CN106374426A - 基于负载功率的自动切断电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于负载功率的自动切断电路，包括负载、第一变压器、第一全波整流桥、第二变压器、第二全波整流桥、单稳态触发器和控制模块；所述控制模块用于控制负载所在电路的接通或断开；所述第一变压器的一次侧与电源相连，二次侧与第一全波整流桥相连；所述第一全波整流桥还与单稳态触发器和控制模块连接；所述第二变压器的一次侧与电源、控制开关和负载串联，第二变压器的二次侧的一端与第二全波整流桥相连；第二全波整流桥与单稳态触发器连接；所述单稳态触发器与控制模块相连。本发明可以根据实际情况和不同需要调节电路的功率限定值，不需要更换设备，简单易行。

Description

基于负载功率的自动切断电路

技术领域

本发明涉及一种电路，更详细地，涉及一种基于负载功率的自动切断电路。

背景技术

随着生活条件的改善，越来越多的电器被广泛地应用于人们的日常生活中，家用电器主要指在家庭及类似场所中使用的各种电器和电子器具，又称民用电器、日用电器。家用电器，简称家电，是指以电能来进行驱动（或以机械化动作）的用具，可帮助执行家庭杂务，如炊食、食物保存或清洁，除了家庭环境外，也可用于公司行号或是工业的环境里。基本上，家用电器分为大型家电（白色家电、黑色家电）和小家电。

家用电器的普及不仅使人们从繁重、琐碎、费时的家务劳动中解放出来，为人类创造了更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境，还为人们提供了丰富多彩的文化娱乐条件，因此已成为现代家庭生活的必需品；但是随着家用电器数量的增多，功能的完善，由于不规范使用电器而造成的安全事故时有发生，因此，如何正确安全的使用电器已经变得十分重要，尤其是在学校宿舍、宾馆、餐厅等公共场合，必须对用电设备的功率进行限制，从而保证大家的生命和财产安全。

市面上用于限制功率的产品多为功率不可调，一旦设置了限定值就不再改变，如果要重新设置，就需要重新购买新产品，这种方式不仅浪费资金，也浪费资源。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中限制功率值不可调的问题，提供一种基于负载功率的自动切断电路，其可以根据实际情况和不同需要调节允许功率的限定值，不需要更换设备，简单易行。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

基于负载功率的自动切断电路，包括负载、第一变压器、第一全波整流桥、第二变压器、第二全波整流桥、单稳态触发器和控制模块；第一全波整流桥的四个桥臂首尾依次相连，四个节点依次分别设为a点、b点、c点和d点；第二全波整流桥的四个桥臂首尾依次相连，四个节点依次分别设为e点、f点、g点和h点；所述控制模块用于控制负载所在电路的接通或断开，控制模块包括两个输入端，分别设为p端和q端，控制模块的输出端设为r端；所述第一变压器的一次侧与电源相连，二次侧的一端与第一全波整流桥的a点相连，二次侧另一端与第一全波整流桥的c点相连；所述第一全波整流桥的b点接地，d点与单稳态触发器的4号引脚和8号引脚连接，且d点和控制模块的p端相连；所述第二变压器的一次侧的一端通过控制开关与第一变压器的一次侧的一端相连，第二变压器的一次侧的另一端通过负载与第一变压器的一次侧的另一端相连；第二变压器的二次侧的一端与第二全波整流桥的e点相连，第二变压器的二次侧的另一端与第二全波整流桥的g点相连；所述第二全波整流桥的f点接地，且h点端依次串联有第二电阻、第三电阻和第四电阻，第二电阻相对连接第三电阻的另一端与h点相连，第四电阻相对连接第三电阻的另一端接地，第三电阻为滑动电阻，滑动抽头与单稳态触发器的2号引脚和6号引脚连接；所述单稳态触发器的3号引脚通过第五电阻与控制模块的q端相连。使用本发明时，第一变压器和第二变压器的一次侧均与交流220V的市电连接，市电经第一变压器降压后，再经过第一全波整流桥整流，并将整流后的电压作为单稳态触发器的电源电压与单稳态触发器的4号引脚和8号引脚连接；在负载功率符合规定的情况下，接通控制开关，第二变压器的一次侧得电，并经过降压后由第二全波整流桥进行整流，整流后的电压经第二电阻、第三电阻和第四电阻分压后作为触发传送给单稳态触发器的2号引脚和6号引脚，此时单稳态触发器的3号引脚输出高电平，控制模块不动作，负载电路正常工作；反之，当负载功率超过功率限定值，单稳态触发器的3号引脚输出低电平，控制模块动作，并使控制开关断开，负载电路断电；如果用户想要改变电路的功率限定值，只要改变第二变压器一次侧或二次侧的匝数，这样即使是负载功率增大的情况下，也可以使单稳态触发器维持在3号引脚输出高电平的状态，从而改变功率限定值。

进一步地，所述控制模块包括继电器、第一三极管、第二三极管、第六电阻和第七电阻；所述控制开关为继电器的常闭触点开关，继电器与第七电阻并联，且两个并联节点分别设为n点和m点，且n点引出作为输入端p端；第六电阻的一端与n点相连，另一端与第一三极管的集电极相连；第一三极管的集电极极与第二三极管的基极相连，第一三极管的发射极与第二三极管的发射极相连，第二三极管的集电极与所述m点相连；第一三极管的发射极和第二三极管的发射极共同引出作为输出端r端，且r端接地，第一三极管的基极引出作为输人端q端。使用本发明时，当负载功率在规定范围内，单稳态触发器的3号引脚输出高电平，第一三极管饱和，第二三极管截止，继电器处于释放状态，控制开关闭合，负载电路维持正常供电；反之，单稳态触发器的3号引脚输出低电平，第一三极管截止，第二三极管饱和，继电器得电闭合，控制开关断开，负载电路断开。

进一步地，所述控制模块中第七电阻相对连接n点的另一端与m点之间串联有第一发光二极管，且第一发光二极管的负极与m点连接。本发明中，第一发光二极管作为电源指示灯使用。

进一步地，所述控制模块在n点与m点之间连接有续流二极管，且续流二极管的正极与m点相连。由于继电器在断开或闭合时均会产生感应电动势，将续流二极管并联在继电器两端，形成回路，使产生的电动势在回路中以续电流的方式消耗，从而起到保护电路中元件不被损坏的作用。

进一步地，所述控制模块的n点与第一三极管的发射极之间依次串联有第八电阻和第二发光二极管，且第二发光二极管的负极与第一三极管的发射极相连。本发明中，第二发光二极管作为警示灯使用，以方便工作人员及时得知负载功率过大的情况。

进一步地，所述控制开关的两端并联有第一电容。第一电容作为控制开关的触点保护电容，避免控制开关断开时的火花损坏触点。

进一步地，还包括第二电容，第二电容的一端接地，另一端与第一全波整流桥的d点相连。本发明中第二电容作为滤波电容使用。

进一步地，还包括第三电容，第三电容的一端接地，另一端与第二全波整流桥的h点相连。本发明中第三电容作为滤波电容使用。

本发明的有益效果在于：

1、可以根据实际情况和不同需要调节电路的功率限定值，不需要更换设备，简单易行。

2、通过设置续流二极管和第一电容，可以有效保护继电器和控制开关在断开或闭合过程中不被损坏。

3、通过设置第二电容和第三电容，可以有效滤除整流后电路中的交流电，保证单稳态触发器的供电质量，从而使电路动作更加准确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

附图中标记所对应的零部件名称：T1—第一变压器，T2—第二变压器，IC1—第一全波整流桥，IC2—第二全波整流桥，IC3—单稳态触发器，J—继电器，JK—控制开关，R1—负载，R2—第二电阻，R3—第三电阻，R4—第四电阻，R5—第五电阻，R6—第六电阻，R7—第七电阻，R8—第八电阻，C1—第一电容，C2—第二电容，C3—第三电容，V1—第一三极管，V2—第二三极管，LED1—第一发光二极管，LED2—第二发光二极管，D1—续流二极管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本实施例提供基于负载功率的自动切断电路，包括负载R1、第一变压器T1、第一全波整流桥IC1、第二变压器T2、第二全波整流桥IC2、单稳态触发器IC3和控制模块；第一全波整流桥IC1的四个桥臂首尾依次相连，四个节点依次分别设为a点、b点、c点和d点；第二全波整流桥IC2的四个桥臂首尾依次相连，四个节点依次分别设为e点、f点、g点和h点。

控制模块包括继电器J、第一三极管V1、第二三极管V2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、续流二极管D1、第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2；第七电阻R7先与第一发光二极管LED1串联，在一起与继电器J并联，且两个并联节点分别设为n点和m点，且n点引出作为输入端p端，其中，第一发光二极管LED1的负极与m点相连，正极与第七电阻R7相对连接n点的另一端相连；继电器J的两端还并联有续流二极管D1，续流二极管D1的正极与m点相连，续流二极管D1的负极与n点相连；第六电阻R6的一端与n点相连，另一端与第一三极管V1的集电极相连；第一三极管V1的集电极极与第二三极管V2的基极相连，第一三极管V1的发射极与第二三极管V2的发射极相连，第二三极管V2的集电极与所述m点相连；第一三极管V1的发射极和第二三极管V2的发射极共同引出作为输出端r端，且r端接地，第一三极管V1的基极引出作为输人端q端；在n点与第一三极管V1的发射极之间还依次串联有第八电阻R8和第二发光二极管LED2，且第二发光二极管LED2的负极与第一三极管V1的发射极相连，第二发光二极管LED2的正极与第八电阻R8相对连接n点的另一端相连。

第一变压器T1的一次侧与电源相连，二次侧的一端与第一全波整流桥IC1的a点相连，二次侧的另一端与第一全波整流桥IC1的c点相连；第一全波整流桥IC1的b点接地，d点与单稳态触发器IC3的4号引脚和8号引脚连接，且d点和控制模块的p端相连，另外，还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与d点相连，另一端接地；第二变压器T2的一次侧的一端通过控制开关JK与第一变压器T1的一次侧的一端相连，第二变压器T2的一次侧的另一端通过负载R1与第一变压器T1的一次侧的另一端相连，控制开关JK的两端并联有第一电容C1，且控制开关JK为继电器J的常闭触点开关；第二变压器T2的二次侧的一端与第二全波整流桥IC2的e点相连，第二变压器T2的二次侧的另一端与第二全波整流桥IC2的g点相连；第二全波整流桥IC2的f点接地，且h点端依次串联有第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，第二电阻R2相对连接第三电阻R3的另一端与h点相连，第四电阻R4相对连接第三电阻R3的另一端接地，第三电阻R3为滑动电阻，滑动抽头与单稳态触发器IC3的2号引脚和6号引脚连接，另外，还包括第三电容C3，第三电容C3的一端与h点相连，另一端接地，第三电容C3与串联的第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4相互并联；单稳态触发器IC3的3号引脚通过第五电阻R5与控制模块的q端相连。

实施本实施例时，第一变压器T1和第二变压器T2的一次侧均与交流220V的市电连接，市电经第一变压器T1降压后，再经过第一全波整流桥IC1整流，并由第二电容C2对整流后的电流进行滤波，整流滤波后的电压一方面作为单稳态触发器的电源电压与单稳态触发器的4号引脚和8号引脚连接，另一方面作为控制模块的输入电压接到输入端p端；在负载功率符合规定的情况下，接通控制开关JK，第二变压器T2的一次侧得电，并经过降压后由第二全波整流桥IC2进行整流，并由第三电容C3对整流后的电流进行滤波，整流滤波后的电压经第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4分压作为触发电压后传送给单稳态触发器IC3的2号引脚和6号引脚，此时单稳态触发器IC3的3号引脚输出高电平，第一三极管V1饱和，第二三极管V2截止，继电器J处于释放状态，控制开关JK闭合，负载电路维持正常供电，第一发光二极管LED1不亮；反之，单稳态触发器IC3的3号引脚输出低电平，第一三极管V1截止，第二三极管V2饱和，继电器J得电闭合，控制开关JK断开，负载电路断开，且第一发光二极管LED1发光提示工作人员；第二发光二极管LED2在第一变压器T1接入市电的情况下作为电源指示灯会一直发光，直到切除电源。

如果用户想要改变电路的功率限定值，可以通过改变第二变压器T2一次侧或二次侧的匝数，这样即使是负载功率增大的情况下，这样即使是负载功率增大的情况下，也可以使单稳态触发器IC3维持在3号引脚输出高电平的状态，从而改变功率限定值。

本实施例中的单稳态触发器为555定时器构成的单稳态触发器。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于负载功率的自动切断电路，包括负载（R1），其特征在于，包括第一变压器（T1）、第一全波整流桥（IC1）、第二变压器（T2）、第二全波整流桥（IC2）、单稳态触发器（IC3）和控制模块；第一全波整流桥（IC1）的四个桥臂首尾依次相连，四个节点依次分别设为a点、b点、c点和d点；第二全波整流桥（IC2）的四个桥臂首尾依次相连，四个节点依次分别设为e点、f点、g点和h点；

所述控制模块用于控制负载（R1）所在电路的接通或断开，控制模块包括两个输入端，分别设为p端和q端，控制模块的输出端设为r端；

所述第一变压器（T1）的一次侧与电源相连，二次侧的一端与第一全波整流桥（IC1）的a点相连，二次侧的另一端与第一全波整流桥（IC1）的c点相连；

所述第一全波整流桥（IC1）的b点接地，d点与单稳态触发器（IC3）的4号引脚和8号引脚连接，且d点和控制模块的p端相连；

所述第二变压器（T2）的一次侧的一端通过控制开关（JK）与第一变压器（T1）的一次侧的一端相连，第二变压器（T2）的一次侧的另一端通过负载（R1）与第一变压器（T1）的一次侧的另一端相连；第二变压器（T2）的二次侧的一端与第二全波整流桥（IC2）的e点相连，第二变压器（T2）的二次侧的另一端与第二全波整流桥（IC2）的g点相连；

所述第二全波整流桥（IC2）的f点接地，且h点端依次串联有第二电阻（R2）、第三电阻（R3）和第四电阻（R4），第二电阻（R2）相对连接第三电阻（R3）的另一端与h点相连，第四电阻（R4）相对连接第三电阻（R3）的另一端接地，第三电阻（R3）为滑动电阻，滑动抽头与单稳态触发器（IC3）的2号引脚和6号引脚连接；

所述单稳态触发器（IC3）的3号引脚通过第五电阻（R5）与控制模块的q端相连。

2.根据权利要求1所述的基于负载功率的自动切断电路，其特征在于，所述控制模块包括继电器（J）、第一三极管（V1）、第二三极管（V2）、第六电阻（R6）和第七电阻（R7）；所述控制开关（JK）为继电器（J）的常闭触点开关，继电器（J）与第七电阻（R7）并联，且两个并联节点分别设为n点和m点，且n点引出作为输入端p端；第六电阻（R6）的一端与n点相连，另一端与第一三极管（V1）的集电极相连；第一三极管（V1）的集电极极与第二三极管（V2）的基极相连，第一三极管（V1）的发射极与第二三极管（V2）的发射极相连，第二三极管（V2）的集电极与所述m点相连；第一三极管（V1）的发射极和第二三极管（V2）的发射极共同引出作为输出端r端，且r端接地，第一三极管（V1）的基极引出作为输人端q端。

3.根据权利要求2所述的基于负载功率的自动切断电路，其特征在于，所述控制模块中第七电阻（R7）相对连接n点的另一端与m点之间串联有第一发光二极管（LED1），且第一发光二极管（LED1）的负极与m点连接。

4.根据权利要求2所述的基于负载功率的自动切断电路，其特征在于，所述控制模块在n点与m点之间连接有续流二极管（D1），且续流二极管（D1）的正极与m点相连。

5.根据权利要求2所述的基于负载功率的自动切断电路，其特征在于，所述控制模块的n点与第一三极管（V1）的发射极之间依次串联有第八电阻（R8）和第二发光二极管（LED2），且第二发光二极管（LED2）的负极与第一三极管（V1）的发射极相连。

6.根据权利要求1所述的基于负载功率的自动切断电路，其特征在于，所述控制开关（JK）的两端并联有第一电容（C1）。

7.根据权利要求1所述的基于负载功率的自动切断电路，其特征在于，还包括第二电容（C2），第二电容（C2）的一端接地，另一端与第一全波整流桥（IC1）的d点相连。

8.根据权利要求1所述的基于负载功率的自动切断电路，其特征在于，还包括第三电容（C3），第三电容（C3）的一端接地，另一端与第二全波整流桥（IC2）的h点相连。