CN2072736U - 高精度电流时间型电冰箱保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电冰箱保护器。本保护器 主要包括I-U变换网络，额定电流I。检测显示电 路，1.1I。检测电路，≥4I。检测报警电路和执行电 路。本保护器突出的优点是以冰箱实际运行额定电 流作为检测基准，大大提高了保护精度；具有实施安 全性(重过载)和延寿性(轻过载)双保护功能，即当冰 箱运行电流≥4I。时，实行“永久”性保护，而当冰箱 运行电流在1.1I。且持续时间大于45秒时，实行“暂 时”性保护。本保护器的适应能力较强，可广泛用于 各种类型的家用电冰箱。

Description

本实用新型属于一种电机保护器，特别是一种电冰箱保护器。

现有的电冰箱保护器大致有两种类型，电压型和电流型。电压型是以电压作为关键检测指标，即当市电超过冰箱允许的上、下限电压时，保护器切断市电，但对电压不超限，而仅运行电流超限损坏冰箱的情况，这类保护器则无能为力。电流型的保护器是以检测冰箱电流作为关键指标的，现有技术都是以压缩机的标称电流作为基准，但实际上冰箱的标称电流（或标称功率）并不能准确地代表实际额定电流（或额定功率），例如FD－516型压缩机，它的标称额定电流为1.2～1.5A，给出的是一个范围而不是一个定值，即使给出了确定的标称额定电流值，由于工艺误差和材料的不一致性等原因，各压缩机的标称额定电流也不可能完全一致，因而不能以此作为电冰箱实施有效且准确保护的基准。根据电子报87年第10期张顺明的文章和自身实验发现，冰箱运行电流上升，其值小于或等于1.05倍额定电流时，对电机绕组不构成损伤；当其值到达1.1倍的额定电流时，持续时间小于45秒问题不大，若大于90秒，电机绕组就会因散热不良，缩短绝缘寿命，即造成潜在性破坏。电机的启动电流一般都大于5倍额定电流值，从正常运行断电立即启动一般都大于4倍额定电流值，这两种情况若持续时间超过3～5秒，会对电机绕组造成严重损坏。

本实用新型的目的是针对上述保护器存在的不足，采用实时检测出给定冰箱的额定电流，再加上时间作为切断市电的关键指标。解决无论是由市电超过冰箱所允许的上、下限电压值；压缩机卡缸或排气口完全堵塞及压缩机出口不畅等引起的压缩机机械负荷增大等原因造成冰箱运行电流超载，都能有效地保护压缩机电机绕组不造成潜在性损伤和当即被烧毁。

本实用新型所述的保护器，有一个用于容纳线路板（5）的外壳（1），在外壳（1）的一端设有电源输入线（3）和电源输出插座（4），变压器B1、B2及额定电流（用I₀表示，下同）调节电位器分别固定在保护器壳内；面板（2）上装有指示灯L1、L2和I₀调节电位器旋钮；其保护电路装置包括I－U变换网络、I₀检测显示电路、l.lI₀检测电路，≥4I₀检测电路，电源电路和执行电路。

I－U变换网络由采样电阻、升压变压器、半波整流元件、兀型滤波器、大电流调节网络和射级跟随器以及额定电流调节电路依次连接而成。射随器输出端分别与I₀检测显示电路和l.lI₀检测电路的输入端相连接。大电流调节网络的输出端与≥4I检测报警电路输入端相接；l.lI₀检测显示电路和≥4I₀检测报警电路的动作信号均送至带双向可控硅的执行电路。

本实用新型有如下附图：

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型电路方框图。

图3是本实用新型的电路原理图。

以下结合附图，对本实用新型各部分结构及原理进行详细描述。

本实用新型所述的电冰箱保护器，有一个带面板（2）的外壳（1），在外壳（1）的一端设有电源输入线（3）和电源输出插座（4），线路板（5）、变压器B1、B2及I₀调节电位器Rw1固定在壳体内，图2所示的全部电路元器件均装在该线路板（5）上，面板（2）上带有指示灯L1、L2和I₀调节旋钮（6）。

电网电压由电源输入线（3）引入电源电路，该电路为保护器各电路提供所需的＋12伏工作电压，供出电流在30～70mA之间。电源电路由电源变压器B1、桥式整流D1～D4、滤波电容C1、限流电阻R1、基准电压稳压管Dw1及射极输出器Q1依次呈电气连接而成，D5用来调节基准电压大小，若Udw1正好在12.5～13.0V之间，则D5可以取消。

本实用新型的保护原理是：找出冰箱额定电流I₀，然后跟踪冰箱运行电流的变化，即当I＝l.lI₀时，若持续时间大于45秒～90秒，保护器就切断市电，延时5分钟后，又自动接通市电；若I≥4I₀，则在3～5秒内切断市电，并同时报警且冰箱不能再启动。冰箱额定电流I₀检测功能由I－U变换网络和I₀检测显示电路实现，冰箱运行电流的跟踪控制功能由l.lI₀检测电路和≥4I₀检测报警电路实现。

I－U变换网络由采样电路、整流滤波电路、Uc5调节网络和射随器组成。采样电路由采样电阻R₀和变压器B2构成并串于电机主回路中，直接检测压缩机电机的额定电流I₀。整流滤波电路由D6、C3、R3、C4组成；射随器由三极管Q3、温补二极管D7、滤波电容C5、Q3的射极电阻R17和额定电流调节电位器Rw1组成。当I₀在0.5～1.8A之间任取一值时，调整Rw1使Vc5恒为1.4V，Rw1值即对应了冰箱的额定电流I₀，为后续控制保护提供了一个准确的检测基准。目前国内家用电冰箱的额定电流大都在0.7～1.7A之间，本实用新型设置在0.5～1.8A之间，基本覆盖了所有家用电冰箱。Vc5调节网络由R5、R6和Q2组成，小电流时Q2截止，R5、R6均为限流电阻；大电流时，因变压器R2次级内阻较大，使Vc5的上升率下降，而此时Q2由截止变为饱和导通，即相当于R5、R6的有效阻值随I的增加而自动下降，以达到调节Vc5上升率的目的。

I₀检测显示电路是将冰箱的I₀信号从V3e取出，然后通过开关式区间放大器去控制指示灯L1，L1亮表示I₀已检测到。该电路包括上、下区间开关式放大器Q4、Q5和区向内信号混合器IC1，IC1为一块NE555时基集成块，用于驱动显示，Rw2和Rw3用来调整额定电流指示区间的上、下限。限流电阻R9和显示灯L1组成I显示电路。当冰箱运行电流小于0.99I₀或大于1.01I₀时，Ic1的3脚输出低电平，L1灭，仅当冰箱运行电流在0.99I₀＜I＜1.01I₀之间时，Ic1的3脚输出高电平，L1燃亮。由此看出，I₀显示的调定误差不大于I₀的±1％，因而整个保护器的控制精度较高。

1.1I₀检测电路接收来自I－U变换网络V3e端的冰箱运行电流信号，经开关式放大器放大，再延时45秒～90秒（假设调在60秒）后，去控制执行电路切断冰箱市电，断电后，在5～10分钟内，保护器又自动接通市电，冰箱恢复工作。45～90秒延时电路由Rw6、隔离二极管D11、电容C11组成，5～10分钟延时电路由C11、Rw7和D11组成，D13是用来隔离V8c的高压，稳压管Dw3的作用是提高倒相器Q9对l.lI₀信号的反应灵敏度；D12是隔离断电延时电路和倒相器之间的相互影响。

≥4I₀检测电路从I－U变换网络Vc5处取出≥4I₀电流信号，经放大，并延时3～5秒后，去控制执行电路切断冰箱市电，同时启动报警装置，发出声响报警，且保持使执行电路永久性切断市电。本电路主要包括开关式放大器Q6、由Q7、Rw8、C8和Dw2组成的延时电路、倒相器Q8、自闭锁电路和报警集成块A。自闭锁电路由D10、R21构成，当冰箱运行电流≥4I₀，经3～5秒后保护器切断市电，冰箱运行电流立即为零，Q6由饱和转为截止，但此时因D10和R21接在Q8的集电极回路，被Q8钳位在小于0.5V的电平上，至使Q7的V7eb＞0.7V，所以Q7不与Q6同步截止，而是继续饱和导通，Q8也处于饱和导通状态，使冰箱“永远”维持在断电状态。用户必须拨下保护器电源插头，找出冰箱产生大电流的原因，并排除后方可恢复正常使用。

执行电路由驱动器、正常工作显示电路和执行级组成。驱动器由一块NE555时基集成电路、R24、C9构成的“Γ”型滤波器组成，驱动器的作用是把从Vw7送来的5～10分钟延时启动信号，45秒～90秒延时信号，及从≥4I0检测电路送来的3～5秒信号V8c，均变成驱动信号送至执行级，从IC2的3脚输出的5～10分钟为正驱动信号；45～90秒和3～5秒为零驱动信号，即切断冰箱市电信号。执行级由一个双向可控硅SCR，限流电位器Rw8和可控硅SCR保护线路R31、C12组成，当SCR出现单向导电或不对称导电时，保护线路实行断电保护。限流电阻R28，指示灯L2构成显示电路，L2燃亮表示冰箱处于正常工作状态。

将本保护器的插头插入220V的电源插座，等冰箱启动后运行10分钟左右，即可调Rw1，因为L1燃亮对应的I₀区间只有±1％，所以在L1燃亮附近来回调几次Rw1，使L1最亮为止，此刻Rw1所对应的电流值就是该冰箱的额定电流值，使用操作程序就此完备。从此本保护器就能自动跟踪冰箱运行电流的变化，在l.lI₀或≥4I₀时及时切断冰箱电源。

本保护器的突出优点是过载电流检测基准值准确，从而提高了保护精度。具有实施安全性（重过载）和延寿性（轻过载）的双保护功能，大多数重过载出现都是长时间的轻过载演变而致，实施轻过载保护可及时提醒用户采取检修措施，使之不会因“小病”造成潜在大祸，当市电在允许极限内变化，或冰箱内出现一些正常的机械负荷轻、重变化，其运行电流都不会达到l.lI₀值，或虽达到，但持续时间也不会大于45秒，因此轻过载保护的实施决不会影响冰箱的正常运行。本保护器的适应性较高，可广泛用于各种类型的家用电冰箱。

Claims (5)

1、一种高精度电流时间型冰箱保护器，有一个用于容纳线路板(5)的外壳(1)，在外壳的一端设有电源输入线(3)和电源输出插座(4)，变压器B1、B2及额定电流调节电位器Rw1分别固定在保护器壳内，面板(2)上装有指示灯L1、L2及额定电源调节旋钮(6)，其保护电路装置包括电源电路、1-U变换网络、检测显示电路、报警和执行电路，其特征在于：1-U变换网络中采样电阻R₀端并接一升压变压器B2，半波整流元件后依次接有兀型滤波器、大电流调节网络及射级跟随器；射级跟随器输出端分别与I₀检测显示电路和1.1I₀检测电路的输入端相接；大电流调节网络的输出端与≥4I₀检测电路输入端相接；1.1I₀检测电路和≥4I₀检测电路输出保护信号均接至带有双向可控硅的执行电路，控制冰箱供电状态。

2、根据权利要求1所述的冰箱保护器，其特征在于I0检测显示主要由上、下区间开关式放大器Q4、Q5，区间内信号混合器IC1，调整元件Rw2、Rw3及显示部件L1组成。

3、根据权利要求1所述的冰箱保护器，其特征在于l.lI₀检测电路由开关式放大器Q10、倒向器Q9、45～90秒延时电路、5～10分钟延时电路组成。

4、根据权利要求1所述的冰箱保护器，其特征在于≥4I₀检测报警电路主要由开关放大器Q6、Q7、倒相器Q8、D10和R12组成的自闭锁电路和报警装置构成。

5、根据权利要求1所述的冰箱保护器，其特征在于所述的执行电路还包括由集成电路Ic2和C9、C10、R24构成的信号驱动级，正常工作显示器L2，及由R31、C12组成的可控硅保护线路。

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