专利名称：微功耗用电器功率限制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术和安全用电管理领域，涉及一种微功耗用电装置功率限 制装置。
背景技术：
很久以来单位或共用电度表的用户、学生公寓、学生宿舍、公用走廊路灯用电的规 范管理，防止用户擅自私接大功率用电器，如电炉、电水壶、电饭锅等，一直是一项非常难 于管理的工作。为了控制电费的开支、保证线路的用电安全和杜绝火灾事故的发生，限制大 功率用电器接入和使用，常常通过制定用电管理制度或通过入室突击检查或贴封条或强行 通过拉间停电等办法加以限制，但这些方法均是治标不治本。通过加装分户电表是目前常 用的做法，虽然能够解决一些问题，但有些场所安装分户电表后仍然不能解决擅自使用大 功率用电器的问题，如单位集体宿舍、大学学生公寓、学生宿舍等。本实用新型所述的微功耗用电装置功率限制装置具有电路结构简单，可根据需要 设定用户额定功率的最大值，控制灵敏，性能可靠、自身耗电低、制作与开发成本低廉等优 点。能够有效控制因超额使用大功率电器引发事故，能够促进用电的规范管理。那么微功 耗用电器功率限制装置究竟有什么有益效果，有哪些技术内容？如何制作？
实用新型内容发明目的能够有效防止用户违规擅自接用大功率用电器，能够消除使用大功率 用电器存在的火灾隐患，达到安全用电目的，可以按照电工86型标准进行模块化设计。在 技术方案上回避使用技术比较复杂、制作成本很高的单片机技术。限制用电器的功率值可 以按照管理需要在很宽的范围内进行无级调节，并且考虑了电冰箱首次供电需要延时特别 要求，同时也考虑了有些用电器，如空调、电冰箱等感性负载启动瞬间电流很大的特点。技术特征本实用新型所述的微功耗用电器功率限制装置电路由低电压直流稳压 电源、取样电路、延时电路、控制及动作执行电路、动作执行指示电路组成，其特征是(1)取样电路中的取样电感(TL)用交流变压器的铁芯线绕制；(2)兼有缓冲大电流冲击作用的延时电路。电路中元器件相互间的连接关系1、低电压直流稳压电源电路，由降压电容(Cl)、泄放电阻(R1)、硅整流二极管 (Dl)和稳压二极管(D2)、电解电容(C2)组成。2、取样电路，由变压器铁芯线绕制的取样电感(TL)和开关二极管(D3)和滤波电 容(C3)组成，取样电感(TL)的上端分别接用电器接线端子、开关二极管(D3)的正极，开关 二极管(D3)的负极分别接电解电容(C3)的正极和电位器(RP)的一端，取样电感(TL)的 另一端和电解电容(C3)的负极接电路地(N)。3、兼有抗大电流冲击缓冲作用的延时电路，由电位器(RP)、2只电解电容(C3、C4) 和硅三极管(BGl)、电阻(R3)组成，电位器(RP)的上端分别与硅三极管(BGl)的基极和电解电容(C4)的正极相连，电解电容(C4)的负极接电路地(N)。4、控制及动作执行电路，由2只硅三极管(BGl、BG2)和2只电阻(R2、R4)及继电 器(J)组成，硅三极管(BGl)的发射极接电阻(R3)的一端，电阻(R3)的另一端接电路地 (N)，硅三极管(BGl)的集电极分别与2只电阻(R2、R4)的一端相连，电阻(R2)的另一端接 电源正极(VCC)，电阻(R4)的另一端接硅三极管(BG2)的基极，硅三极管(BG2)的集电极接 电源正极(VCC)，硅三极管(BG2)的发射极分别接继电器(J)线圈的一端、电阻(R5)的一端 和保护二极管(D5)的负极，继电器(J)线圈的另一端与保护二极管(D5)的正极接电路地 (N)。5、动作执行指示电路中的发光二极管(D4)的正极与电阻(R5)的另一端相连，发 光二极管(D4)的负极接电路地(N)。电路原理220V市电经电容(Cl)降压，整流二极管(Dl)整流、稳压二极管(D2) 稳压和电解电容(C2)滤波后，向电路提供12V直流工作电压。当负载空载或功率较小时， 硅三极管(BGl)截止，硅三极管(BG2)导通，执行继电器(J)得电闭合，负载正常供电。当 超过设定功率的负荷时，取样电感(TL)两端感应的电压增高，经开关二极管(D3)整流、电 容(C3)、电位器(RP)和电解电容(C4)滤波后使硅三极管(BGl)饱和而导通，这时硅三极管 (BG2)截止，硅三极管(BG2)负载继电器(J)掉电释放，继电器触点释放因而用电器断电。 这时由于取样电感(TL)两端的电压为0V，硅整流二极管(D3)截止呈高阻状态，电解电容 (C3、C4)中的电荷经电位器(RPl)和硅三极管(BGl)缓慢放电，实现时间延时。经约5分 钟后，硅三极管(BGl)截止，硅三极管(BG2)重新导通，继电器(J)再次吸合，电路自动恢复 供电。如果用户的超额负载尚未撤除，电路将重复上诉过程，直到用户的超载负荷恢复到设 定功率值之内为止。有益效果微功耗用电器功率限制装置经长期试用后，不仅具有电路简捷、性能可 靠、效果好、体积小，而且造价低廉，很适合批量开发。用电器功率限制装置可根据需要设定 用户额定功率的最大值。如果用户擅自使用大功率电器(电炉、电水壶等)时，功率限制装 置将自动断电以保证用电安全和电量的管理，避免电气事故的发生，还可有效遏制因电路 老化而引发火灾事故，待用户撤除大功率用电器之后，用电器功率限制装置会自动恢复供 电。微功耗用电器功率限制装置适用于工厂工人集体宿舍、大学学生公寓、学生宿舍、单位 走廊过道等用电场所。微功耗用电器功率限制装置较好的节电效果，而且能够有效的消除大功率用电器 造成的火灾隐患。经过实践确认，本功率限制装置可以联户安装，也可分户安装。
附图是微功耗用电器功率限制装置的电路工作原理图。图中L表示交流220V市 电火线接点，N表示交流220V市电零线接点，用电器功率限制装置电路接地参考点与市电 零线为等电位，所以火线与零线切不能接反。
具体实施方式
以下结合说明书附图和实施例对本实用新型的相关技术作进一步的描述。元器件选择与电路调试元件选择应着重考虑用电器功率限制装置必须适应长时间不间断连续使用的要求，所以要求元件性能稳定、电路工作可靠为原则。元器件选择尽可 能筛选温度适应性宽、且耐高温的元器件。元器件名称及主要技术参数
权利要求1.一种微功耗用电器功率限制装置，由低电压直流稳压电源、取样电路、延时电路、控 制及动作执行电路、动作执行指示电路组成，其特征是(1)取样电路中的取样电感(TL)用交流变压器的铁芯线绕制；(2)兼有缓冲大电流冲击作用的延时电路。
2.根据权利要求1所述的用电器功率限制装置，其特征是取样电路由取样电感(TL)、 开关二极管(D3)和滤波电容(C3)组成，取样电感(TL)的上端分别接用电器接线端子、开 关二极管(D3)的正极，开关二极管(D3)的负极分别接电解电容(C3)的正极和电位器(RP) 的一端，取样电感(TL)的另一端和电解电容(C3)的负极接电路地(N)。
3.根据权利要求1所述的用电器功率限制装置，其特征是兼有抗大电流冲击作用的 延时电路由电位器(RP)、2只电解电容(C3、C4)和硅三极管(BG1)、电阻(R3)组成，电位器 (RP)的上端分别与硅三极管(BGl)的基极和电解电容(C4)的正极相连，2只电解电容(C3、 C4)的负极接电路地(N)。
4.根据权利要求1所述的用电器功率限制装置，其特征是控制及动作执行电路由2 只硅三极管(BG1、BG2)、2只电阻(R2、R4)、继电器(J)及保护二极管(D5)组成，硅三极管 (BGl)的发射极接电阻(R3)的一端，电阻(R3)的另一端接电路地(N)，硅三极管(BGl)的 集电极分别与2只(R2、R4)的一端相连，电阻(R2)的另一端接电源正极(VCC)，电阻(R4) 的另一端接硅三极管(BG2)的基极，硅三极管(BG2)的集电极接电源正极(VCC)，硅三极管 (BG2)的发射极分别接继电器(J)线圈的一端和二极管(D5)的负极，继电器(J)线圈的另 一端与二极管(D5)的正极接电路地(N)。
专利摘要本实用新型属于电子技术和安全用电管理领域，涉及一种微功耗用电装置功率限制装置。由低电压直流稳压电源、取样电路、延时电路、控制及动作执行电路、动作执行指示电路组成，其特征是(1)取样电路中的取样电感(TL)用交流变压器的铁芯线绕制；(2)兼有缓冲大电流冲击作用的延时电路。装置设计考虑了电冰箱首次供电需要延时的特别要求，同时也考虑到有些用电器，如空调、电冰箱等感性负载启动瞬间工作电流很大的特点。该装置具有电路结构简捷，控制灵敏，性能可靠、自身耗电低、制作与开发成本低、易于推广普及的特点，可按照电工86型标准进行模块化设计。安装、使用用电器功率限制装置能有效防止用户违规擅自接大功率用电器。
文档编号H02H3/08GK201868835SQ201020126939
公开日2011年6月15日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者黄宇嵩 申请人:黄宇嵩