一种无触点功率限制器的制作方法

文档序号:14861549发布日期:2018-07-04 07:45阅读:229来源:国知局

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。



技术实现要素:

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/Xc=U/[1/(2πfc)]

由此推算出:每个微法电容可以得到的平均电流为:

IAV=0.89×U/Xc=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。

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