件名稱及主要技術(shù)參數(shù)
權(quán)利要求1.一種微功耗用電器功率限制裝置，由低電壓直流穩(wěn)壓電源、取樣電路、延時(shí)電路、控 制及動(dòng)作執(zhí)行電路、動(dòng)作執(zhí)行指示電路組成，其特征是(1)取樣電路中的取樣電感(TL)用交流變壓器的鐵芯線繞制；(2)兼有緩沖大電流沖擊作用的延時(shí)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電器功率限制裝置，其特征是取樣電路由取樣電感(TL)、 開關(guān)二極管(D3)和濾波電容(C3)組成，取樣電感(TL)的上端分別接用電器接線端子、開 關(guān)二極管(D3)的正極，開關(guān)二極管(D3)的負(fù)極分別接電解電容(C3)的正極和電位器(RP) 的一端，取樣電感(TL)的另一端和電解電容(C3)的負(fù)極接電路地(N)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電器功率限制裝置，其特征是兼有抗大電流沖擊作用的 延時(shí)電路由電位器(RP)、2只電解電容(C3、C4)和硅三極管(BG1)、電阻(R3)組成，電位器 (RP)的上端分別與硅三極管(BGl)的基極和電解電容(C4)的正極相連，2只電解電容(C3、 C4)的負(fù)極接電路地(N)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電器功率限制裝置，其特征是控制及動(dòng)作執(zhí)行電路由2 只硅三極管(BG1、BG2)、2只電阻(R2、R4)、繼電器(J)及保護(hù)二極管(D5)組成，硅三極管 (BGl)的發(fā)射極接電阻(R3)的一端，電阻(R3)的另一端接電路地(N)，硅三極管(BGl)的 集電極分別與2只(R2、R4)的一端相連，電阻(R2)的另一端接電源正極(VCC)，電阻(R4) 的另一端接硅三極管(BG2)的基極，硅三極管(BG2)的集電極接電源正極(VCC)，硅三極管 (BG2)的發(fā)射極分別接繼電器(J)線圈的一端和二極管(D5)的負(fù)極，繼電器(J)線圈的另 一端與二極管(D5)的正極接電路地(N)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)和安全用電管理領(lǐng)域，涉及一種微功耗用電裝置功率限制裝置。由低電壓直流穩(wěn)壓電源、取樣電路、延時(shí)電路、控制及動(dòng)作執(zhí)行電路、動(dòng)作執(zhí)行指示電路組成，其特征是(1)取樣電路中的取樣電感(TL)用交流變壓器的鐵芯線繞制；(2)兼有緩沖大電流沖擊作用的延時(shí)電路。裝置設(shè)計(jì)考慮了電冰箱首次供電需要延時(shí)的特別要求，同時(shí)也考慮到有些用電器，如空調(diào)、電冰箱等感性負(fù)載啟動(dòng)瞬間工作電流很大的特點(diǎn)。該裝置具有電路結(jié)構(gòu)簡捷，控制靈敏，性能可靠、自身耗電低、制作與開發(fā)成本低、易于推廣普及的特點(diǎn)，可按照電工86型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。安裝、使用用電器功率限制裝置能有效防止用戶違規(guī)擅自接大功率用電器。
文檔編號H02H3/08GK201868835SQ201020126939
公開日2011年6月15日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者黃宇嵩 申請人:黃宇嵩