CN201388040Y - 限电控制器 - Google Patents

Abstract

一种限电控制器，包括过载检测电路、比较放大电路、控制电路、指示电路和延时复位电路，过载检测电路包括电流互感器和整流二极管、滤波电容，比较放大电路包括双运算放大器及基准电压电路，控制电路包括串接的放大晶体管、控制晶体管及继电器，指示电路包括正常指示发光管、告警指示发光管，延时复位电路包括充电电容和复位晶体管，本实用新型限电控制器，不采用专用限电控制芯片，成本低、性能可靠；误差小，一致性好，适合大批量生产；有自动恢复功能；采用电流互感器进行电流取样，工作温度低，寿命长。可广泛应用于学校、旅馆、宿舍等需要限制使用大功率电器的场所，可起到辅助消除由于违规使用大功率电器而引起的火灾的作用。

Description

限电控制器

技术领域

本实用新型涉及电气安全和节能技术，特别涉及一种实用的电器使用功率限电控制器。

背景技术

安全用电时用电中最重要的，而过载用电是非安全用电中最常见最危险的。防止超载用电不仅需要用电人注意，更需要采用得力的安全保护设备来实现。目前的超载用电都是用限电控制器保护，市场上已有的限电控制器种类很多，多是采用特殊金属制作、结构复杂、价格较贵，并且限制功率误差大。

实用新型内容

为弥补上述不足，本实用新型提供一种用普通电子元件制作、价格低廉、可靠性高的限电控制器。

本实用新型限电控制器，包括连接在火线上的继电器，其中：所述限电控制器包括过载检测电路、比较放大电路、控制电路、指示电路和延时复位电路，过载检测电路包括电流互感器和整流二极管、滤波电容，比较放大电路包括双运算放大器及基准电压电路，控制电路包括串接的放大晶体管、控制晶体管及继电器，指示电路包括正常指示发光管、告警指示发光管，延时复位电路包括充电电容和复位晶体管，电流互感器装在两根电源线中的一根上，其输出经整流二极管和滤波电容连接双运算放大器中第一放大器的正输入端，第一放大器的输出端连接到第二放大器的正输入端，两个放大器的负输入端分别连接两个基准电压电路，第二放大器的输出端连接放大晶体管的基极，放大晶体管的集电极连接控制晶体管的基极，控制晶体管的集电极连接继电器的线包，正常指示发光管和告警指示发光管串接，串接点连接控制放大器的集电极，复位晶体管的基极并接充电电容，再经过一电阻连接第二放大器的输出端。

本实用新型限电控制器，其中：所述限电控制器还包括阻容降压电路、整流电路和稳压电路，阻容降压电路包括降压电阻、降压电容和放电电阻，整流电路包括桥堆、稳压二极管和电源滤波电容，精确稳压电路包括稳压器。

本实用新型限电控制器，不采用专用限电控制芯片，成本低、性能可靠；限制电器功率误差不超过3％，产品一致性好，适合大批量生产；有自动恢复功能，停止使用大功率电器后能自动恢复供电；采用电流互感器进行电流取样，工作温度低，寿命长。可广泛应用于学校、旅馆、宿舍等需要限制使用大功率电器的场所，可起到辅助消除由于违规使用大功率电器而引起的火灾的作用。

附图说明

图1是本实用新型限电控制器的电路图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型限电控制器，下面结合实施例作更详尽的说明。

图1是本实用新型限电控制器的电路图。

其中：JP1接市电输入端，JP2为输出端，接负载(用电电器)

JP1为市电(AC220V)输入端，其中JP1的第2脚接零线，第1脚接火线(相线)，由R1、R2、C1、C4、D1、D3组成阻容降压及滤波电路，其中桥堆D1整流，电源滤波电容C4起电源滤波作用，稳压二极管D3起稳压作用，放电电阻R2起到给电容C1放电作用，防止断电后电容C1上的储存的电荷带来潜在危险。

在正常情况下，控制晶体管Q1的基极电压为0.7V左右，控制晶体管Q1处于导通状态，继电器K1闭合，同时正常指示发光管D5导通发光，表明输出电器功率没有超过规定功率，输出端口JP2两脚的电压与市电输入端电压相同，用电电器得电能正常工作。

当负载电器的功率超过额定值时，限电控制器能自动断开负载，同时告警指示发光管D7点亮，如果负载电器功率降低到规定功率以下，又将自动恢复供电。其具体控制过程是：双运算放大器U2为有二组运算放大器的电子元件。电流互感器L1用来检测通过负载的电流大小，电流互感器线圈上的感应电压经过整流二极管D4整流，再经过滤波电容C2滤波变成比较平稳的直流电，加在电阻R9两端，并与双运算放大器U2第3脚的正相输入端相连；由电阻R7、R8组成的基准电压电路与与双运算放大器U2的反相输入端第2脚相连，当负载功率变大时，电流互感器L1线圈上感应的电压就变高，电阻R9上的电压也变高，当电阻R9上电压高于双运算放大器U2第2脚的电压时，双运算放大器U2第一脚的电压就由低变高，再通过电阻R15，加到双运算放大器U2的另一正相输入端第5脚上。电阻R13和二极管D6也组成基准电压电路，并与双运算放大器U2的另一反相输入端第6脚相连，由于正相输入端第5脚电压高于反相输入端第6脚电压，因此输出端第7脚输出高电位(接近于双运算放大器U2第8脚电压)，第7脚高电位通过电阻R14使放大晶体管Q2导通，从而使控制晶体管Q1基极电压在0.5V以下，控制晶体管Q1截止，继电器K1断开，正常指示发光管D5熄灭，同时电流通过告警指示发光管D7及电阻R10，使告警指示发光管D7亮起来，输出端口JP2没有电压输出。在继电器断开后，由于双运算放大器U2第7脚高电位通过电阻R12一直加在双运算放大器U2第5脚上，因此使第5脚电压比第6脚电压高，双运算放大器U2第7脚继续处于高电位状态。

复位晶体管Q3与电阻R17、R18及充电电容C6组成一延时复位电路。当双运算放大器U2第7脚处于高电位时，一部分电流通过电阻R17给充电电容C6充电，当充电电容C6电压慢慢充电达到0.7V左右时，复位晶体管Q3导通，由于复位晶体管Q3的集电极与双运算放大器U2的第5脚是相连的，从而迫使第5脚电压下降0.2V以下，而双运算放大器U2反相端第6脚的电压高于0.2V，因此迫使输出端第7脚输出电压下降到0V左右，结果使放大晶体管Q2截止，控制晶体管Q1导通，继电器吸合，输出端加电，接在输出端口的用电器得电正常工作。电阻R18用于给充电电容C6放电，电阻R11是控制晶体管Q1基极的上拉电阻。

电阻R3起限流作用，稳压器U1与电阻R4、R5组成精确稳压电路，给双运算放大器U2供电，防止外界市电电压波动造成集成双运算放大器U2供电电压不稳定。

由于继电器控制的是相线(火线)，继电器断开后，输出端与大地没有电压。

通过调整R7、R8或R9就可以调整限制功率的大小，由于目前精度为1％的金属膜电阻或贴片电阻非常普遍，采购很容易，因此限电控制器的控制功率可以做的很准确，误差范围可控制在3％内，非常适合大批量生产。

Claims (2)

1、一种限电控制器，包括电源接入口(JP1)、连接在火线上的继电器(K1)和电源接出口(JP2)，其特征在于：所述限电控制器包括过载检测电路、比较放大电路、控制电路、指示电路和延时复位电路，过载检测电路包括电流互感器(L1)和整流二极管(D4)、滤波电容(C2)，比较放大电路包括双运算放大器(U2)及基准电压电路，控制电路包括串接的放大晶体管(Q2)、控制晶体管(Q1)及继电器(K1)，指示电路包括正常指示发光管(D5)、告警指示发光管(D7)，延时复位电路包括充电电容(C6)和复位晶体管(Q3)，电流互感器(L1)装在两根电源线中的一根上，其输出经整流二极管(D4)和滤波电容(C2)连接双运算放大器(U2)中第一放大器的正输入端，第一放大器的输出端连接到第二放大器的正输入端，两个放大器的负输入端分别连接两个基准电压电路，第二放大器的输出端连接放大晶体管(Q2)的基极，放大晶体管(Q2)的集电极连接控制晶体管(Q1)的基极，控制晶体管(Q1)的集电极连接继电器(K1)的线包，正常指示发光管(D5)和告警指示发光管(D7)串接，串接点连接控制晶体管(Q1)的集电极，复位晶体管(Q3)的基极并接充电电容(C6)，再经过电阻R17连接第二放大器的输出端。

2、根据权利要求1所述的限电控制器，其特征在于：所述限电控制器还包括阻容降压电路、整流电路和精确稳压电路，阻容降压电路包括降压电阻(R1)、降压电容(C1)和放电电阻(R2)，整流电路包括桥堆(D1)、稳压二极管(D3)和电源滤波电容(C4)，精确稳压电路包括稳压器(U1)。

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