CN207572963U - 一种无触点功率限制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无触点功率限制器。由限流电容、扼流电感、桥式整流、限流取样、容量指示等电路组成，具有电路简单、成本低、无触点、节能、安全、不怕短路、不会失火、功耗低、体积小、限流稳定、不分阻、容、感性负载的优点，保障插座及供电电路安全，杜绝火灾隐患，可广泛应用于厂区、教室、宿舍、宾馆、饭店、家庭、写字楼、办公室、公共场所等供电系统。

Description

一种无触点功率限制器

技术领域

本实用新型涉电力电子设备技术领域，具体是指一种无触点功率限制器。

背景技术

随着电力应用越来越普及，人们日常生活已经离不开各种电器设备，供电设备往往无法满足日益增长的电力需求，比如老式楼房早期布设的线路额定负荷较低，而不合规地使用电器极易造成电路安全隐患，发生火灾等安全事故，造成人员生命和财产的损失，功率限制器便应运而生。

现有的功率限制器多为过载过流保护，采用机械式继电器控制电路通断的方式，来达到功率限制的目的，由于机械式继电器制作工艺复杂、成本高，增加整个装置的重量、体积、复杂程度及成本费用，此种功率限制器主要用于阻性负载的功率限制，无法满足各种各样的负载情况，使用范围小，金属触点随着使用时间增加而引起氧化，降低导通电流和反应灵敏度，导致功率限制效率降低，如果触点失灵或者触点打火，极易造成短路，发生引燃、引爆、火灾等安全隐患，危及人身安全和社会秩序。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种无触点功率限制器，使用耦合电容、扼流电感串联连接和电子控制限流电路，限制额定电流的工作方式，来达到功率限制的目的。其具有结构简单、低成本、无触点、高效节能、智能安全等特点，可广泛应用于厂区、教室、宿舍、宾馆、饭店、家庭、写字楼、办公室、公共场所等供电系统。

本实用新型为实现以上目的，采用如下方案：

本无触点功率限制器，包括电源输入端和电子控制限流电路，其特征在于，所述电源输入端通过导线连接耦合限流电容；

所述耦合限流电容和扼流电感串联连接后，与电子控制限流电路的桥式整流器的第一输入(交流)端连接，

所述电子控制限流电路包括桥式整流器、限流放大晶体管控制限流电路，

所述桥式整流器第一输出(正极)端正向连接第一发光二极管，所述第一发光二极管串联第一电阻后与限流放大晶体管的基极连接，所述放大晶体管的基极通过第二电阻与桥式整流器的第二输出(负极)端连接；

所述桥式整流器第一输出(正极)端分别正向连接第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管和第六电阻，所述第二发光二极管串联第三电阻，所述第三发光二极管串联第四电阻，所述第四发光二极管串联第五电阻，所述第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻并联后与限流放大晶体管集电极连接，所述限流放大晶体管发射极与桥式整流器第二输出(负极)端连接。

所述电子控制限流电路的桥式整流器的第二输入(交流)端与插座输出端串联，使负载与限流电流源串联，达到功率限制目的。

所述耦合限流电容的优选耐压值为400V，根据负载功率需要，电容值为0.1～200μF时效果最佳，特例有当电容值为5、10、15、20μF时，得到的限流最大值为0.3A、0.6A、0.9A、1.2A，提供额定功率分别为60W、120W、180W、240W。

本实用新型的有益效果是：

1、简单的结构，可以有效降低设备的生产成本。

2、取代机械式金属触点，采用全电子元件，提高产品的使用寿命，增加设备可靠性。

3、更加节能环保，同时保证较高的限流效率。

4、不用担心负载短路。即使负载短路时，对供电电源及线路也不会产生危害，反而提高线路的功率因数，保障插座及供电电路安全，杜绝火灾隐患。

5、对于负载特性没有要求，不用区分阻、容、感性负载，使用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型电路示意图；

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示的一种无触点功率限制器，包括电源输入端U1和电子控制限流电路，其特征在于，所述电源输入端U1通过导线连接耦合限流电容C，所述耦合限流电容C和扼流电感L串联连接后，与电子控制限流电路的桥式整流器BR的第一输入(交流)端连接，

所述电子控制限流电路包括桥式整流器BR、限流放大晶体管Q，所述桥式整流器BR第一输出(正极)端正向连接第一发光二极管LED1，所述第一发光二极管LED1串联第一电阻R1后与放大晶体管Q的基极连接，所述放大晶体管Q的基极通过第二电阻R2与桥式整流器BR的第二输出(负极)端连接；

所述桥式整流器BR第一输出(正极)端分别正向连接第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4和第六电阻R6，所述第二发光二极管LED2串联第三电阻R3，所述第三发光二极管LED3串联第四电阻R4，所述第四发光二极管LED4串联第五电阻R5，所述第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6并联后与放大晶体管Q集电极连接，所述放大晶体管Q发射极与桥式整流器BR第二输出(负极)端连接，所述电子控制限流电路的桥式整流器BR第二输入(交流)端与额定负载RL串连连接。

实施例一：本实用新型所述的一种无触点功率限制器，当处于空负载工作状态时，电源输入端U1输出的电流经过耦合限流电容C和扼流电感L，到达桥式整流器BR，由于电路中无负载，所以线路无法形成回路，此时功率限制器的插座输出端U2电流为零，功率指示灯LED1不亮，设备不消耗电能，处于节能环保状态。

实施例二：本实用新型所述的一种无触点功率限制器，当处于短路负载工作状态时，功率限制器的插座输出端U2输出电流为最大额定值，此时无触点功率限制器处于无功功率补偿状态，所以，短路时对供电电源及线路不会产生危害，反而提高线路的功率因数。

短路时流过耦合限流电容C的电流最大额定值为：由于

I′＝U/X_c＝U/[1/(2πfc)]

由此推算出：每个微法电容可以得到的平均电流为：

I_AV＝0.89×U/X_c＝0.89×220/[1/(2πfc)]＝0.89×220/[1/(2×3.14×50×10^-6)]＝0.06A

所以，电容C为优选的耐压值为400V，根据负载功率需要，电容值为0.1～200μF时效果最佳。特例有当电容值为5、10、15、20μF时，得到的限流最大值为0.3A、0.6A、0.9A、1.2A，提供额定功率分别为60W、120W、180W、240W。

实施例三：本实用新型所述的一种无触点功率限制器，当处于额定负载工作状态时，电源输入端U1经过耦合限流电容C和扼流电感L输出的电流，到达电子控制限流电路的桥式整流器BR第一输入(交流)端，限流电流从桥式整流器BR的A端流向G端，在电流从A端，流经串联第一发光二极管LED1、第一电阻R1、第二电阻R2到达G端，组成电流扩展取样电路，当电流流过该回路的值达到设定值时，第一发光二极管LED1点亮，此时在第二电阻R2两端形成扩展电流取样门限值电压，放大晶体管Q的基极与发射极形成压降，所述放大晶体管Q导通，形成电流取样扩展功能。

在桥式整流器BR的A端与放大晶体管Q的集电极之间，有4条并联回路，第一回路，第二发光二极管LED2与电阻R3串联，在电流达到第一扩展值时导通，此时第二发光二极管LED2点亮，第二回路中第三发光二极管LED3与第四电阻R4串联，第三回路中第四发光二极管LED4与第五电阻R5串联，第四回路中串联独立的第六电阻R6。从第二回路到第四回路，分别在达到各自的扩展值时导通，第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4分别点亮。起到容量显示和电流分级扩展的作用。最后电子控制限流电路的桥式整流器BR第二输入(交流)端与额定负载RL串联连接。起到限制电流作用，达到功率限制目的。根据负载功率需要，功率限制器的交流电流的最大值，取决于耦合限流电容C容量的大小。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的基础上，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，都不脱离本实用新型的保护范围，由所述权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种无触点功率限制器，包括电源输入端和电子控制限流电路，其特征在于，所述电源输入端通过导线连接耦合限流电容；

所述耦合限流电容和扼流电感串联连接后，与电子控制限流电路的桥式整流器的第一输入端连接，所述电子控制限流电路包括桥式整流器、限流放大晶体管控制限流电路，所述桥式整流器第一输出端正向连接第一发光二极管，所述第一发光二极管串联第一电阻后与限流放大晶体管的基极连接，所述放大晶体管的基极通过第二电阻与桥式整流器的第二输出端连接；

所述桥式整流器第一输出端分别正向连接第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管和第六电阻，所述第二发光二极管串联第三电阻，所述第三发光二极管串联第四电阻，所述第四发光二极管串联第五电阻，所述第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻并联后与限流放大晶体管集电极连接，所述限流放大晶体管发射极与桥式整流器第二输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种无触点功率限制器，其特征在于，所述电子控制限流电路的桥式整流器的第二输入端与插座输出端串联。

3.根据权利要求1所述的一种无触点功率限制器，其特征在于，所述耦合限流电容的耐压值为400V，根据负载功率需要，电容值为0.1～200μF，当电容值为5μF、10μF、15μF、20μF时，提供额定功率分别为：60W、120W、180W、240W。