CN201360134Y - 家庭用电负荷过载预警系统 - Google Patents
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Abstract
一种家庭用电负荷过载预警系统，属于电子线路领域。该系统包括电流互感器和信号比较电路连接构成的采集模块、信号比较电路和报警器连接构成的比较预警模块、以及电源模块。采样的家庭配电箱处交流电路上的电流大于门限电流时，该系统的报警器发声预警，因此可以实现对家庭用电负荷的实时监测，避免由于用电负荷过高造成的断电现象发生；整个系统的电路简单，成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子线路，具体涉及一种家庭用电负荷过载预警系统。
背景技术
目前，民用电源保护装置通常都是采取达到额定荷载后即断电的方式，断电的方式通常是熔丝熔断或跳闸。这虽然起到了一定的保护作用，但由于事件发生突然而存在以下问题：(1)影响了正常活动，并且为恢复供电需要在没有照明的条件下摸索，行动不方便；(2)会中断一些进行中的操作，使某些已经进行的劳动成果“前功尽弃”；(3)同时这样的突然断电也会造成电器损坏。
为解决以上问题，该实用新型提供能为家庭生活带来更多方便的电负荷过载预警系统。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，为避免电负荷过载的突然断电现象、防患于未然，本实用新型提供一种能实时监控电负荷设定值并在超过报警阀值而报警的预警系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的家庭用电负荷过载预警系统包一种家庭用电负荷过载预警系统，其特征在于包括：
包括电流互感器和信号调理电路的采集模块，
包括信号比较电路的比较模块，
报警模块，
以及用于向所述采集模块、比较模块、报警模块提供低压直流电源的电源模块；
信号调理电路输出经调理过的负荷电流信号至比较模块的信号比较电路，比较模块根据负荷电流信号进行比较判断并输出控制信号至报警模块。
根据本实用新型所提供的家庭用电负荷过载预警系统，其中，所述比较模块还包括第一网络模块，所述报警模块包括第二网络模块和报警器，信号比较电路输出的信号通过第一网络模块和第二网络模块连之间的网络连接传输至报警器。第一网络模块和第二网络模块连之间的网络连接是有线网络连接方式或者无线网络连接方式。
根据本实用新型所提供的家庭用电负荷过载预警系统，其中，所述电流互感器包括电磁互感器和二极管整流电路。所述信号比较电路包括用于滤波的电容和电感、以及用于将电流信号转换为电压信号的电阻。所述电源模块包括电池电源、与电池电源串联的二极管、AC/DC电源、以及与AC/DC电源串联的二极管，所述电池电源的电压值小于AC/DC电源的电压值。
根据本实用新型所提供的家庭用电负荷过载预警系统，其中，所述信号比较电路包括运算放大器，信号调理电路的输出信号输入至运算放大器的正端，运算放大器的负端输入反映门限电流的预定电压。所述预定电压通过变阻器的分压变化来实现。
本实用新型的技术效果是，采样的家庭配电箱处交流电路上的电流大于门限电流时，该系统的报警器发声预警，因此可以实现对家庭用电负荷的实时监测，避免由于用电负荷过高造成的断电现象发生；并且门限电流可根据具体情况灵活可调；电源模块可靠性高、并能节省电池用电；整个系统的电路简单，成本低。
附图说明
图1是本实用新型提供的家庭用电负荷过载预警系统示意图；
图2是图1所示实施例的优选具体电路结构图；
图3是图1所示的供电电源的实施例示意图；
图4是AC/DC电源的具体实施例示意图；
图5所示为本实用新型提供的家庭用电负荷过载预警系统又一实施例示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1所示为本实用新型提供的家庭用电负荷过载预警系统示意图。如图1所示，该预警系统包括：电流互感器11、信号调整电路12、信号比较电路13、报警器14和供电电源15，其中电流互感器11和信号调整电路12一起构成采集模块，信号比较电路13构成比较模块，报警器14构成报警模块，供电电源15形成电源模块。报警器14可以产生声光信号报警。供电电源为采集模块、比较模块和报警模块提供低压直流电源，在该实施例中，通过供电电源15向信号调整电路12、信号比较电路13和报警器14提供5V的直流电源。
图2所示为图1所示实施例的优选具体电路结构图。如图2所示，电流互感器11采集家庭配电箱处交流电路上的电流(图中所示)，经电磁互感器T2和二极管D2组成的整流电路整流后输出直流电流信号。信号调整电路12包括电阻R1、与电阻R1串联的电感L2、与电阻串联的电容C39，电流互感器直流电流信号输入至信号调整电路，通过电阻R1后转换为电压信号，并通过电容和电感实现滤波。通过设置电阻R1的大小，可以对应输出不同大小的电压信号，电阻R1的选择，根据后面的信号比较电路设置来统一设置。经过信号调整电路12输出的信号为一相对稳定值的电压信号。信号比较电路13主要包括LM124运算放大器，信号调整电路12输出的信号经过电阻R2后输入至运算放大器的“+”端，通过调节可变电阻R3的电阻值，可以调节运算放大器的“-”端的输入电压，“-”端的输入电压我们定义为预定值，预定值反映了家庭配电箱处交流电路上能最大通过的电流(定义为门限电流)，例如，预定值设定为0.6伏时，根据图2中的参数，可以看出R3＝5V/(4K+1K)*0.6V＝600欧姆。如果用户需要门限电流可设置，则调节电阻选用旋钮式，并在产品的外壳上标识调大和调小的方向，并在上面标识1A、2A、3A、4A等门限电流的位置，这样用户就可以更具自身不同的需求调节门限电流。而“+”端的输入电压信号反映了家庭配电箱处交流电路上的负荷电流大小。比较器根据两端输入的信号输出不同信号，当“+”端的输入电压信号大于预定值时，也即家庭配电箱处交流电路上的电流大于其门限电流，运算放大器的1端输出正电压信号；相反，则运算放大器的1端输出负电压信号。报警器14接收运算放大器的输出信号，当输出正电压信号时，三极管开启，报警器B1将鸣响，相反则保持不发声，因此运算放大器的输出信号可以实现对报警器B1的控制。在该实施例中，图2中的电气元件的参数的选择如图中标注所示。信号比较电路和报警器所需求的5V电源通过图1所示的供电电源15提供。
图3所示为图1所示的供电电源的实施例示意图。现有技术中，可以通过常规的纽扣电池等实现，也可以通过直接使用家庭配电箱中的220V电源、并使用线性变压器转换成6V左右的交流信号、然后使用二极管整流、再经过线性降压78L05得到AC/DC电源。但是第一种方法具有纽扣电池容易耗电完毕、需要经常更换的缺点，而第二种方法具有家庭配电箱由于停电而造成系统无法实时监控预警的缺点。如图3所示，包括纽扣电池22和AC/DC电源21两个电源系统同时供电，其中纽扣电池22与二极管D52串联，AC/DC电源21与二极管D51串联；当纽扣电池22输出的电压低于AC/DC电源21的电压时，二极管D52关断，供电电源主要通过AC/DC电源21供电；；当AC/DC电源21输出为0时，纽扣电池22的电压大于AC/DC电源21的电压时，二极管D52导通，二极管D51关断，供电电源主要通过纽扣电池供电。因此该供电电源具有可靠性高、并节省电池用电的优点。
图4所示为AC/DC电源的具体实施例示意图。如图4所示，AC/DC电源21的电源输入直接使用家庭配电箱中220V电源，并使用线性变压器转换成6V左右的交流信号，然后使用二极管整流，再经过线性降压78L05得到5V电源。图中的压敏电阻和保险丝用于保护，共模线圈用于滤波。
图5所示为本实用新型提供的家庭用电负荷过载预警系统又一实施例示意图。该实施例与图1所示实施例的主要区别在于报警器和信号比较电路之间通过网络模块连接。如图5所示，比较模块包括信号比较电路13和第一网络模块18，报警模块包括第二网络模块19和报警器14；信号比较电路13的输出信号输入至第一网络模块18，第一网络模块18和第二网络模块19之间通过有线网络或者无线网络的连接方式传输信号，然后通过第二网络模块19传输至报警器14。因此本实施例中，报警模块与比较模块之间可以实现远距离分离放置，特别是在无线网络连接方式的情况下，把报警模块放置在容易让人注意到的位置，而比较模块和采集模块放置家庭配电箱等需要负荷电流监控位置。
综上所述，图1所示的家庭用电负荷过载预警系统中，通过采集模块采集家庭配电箱处交流电路上的电流，并转换为小幅信号，然后与设定的门限电流进行比较，判断是否做出报警，如超过范围通过蜂鸣器报警。
在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本实用新型不限于在说明书中所述的具体实施例。
Claims (8)
1.一种家庭用电负荷过载预警系统，其特征在于包括：
包括电流互感器和信号调理电路的采集模块，
包括信号比较电路的比较模块，
报警模块，
以及用于向所述采集模块、比较模块、报警模块提供低压直流电源的电源模块；
信号调理电路输出经调理过的负荷电流信号至比较模块的信号比较电路，比较模块根据负荷电流信号进行比较判断并输出控制信号至报警模块。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，比较模块还包括第一网络模块，所述报警模块包括第二网络模块和报警器，信号比较电路输出的信号通过第一网络模块和第二网络模块连之间的网络连接传输至报警器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，第一网络模块和第二网络模块连之间的网络连接是有线网络连接方式或者无线网络连接方式。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号比较电路包括用于滤波的电容和电感、以及用于将电流信号转换为电压信号的电阻。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流互感器包括电磁互感器和二极管整流电路。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号比较电路包括运算放大器，信号调理电路的输出信号输入至运算放大器的正端，运算放大器的负端输入反映门限电流的预定电压。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预定电压通过变阻器的分压变化来实现。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源模块包括电池电源、与电池电源串联的二极管、AC/DC电源、以及与AC/DC电源串联的二极管，所述电池电源的电压值小于AC/DC电源的电压值。
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