电力负荷分配控制器的制作方法

本发明涉及电源输出限流控制领域，更具体地说，它涉及电力负荷分配控制器。

背景技术：

现有的控制暖通器的电力负荷分配控制器，与无线配电开关及动力负荷开关配合使用，通过人工手动操作配电开关，线路上得到５秒钟断电，以得到间隔启动的脉冲信号，以控制可控硅动作，可控硅控制动力负荷开关，达到限电不拉闸的目的，保证了主生活电器的生活供电，在限电时不影响居民家庭用电，或者局部工作区域的正常用电。

但是，电力负荷分配控制器在限电时，需要依据人为的主观判断，人工手动操作配电开关，控制不精准且操作不便。

技术实现要素：

本发明的目的是提供电力负荷分配控制器，其在对暖通器限电时采用自动控制方式，通过采集模块采集到控制信号，经信号处理模块对信号进行处理并输入控制模块，利用控制模块控制开关模块动作，以使电流分配模块改变家用电器的供电状态，电力负荷分配控制器对生活电器的限电控制精准，无需人工手动操作配电开关，操作方便。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：电力负荷分配控制器,包括采集模块、信号处理模块、控制模块、开关模块、电流分配模块、散热模块和安装各元器件的外壳，所述采集模块的输出端与所述信号处理模块的输入端连接，所述信号处理模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与所述开关模块的输入端连接；

所述采集模块用于对暖通器的工作情况进行采集，以为所述电流分配模块提供输入信号；

所述信号处理模块对所述采集模块采集到的信号进行滤波放大，以使所述电流分配模块对输入信号更灵敏；

所述控制模块用于控制所述开关模块的动作；

所述开关模块用于控制所述电流分配模块动作；

所述电流分配模块根据输入信号使电力负荷分配控制器改变暖通器的供电状态；

所述散热模块用于对所述采集模块、所述信号处理模块、所述控制模块和所述电流分配模块进行吹风散热。

通过采用上述技术方案，采集模块监测暖通器的工作情况，采集输入信号；输入信号流入信号处理模块，滤除干扰信号并放大输出；控制模块接收到输入信号后控制开关模块动作；开关模块控制电流分配模块动作，电力负荷分配控制器改变暖通器的供电状态，达到限电或者供电状态；进而电力负荷分配控制器对暖通器的限电控制精准，无需人工手动操作配电开关，操作方便。

优选的，所述采集模块包括温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述信号处理模块连接。

通过采用上述技术方案，温度传感器对暖通器的工作情况进行实时监控，采集房间里的温度信号并将其转换为电信号，当暖通器使房间的温度达到预设值时，触发电流分配模块改变暖通器的供电状态。

优选的，所述信号处理模块包括晶体管vt1、电阻r1、电阻r2和电容c1，所述采集模块的一端经电阻r1连接电源vcc，另一端和晶体管vt1的发射极接地，所述电容c1连接在所述电阻r1和所述采集模块之间且与晶体管vt1的基极相连，所述电阻r2一端连接电源vcc，另一端连接所述晶体管vt1的基极，所述晶体管vt1的集电极连接控制模块。

通过采用上述技术方案，电源vcc、电阻r1、电阻r2和电容c1为晶体管vt1提供工作电流，使晶体管vt1工作在放大模式；电容c1对温度传感器输出的电信号进行滤波，以避免干扰信号的影响；晶体管vt1对温度传感器输出的电信号进行放大，以提高控制模块的灵敏度，利于控制模块接收温度传感器输出的信号。

优选的，所述控制模块为单片机mcs-51。

通过采用上述技术方案，使用单片机mcs-51对开关模块进行控制，成本低、控制功能强大、集成度高、体积小、可靠性好、低功耗。

优选的，所述开关模块包括时间继电器kt1和晶体管vt2，所述时间继电器kt1的延时断开常闭触点kt1-1连接于所述电流分配模块的通电回路中,所述控制模块的一个输出端经电阻r3连接电源vcc，所述电阻r3与所述控制模块的输出端之间连接有电容c2,所述电容c2连接于所述晶体管vt2的基极，所述晶体管vt2的基极与电源vcc之间连接有电阻r4,所述时间继电器kt1连接在所述晶体管vt2的集电极，所述晶体管vt2的发射极接地。

通过采用上述技术方案，控制模块向开关模块输出控制信号，以使晶体管vt2导通，晶体管vt2控制时间继电器kt1工作，当时间继电器kt1通电吸合后，控制电流分配模块工作。

优选的，所述电流分配模块由滤除输入信号中携带的干扰信号的滤波电路、可控硅scr、触发电磁双稳态继电器wj动作的触发开关电路、触发可控硅scr动作的延时电路、与可控硅scr串联的电磁双稳态继电器wj和用于控制限电时间的时间继电器kt2组成，所述滤波电路的两个输出端与所述可控硅scr、所述电磁双稳态继电器wj、所述时间继电器kt2并联，所述触发开关电路、所述延时电路串联在所述滤波电路的输出端和所述可控硅scr的控制极之间。

通过采用上述技术方案，滤波电路对电路中的干扰信号进行滤波，以避免干扰信号对电路的动作造成影响；触发开关电路和延时电路产生触发电磁双稳态继电器wj和可控硅scr动作；可控硅scr导通使电磁双稳继电器wj的开关wja由吸合变为断开、电磁双稳继电器wj的开关wjb由断开变为吸合，形成了从供电到限电的状态转换，可控硅scr截止；时间继电器kt2控制暖通器的限电时间；进而电磁双稳继电器wj使暖通机的供电状态转换，实现暖通器的限电。

优选的，所述滤波电路由电感l1、电感l2和电容c3三个感容元件组成，所述电感l1和所述电容c3串联在零线和火线之间，所述电感l2位于所述电感l1和所述电容c3之间,所述电感l2的一端与并联的所述触发开关电路和所述延时电路连接，另一端经电磁双稳态继电器wj的开关wja和开关wja、时间继电器kt2连接火线，电磁双稳态继电器wj的开关wja两端并联暖通器。

通过采用上述技术方案，电感l1、电感l2和电容c3三个感容元件组成滤波电路，电感l1、电感l2有“通直流阻交流”的作用；电容c3有“阻直流通交流”的作用，以用于消除干扰脉冲对电路的干扰。

优选的，所述延时电路包括经二极管d1和电阻r5连接在零线和火线之间的并联设置的电阻r8、电容c5和电阻r9，所述时间继电器kt2的延时断开常开触点kt2-1位于所述电阻r9与所述可控硅scr的控制极之间。

通过采用上述技术方案，电容c5用作储能元件，经电阻r8放电，流经电磁双稳继电器wj，当可控硅scr导通时，流过可控硅scr的电流可使电磁双稳继电器wj产生切变，电磁双稳继电器wj的开关wja断开而电磁双稳继电器wj的开关wjb吸合，形成了从供电到限电的状态转换，可控硅scr关断；当时间继电器kt2的延时断开常开触点kt2-1闭合时，电容c5通过电阻r9放电，再次触发可控硅scr，电容c5向电磁双稳继电器wj和可控硅scr放电使电磁双稳继电器wj翻转，电磁双稳继电器wj的开关wjb由吸合变为断开、电磁双稳继电器wj的开关wja由断开变为吸合，电力负荷分配控制器又恢复正常供电状态；二极管d1起到整流作用，以利于电容c5对电磁双稳继电器wj的控制。

优选的，所述触发开关电路包括并联的电阻r7和电容c4，所述电阻r7和所述电容c4经二极管d2和电阻r6连接在所述电感l2和所述可控硅scr的控制极之间。

通过采用上述技术方案，电容c4经电阻r7放电，以形成一次性脉冲，触发可控硅scr导通；二极管d2起到整流作用，以利于电容c4对可控硅scr的控制。

优选的，所述电感l2与所述电磁双稳继电器wj的开关wjb之间串联有电容c6和灯泡l。

通过采用上述技术方案，正常供电时，电磁双稳继电器wj的开关wjb断开，电容c6和灯泡l串联在电源电路中，灯泡l亮，作供电状态显示；当限电时，电磁双稳继电器wj的开关wjb吸合，电容c6和灯泡l所在回路短路，灯泡l灭，作限电状态显示。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

温度传感器对暖通器的工作情况进行实时监控，采集房间里的温度信号并将其转换为电信号输入信号处理模块，信号处理模块对输入的信号进行滤波放大并输出至单片机mcs-51，在达到预设条件时，单片机mcs-51向开关模块输出控制信号，开关模块动作，时间继电器kt1吸合，控制电流分配模块中的延时断开常闭触点kt1-1断开，电力负荷分配控制器改变暖通器的供电状态，达到限电或者供电状态；进而电力负荷分配控制器对暖通器的限电控制精准，无需人工手动操作配电开关，操作方便。

附图说明

图1是电力负荷分配控制器的电路连接关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的电力负荷分配控制器，由采集模块、信号处理模块、控制模块、开关模块、电流分配模块、散热模块(图中未示出)和安装各元器件的外壳(图中未示出)组成。

采集模块，用于对暖通器的工作情况进行采集，以为电流分配模块提供输入信号；信号处理模块，用于将采集模块采集到的信号进行滤波放大，以使电流分配模块对输入信号更灵敏；控制模块，用于向开关模块输出控制信号；开关模块，用于控制电流分配模块动作；电流分配模块，用于改变暖通器的供电状态；散热模块，用于对采集模块、信号处理模块、控制模块和电流分配模块进行吹风散热。

采集模块包括温度传感器，温度传感器的型号为wrm-101，温度传感器的输出端与信号处理模块的输入端连接。

信号处理模块包括晶体管vt1、电阻r1、电阻r2和电容c1，温度传感器的一端经电阻r1连接电源vcc，另一端接地，电容c1的一端连接在电阻r1和温度传感器之间，另一端与晶体管vt1的基极相连，电阻r2的一端连接电源vcc，另一端连接晶体管vt1的基极，晶体管vt1的发射极接地，晶体管vt1的集电极连接控制单元。

控制模块为单片机mcs-51，单片机mcs-51的p1.0管脚与晶体管vt1的集电极连接，单片机mcs-51的p3.6管脚与开关模块连接，单片机mcs-51内置预设值，当输入的信号大于预设值时，单片机mcs-51的p3.6管脚向开关模块输出控制信号，同时，单片机mcs-51内设时钟信号，以控制控制信号的产生时间，进而改变开关模块的状态。

开关模块包括时间继电器kt1和晶体管vt2，时间继电器kt1的延时断开常闭触点kt1-1连接于电流分配模块的通电回路中,单片机mcs-51的p3.6管脚经电阻r3连接电源vcc，电阻r3与单片机mcs-51的p3.6管脚之间连接有电容c2,电容c2连接于晶体管vt2的基极，晶体管vt2的基极与电源vcc之间连接有电阻r4,时间继电器kt1经晶体管vt2的集电极连接电源vcc，晶体管vt2的发射极接地。

电流分配模块由用于滤除输入信号中携带的干扰信号的滤波电路、可控硅scr、用于触发电磁双稳态继电器wj动作的延时电路、用于触发可控硅scr动作的触发开关电路、与可控硅scr串联的电磁双稳态继电器wj和用于控制限电时间的时间继电器kt2组成，电磁双稳继电器wj用于实现改变暖通器的供电状态，时间继电器kt2用于控制限电的时间，可控硅scr的一端连接电磁双稳态继电器wj，另一端连接零线。

电感l1和电容c3串联在零线和火线之间，电感l2位于电感l1和电容c3之间,电感l2的一端分为两条支路，其中一条支路经二极管d1和电阻r5连接延时电路，另一条支路经二极管d2和电阻r6连接触发开关电路，电感l2的另一端经电磁双稳态继电器wj的开关wja、开关wjb和时间继电器kt2连接零线、电磁双稳态继电器wj的开关wja的两端并联暖通器。

电阻r6和电阻r7、电容c4组成触发开关电路，电阻r7和电容c4并联且经二极管d2和电阻r6连接在电感l2和可控硅scr的控制极之间，二极管d2和电阻r6串联，以形成一次性脉冲，延时2～2.5秒。

电容c4和电阻r7组成阻容延时电路，当切断再接通电源间隔时间小于2～2.5秒时，由于电容c4放电不干净，合闸脉冲电流不足以触发可控硅scr，以防止线路在0.8秒～1.5秒内重合时产生误动作。

电容c5、电阻r8、电阻r9组成延时电路，电阻r8、电容c5和电阻r9并联设置且经二极管d1和电阻r5连接在电感l2与电磁双稳继电器wj之间，时间继电器kt2的延时断开常开触点kt2-1位于电阻r9与可控硅scr的控制极之间。

电源切断5秒后电容c5两端尚存有电压，若切断再接通电源的间隔过长到35～40秒，在接通电源后可控硅scr有足够的触发电流，但电容c5放电无法使电磁双稳继电器wj翻转，这就可以区别由事故或检修线路停电几分钟或几小时再送电时产生的信号，避免产生误动作而改变了供电状态。

电感l2与电磁双稳继电器wj的开关wjb之间串联有电容c6和灯泡l。

可控硅scr的控制极经二极管d3与零线连接，二极管d3的两端并联有可调电位器r10，二极管d3使可控硅scr的对地电位不超过2.5～3v，以保护可控硅scr。

本实施例的实施原理为：正常工作（非限电）状态时，时间继电器kt1断开，延时断开常闭触点kt1-1闭合，电容c4、电容c5已充电完毕，电磁双稳继电器wj的开关wja处于吸合状态，可控硅scr处于截止状态，通过电磁双稳继电器wj线圈的是可控硅scr的漏电流，其数值很小，电磁双稳继电器wj不能动作。

当房间里的温度大于预设值时，单片机mcs-51的p3.6管脚向开关模块输出控制信号，时间继电器kt1导通，延时断开常闭触点kt1-1断开，电容c4向电阻r7放电，电容c5向电阻r8放电，由于电容c4和电容c5的数值不同，放电速度不同，单片机mcs-51的时钟信号使单片机mcs-51的p3.6管脚在5秒后停止向开关模块输出控制信号，时间继电器kt1截止，延时断开常闭触点kt1-1吸合，电源切断5秒后重新接通，以形成一个电压脉冲。

这时，电容c4的充电电流可以触发可控硅scr，可控硅scr导通，电容c5放电流经电磁双稳继电器wj和可控硅scr，流过可控硅scr的电流可使电磁双稳继电器wj产生切变，电磁双稳继电器wj的开关wja断开而电磁双稳继电器wj的开关wjb吸合，形成了从供电到限电的状态转换，可控硅scr关断,此时，灯泡l灭，作限电状态显示。

转换状态的同时，时间继电器kt2因工作电源断开会自动复位，以控制限电的时间，达到预设时间后，时间继电器kt2导通，延时断开常开触点kt2-1吸合，电容c5通过电阻r9放电，再次触发可控硅scr，电容c5向电磁双稳继电器wj和可控硅scr放电使电磁双稳继电器wj翻转，电磁双稳继电器wj的开关wjb断开、电磁双稳继电器wj的开关wja吸合，电力负荷分配控制器又恢复正常供电状态，此时，灯泡l亮，作供电状态显示。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。