CN101834428A - 市用交流电过压断电保护器 - Google Patents

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刘昭利
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Abstract

本发明由市电阻容降压电路、整流电路、直流电源滤波电路、取样放大电路、双向可控硅触发电路、功率输出执行电路等组成。它可有效地解决有些供电电网电压波动大或电压不稳定的区域，尤其是在农村一些地区，因市电电压过而高烧坏用电设备或影响用电设备的使用寿命等问题，严重时还会因此而引发火灾，造成更大的经济损失。安装和使用本装置，一旦因某种原因使市电电压突然升高且电压超过设定值时即刻自动切断市电电源，它能够有效避免用电设备因市电电压过高而遭受不同程度的损坏，对用电设备起到很好的保护作用。

Description

市用交流电过压断电保护器
技术领域
本发明属于电子技术、电工技术领域，涉及一种市用交流电过压断电保护器，用于市电电压过高时避免给用电设备带来危害。
背景技术
目前，很多用电设备本身不具有市电过压保护功能，如：电冰箱、洗衣机、电饭锅、微波炉、电熨斗等用电设备，对待市电电压超过240V这个突出问题，要么不予理睬，要么为用电设备购置结构复杂、费用较高的电子稳压设备。前者办法不仅对用电设备危害极大，而且将大大影响用电设备的使用安全和寿命；后者投资费用较高，且增加了用户安装、使用和维护电子稳压设备等方面的麻烦。
那么如何应对有些供电电压波动大、不稳定的区域，尤其是农村供电很不稳定的一些地区，因电压过高烧坏用电设备这种普遍的现象呢？
因此，研究一种电路结构简单、实用方便、工作性能可靠、制作价格低廉的市电过压自动断电保护装置很有必要。
发明内容
发明目的：可解决有些市电电网供电电压波动大或电压不稳定的区域，尤其是在农村一些地区，因市电电压过高烧坏用电设备的问题比较突出。本发明具有电路结构简单、工作性能可靠、使用方便、价格低廉的特点。安装和使用本装置，一旦电网电压超过允许值时即刻自动切断交流电源，能够有效的避免用电设备因市电电压过高而遭受不同程度的损坏。本发明的核心技术既可作为产品单独开发，也可作为配置到重要仪器设备中进行组合开发。
技术方案：本发明由市电阻容降压电路、整流电路、直流电源滤波电路、取样放大电路、双向可控硅触发电路、功率输出执行电路等组成。
有益效果：当某种原因使电市电电压突然升高时，会使正在运行的冰箱、洗衣机、电视机、音响、电脑等家用电器遭受不同程度的影响或损坏，严重时还会因此而引发火灾，酿成更大的经济损失。本发明是一种市电过电压自动断电保护装置，一旦市电电压超过设定值时即可自动断电，电压恢复正常又可自动接通电源，对用电设备起到很好的保护作用。
附图说明
附图是市用交流电过压断电保护器电路工作原理图。
附图中CZ是用电器的电源插座，CZ也可以根据用电设备的数量使用排插(要求用电设备的总功率不超过2000W)；图中VCC是指12V直流电源正极；市电零线的N端是指电路的地。
具体实施方式
下面按照说明书附图和附图说明，结合以下实施例对本发明的相关技术作进一步描述。
电路工作原理：交流220V市电通过电容C1降压限流后，由硅二极管D1、D2整流，电解电容C2稍加滤波，得到12V左右的脉动直流电。当市电电压正常时，稳压二极管D3不能被击穿导通，此时三极管BG1处于截止状态，双向可控硅TR受到电压触发而导通，插在电源插座CZ中的家用电器得电工作。
如果市电电压突然升高，如：超过240V，此时在RP中点的电压就导致稳压二极管D3击穿导通，D3导通后，使得硅三极管BG1导通，三极管BG1的集电极～发射极之间的压降很小，不足以触发双向可控硅TR，从而导致TR截止，插座CZ中的用电设备因断电而停止工作，从而起到了保护用电设备的作用。一旦市电电压＜240V，三极管BG1又截止，BG1的集电极电位升高，又再次触发双向可控硅门极使TR导通，用电设备得电继续工作。
市用交流电过压断电保护器电路组成及主要元件的连接关系
1.市用交流电过压断电保护器电路由阻容降压电路、整流电路、滤波电路、取样放大电路、可控硅触发电路、功率输出执行电路组成。
2.12V直流电源(VCC)由降压电容C1、降压电阻R1、硅整流二极管D1、D2和滤波电容C2组成。降压电容C1与降压电阻R1两端并联后的一端接市电火线的L端和电源插座CZ的一端，C1与R1的另一端接整流二极管D1负极和D2的正极，D2的负极与电解电容C2的正极相连构成VCC，D1的正极与C2的负极相连后一同接市电零线的N端。
3.取样放大和双向可控硅触发电路由电位器RP与分压电阻R2、稳压二极管D3、硅三极管BG1和偏置电阻R3组成。电位器RP的上端与电阻R3的左端同接12V直流电源VCC，RP的活动臂接稳压二极管D3的负极，RP的下端串接分压电阻R2后接地，稳压二极管D3的正极接硅三极管BG1的基极，BG1的集电极接电阻R3的右端和双向可控硅TR的门极Q脚，BG1的发射极和双向可控硅TR的T2脚一并接市电零线的N端(即：接电路地)。
4.功率输出执行电路由双向可控硅TR组成，可控硅TR的T1脚接电源插座CZ的另一端。
元器件选择：元器件的名称及技术参数见下表
元器件名称及主要参数
  元件编号   元器件名称   技术参数   数量   备注
  BG1   硅三极管   3DG12或3DA87C   1只   2CS9013
  TR   双向可控硅   12～15A、600V   1只   按用电器功率定
  D1   硅整流二极管   1N4007、1A/1000V   1只   塑封
  D2   硅整流二极管   1N4007、1A/1000V   1只   塑封
D3 硅稳压二极管 1W、10V或2CW10 1只 塑封
  元件编号   元器件名称   技术参数   数量   备注
  R1   电阻   1/2W、330KΩ   1只   降压泄放电阻
  R2   电阻   1/4W、3KΩ   1只   分压电阻
  R3   电阻   1/4W、5.1KΩ   1只   偏置电阻
  RP   多圈线绕电位器   15KΩ   1只
  C1   电容   0.47μF涤纶电容   1只   市电降压电容
  C2   电解电容   220μF/25V   1只   容量不宜太大
  CZ   用电器电源插座   15A、250V   1套   或用排插
制作与电路调试：
按照说明书附图中的电路工作原理图，检查电路中全部元器件的焊接正确与否和焊接质量，确认本装置焊接无误后即可进入调试阶段。
调试时，用1只500W调压器用于模拟市电电压的变化。将市电接至调压器的输入端，调压器的输出端接本装置。本装置在空载情况下，当调压器输出电压调至240V时，缓慢调节电路中的电位器RP，使电源插座CZ断电。然后将本装置电源插座CZ中接上一定的负载(用电设备)，再将调压器输出电压调节＜240V时，电源插座CZ应该开始正常供电；若调压器输出电压调节到240V临界值左右时，反复调节电位器RP仍然不能使电源插座CZ通电或断电，可适当调整电阻R3的阻值或调整稳压二极管D3的稳压值。
滤波电路中的电解电容C2的容量不宜太大，否则影响电路动作的灵敏度。

Claims (4)

1.一种市用交流电过压断电保护器的电路由阻容降压电路、整流电路、滤波电路、取样放大电路、双向可控硅触发电路、功率输出执行电路组成，其特征在于功率输出执行元件使用双向可控硅。
2.根据权利1所述的市用交流电过压断电保护器的12V直流电源(VCC)由降压电容(C1)、降压电阻(R1)、硅整流二极管(D1、D2)和滤波电容(C2)组成，其特征是：C1与R1两端并联后的一端接市电火线的(L)端和电源插座(CZ)的一端，C1与R1并联后的另一端接整流二极管D1负极和D2的正极，D2的负极接电解电容C2的正极，D1的正极与C2的负极相连后一并接市电零线的(N)端。
3.根据权利1所述的市用交流电过压断电保护器电路中的取样放大和双向可控硅触发电路由电位器(RP)、电阻(R2)、稳压二极管(D3)、硅三极管(BG1)和偏置电阻(R3)组成，其特征是：电位器RP的上端与R3的左端接直流电源(VCC)，RP的活动臂接稳压二极管D3的负极，RP的下端串接电阻R2后接地，稳压二极管D3的正极接硅三极管BG1的基极，BG1的集电极接电阻R3的右端和双向可控硅(TR)的门极(Q)脚，BG1的发射极和双向可控硅TR的(T2)脚接市电零线的N端。
4.根据权利1所述的市用交流电过压断电保护器，其特征是：功率输出执行电路由双向可控硅(TR)组成，可控硅TR的(T1)脚接电源插座CZ的另一端。
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