专利名称:有过流保护作用的多功能控制电路的制作方法
本发明是关于一种多功能控制电路，特别是具有过流保护作用的微型化无触点的多功能控制电路。是一种应用双向可控硅的开关电路，由双向可控硅和输入交流电源共同串联的电流取样控制电路组成过流关断电路，在过流关断电路中的电流取样控制电路里，分别加上适当的电容或各种敏感元件，电路就具有了相应的自动控制功能。本电路可设计成手动触发有过流关断作用的多功能自动控制电路和能自动复位的有过流保护作用的多功能自动控制电路;本电路的电源，可以由串联在交流输入电源中的另一双向可控硅电路供给，也可以由所配用主机的变压器低压绕组供给。
在电子线路中，实现过流保护的通常办法是在输出控制电路中加上各种保护电路，但由于有些电器低压输出时电流较大，需要使用价格较高的大功率器件;同时，由于过流保护电路设计在输出控制电路中，当控制电路关闭后，控制线路部份还要继续消耗一些电能;也有人在输入交流电源上加上限流保护电路，虽已取得成功，但是仍需使用耐压较高的交流继电器作有触点开关，这就存在寿命短、体积大、成本高的问题。
为使用户能够合理与经济地使用设备，在自动控制装置的设计中，人们努力搞出尽可能多用途的自动控制线路，例如既可用于过流保护，又可用于光、热、磁、湿等的自动控制。
本发明的任务是提供一种具有过流保护作用的微型多功能控制电路，该电路能根据整机的需要限定电流预定值的大小而快速自动关断电源，在过流关断电路上，只要适当的分别加上电容或各种敏感元件，电路就具有了相应的延时，光控、温控、磁控、湿控等自动控制功能;由于本发明采用了特殊的供给双向可控硅获得同步电源的方法，因而实现了整个电路的微型化。
其解决的方案是用双向可控硅为开关元件，并由该开关元件及其和输入交流电源共同串联的电流取样电路组成过流关断电路;在过流关断电路的控制晶体管的发射结或集电结上适当的分别加上电容或各种敏感元件，电路就具有了相应的自动控制功能。有过流关断作用的多功能自动控制电路的电源，由另一串联在交流输入电源中的双向可控硅电路构成。整个电路的启动和复位是由手动触发按扭进行。
有过流关断作用的多功能自动控制电路的电源，也可以用所配用主机的变压器低压绕组电源供给。
本发明的优点在于能根据需要设定限定电流关断值的大小，线路对多种功能控制适应灵巧方便，控制灵敏度高、无触点，允许通过的电流容量大，电压适应范围宽、自动功耗低、压降低、省电，用本方法制造的控制装置成本低、体积小(只有火柴盒大)。
本发明的进一步改进是在限流关断电路上，用一个以晶体三极管雪崩效应原理设计的自动复位脉冲触发电路代替手动触发按扭，以实现自动复位功能。
附图1-4是本发明的几个实施例附图1手动触发有过流保护作用的多功能自动控制电路原理图。
附图2能自动复位的有过流保护作用的多功能自动控制电路原理图。
附图3随车带用充电机自动控制装置原理图。本发明的一个实施例。
附图4变压器低压绕组电源供给的有过流保护作用的多功能自动控制电路原理图。是本发明的另一实施例。
如图1所示，电源输入端(20)和(10)，双向可控硅(T1)的两极(A1)与输入端(10)连接，(A2)与接点(C)连接，双向可控硅(T1)控制极与接点(B)间依次连接电阻(R1)、二极管(D1)、三极管(BG1)集电极与接点(B)连接，接点(C)与接点(A)间依次连接二极管(D2)、电阻(R2)，三极管(BG1)基极与接点(A)连接，三极管(BG1)发射极即接点(D)与接点(C)间连接电阻(R4)，接点(C)和输入端(10)间接有手动按扭(K);接点(D)和(B)间接稳压二极管(D3)，接点(B)和接点(F)间接电阻(R6)，接点(F)和(D)间接电容(C1)，接点(D)和接点(E)间接电阻(R5)，接点(E)和(F)间接二极管(D4);接点(D)和(E)分别接双向可控硅(T2)的两个极(A2′)和(A1′)，双向可控硅的控制极与接点(E)间依次连接电阻(R6)、二极管(D5)，接点(E)和输入端(20)间接负载(RL)，至此整个电路完成。由电阻(R1)、(R2)、(R4)和二极管(D1)、(D2)以及三极管(BG1)、双向可控硅(T1)、按扭(K)组成了多功能控制措施(Ⅰ);由电阻(R2)、(R5)、(R6)和二极管(D3)、(D4)、(D5)以及双向可控硅(T2)、电容(C1)组成了电源供给措施(Π)。
图1中，双向可控硅(T1)是过流关断电路的开关元件，电阻(R4)为电流取样电阻。当按扭(K)按下后，电流在电阻(R5)两端形成交流压降(～VDE)，其正半周经二极管(D4)整流后对电容(C1)充电，电容(C1)上的正电压经电阻(R3)、二极管(D1)、电阻(R1)加在双向可控硅(T1)的控制极上，电容(C1)上的负电压经电组(R4)加在双向可控硅(T1)的一个极(A2)上，使双向可控硅导通。由双向可控硅(T2)、电阻(R6)和二极管(D5)所组成的是一个辅助电源电路，(～VDE)的负半周经二极管(D5)整流后的负压经电阻(R6)加在双向可控硅(T2)的控制极上，正压加在双向可控硅(T2)的一个极(A2′)上，这时双向可控硅(T1)在电源的负半周为主导通。由于双向可控硅(T1)和(T2)的控制极上加的控制电压极性相反，使得经(T1)、(T2)后的交流电压正负半周波形基本一致，其对称失真度小于5%，如果没有这一辅助电源电路，则经双向可控硅(T1)后的波形对称失真度将达30-40%，而且电流允许流过的电流很小，否则在电阻(R5)上的压降损失将太大。正是由于本电路使用了这种特殊的供给双向可控硅获得同步电源的方法，既能使电路实现大电流输出，又实现了整个电路的微型化，电路中(～VDE)值的大小，由稳压管(D3)确定。
限流断电电路的工作过程是当超过设定电流时，电阻(R4)上的压降(～VCD)将大于预定值，此电压经二极管(D2)整流后，通过电阻(R2)加在三极管(BG1)的发射结即接点(A)和(D)上，使三极管(BG1)导通，随后电容(C1)通过三极管(BG1)放电，使接点(D)和(B)间电压(-VDB)降至双向可控硅(T1)的控制极维持导通电压以下时，双向可控硅(T1)关闭，从而实现了过流保护的功能。设定电流关断值的大小，由电阻(R4)确定。
多功能控制电路的工作原理是在三极管(BG1)的基极和集电极之间接入一敏感器件，例如光敏二极管，当光敏二极管受光照射后，阻值下降，使三极管(BG1)的基极电流增加，这一电流经三极管(BG1)放大而使(BG1)导通，随之导致双向可控硅(T1)关闭，从而实现了光电关断控制功能;根据同样原理，在三极管(BG1)的集电极和基极接入热敏电阻，在(BG1)基极和发射极间接入可调电阻，就可实现对温度敏感的超温关断电路，将此电路制成的微型装置串入电机的交流接触器控制线路中，并将热敏电阻安置在被保护电机绕组上或电机外壳上，能可靠的起到电机超温保护作用。本超温关断装置无触点，寿命长、价格低，而且灵敏度、可靠性都较高。感温元体积小，便于安装，该装置的引出线少，接线十分简单。
如图2所示，是一种有自动复位功能的有过流保护作用的多功能自动控制电路原理图。它与图1所示的基本电路相同，所不同的是用一晶体管雪崩效应原理设计的脉冲触发电路，代替了图1中的按扭(K)，以实现自动复位的功能。电路是这样连接的输入端(10)依次串联二极管(D6)、电阻(R7)、电容(C2)后接双向可控硅(T1)的一个极(A2)，即接点(C)，(T1)的另一极(A1)接输入端(10)和二极管(D6)的公共端;接点(C)连接电阻(R8)的一端，电阻(R8)的另一端与三极管(BG2)基极连接，三极管(BG2)集电极接电阻(R7)与电容(C2)的公共端，(BG2)的发射极连接电阻(R9)的一端，电阻(R9)的另一端与接点(B)连接。以后的电路即从接点(C)和(B)起一直到输入端(20)，和图1所示电路同，此处不重述。
这个脉冲触发电路的工作过程是电源接通后，经二极管(D6)、电阻(R7)向电容(C2)充电，当充电电压达到三极管(BG2)的集电极-发射极反向击穿电压时，三极管被击穿(即雪崩击穿)而突然导通，这时电容(C2)上的正电压通过三极管(BG2)、电阻(R9)、二极管(D1)、电阻(R1)加在双向可控硅(T1)的控制极上，电容(C2)上的负压则加在(T1)的一个极(A2)上，使双向可控硅(T1)导通，起到了如图1中按扭(K)的作用。此后，控制电路的工作又按对图1所述的原理，而保持双向可控硅(T1)导通。显然，这个自动复位电路可以通过调整由电阻(R7)，电容(C2)所组成的RC电路的充电时间常数来调整自动复位频率。
关于过流保护和多功能控制电路的工作原理和图1所示电路相同，这里不再重述。当引起控制电路关断的因素(如过流、超温、光照等)消失后，由于脉冲触发电路的作用，控制电路将重新导通，这就是自动复位的功能。
用图2所示电路可作成有过流保护功能的微型无触点恒温控制器。其解决方案是在三极管(BG1)的集电极和基极间接入适当热敏电阻，在基极和发射极间接入可调电阻。它的工作原理是过流关断多功能控制电路因感温元件感知超温而关断电路。此后，脉冲触发电路定时输出复位脉冲，若此时感温元件仍感知超温，则电路因温控电路的作用而不能复位输出，只有当感温元件感知低于设定温度时，温控电路中三极管(BG1)才截止，电路方能复位输出，因而实现了恒温控制。本装置控温精度为±0.5℃，可控功率范围为20-1000W，若制成500W恒温控制器，体积只有火柴盒大，成本在7元以内。
图3是随车带用充电机自动控制装置原理图，是本发明的又一实施例。其方案是在三极管(BG1)的集电极、基极间接入光敏二极管(D11))(D11)应与充电线路中电压取样电路里的发光二极管(D10)对接安装。当电池充电达到预定电压时，发光二极管(D10)发光，与(D10)对接安装的光敏二极管(D11)受到光照后，导致了控制电路关断，因而实现了充满电后自动关断的功能;当电源电压突然过高时，电池两端电压也随之突然升高，使得控制电路关断，造成电池并未充满电。由于线路中有自动复位功能，待电源电压正常后，又立即复位输出，继续充电，直至电池电压充到预定值，电路才关闭。已有技术中，电池充满电若不取下电池，仍然要耗一部分控制电源和变压器空耗的电源，一般约占额定输出功率的20-30%，本装置在电池充满电后，可自动全部关断电源，耗电几乎为零。本自动充电机将常规的设计方法(自动关断电路设计在充电机变压器的输出端)改为把双向可控硅和过流自动关断电路设计在充电机的电源输入端，这样就可以用十分廉价的较小电流的双向可控硅器件代替价高的大电流可控硅，因为低压充电机输出电流比它的电源输入电流大7-12倍，只要合理选定输出限流电阻和R4的阻值大小，就可以仅用3安的双向可控硅制成10安输出的能可靠的进行输出过流和短路保护的自动充电机。本装置具有无触点、体积小、省电、价格低、输出低压安全，充满电能自动断电，能防止过充电而损坏电瓶，能较好满足随车带用充电机的要求。
附图4是变压器低压绕组电源供给的有过流保护作用的微型化无触点多功能控制电路原理图。电路的多功能控制措施部分与图1和图2所示的相同，所不同的是过流关断电路的电源是由所配用主机的变压器低压绕组供给的。线路是这样连接的如图4所示，输入端(20)接变压器初级线圈(L2)的一端，(L2)的另一端与指示灯低压绕组(L1)的一端相接，(L1)的另一端串联二极管(D4)的一端，二极管(D4)的另一端与接点(F)连接，接点(F)连接电阻(R9)的一端，电阻(R3)的另一端与接点(B)连接，接点(B)和接点(D)间依次串联发光二极管(D12)、电阻(R10);接点(D)与线圈(L1)和(L2)公共端连接，接点(D)和(F)间接一电容(C1);其余电路即从输入端(10)至接点(D)和(B)之间的多功能控制措施部分，与图1和图2所示电路相同，不再叙述。本电路的工作过程是电源接通后脉充触发电路使双向可控硅导通，导通电流在流经变压器线圈(L2)时，在线圈(L1)中感应出电压，此电压经二极管(D4)整流后对电容(C1)充电。电容(C1)上的正电压经电阻(R6)、二极管(D1)和电阻(R1)加在双向可控硅(T1)控制极上，电容(C1)上的负压经电阻(R4)加在双向可控硅(T1)的一个极(A2)上，保持了双向可控硅(T1)的导通。电路的过流关断和多功能控制电路的工作原理与图1和图2所示电路相同，不重述。
附图4也是本发明的另一实施例。是用于电子捕鼠器的过流延时自动保护装置原理图。
如图4所示电路，在过流关断电路的三极管(BG1)的基极、发射极间加一适当的电解电容(C3)，就构成了电子捕鼠器过流延时自动保护电路，将此电路接入电子捕鼠器电源输入端，就使电子捕鼠器具有了过流延时保护功能。由于电容(C3)的加入，当鼠体触电使电路中出现过流时，过流关断电路并不立即关断，而要延迟一些时间才断电，这段时间由电阻(R2)和电容(C3)所组成的RC延时电路确定，这就能使老鼠在体电阻极低的情况下(如鼠体被水湿透)触电，也足以将老鼠击昏。由于老鼠在触电后，体电阻迅速下降，若不及时关断电源，则电路将会因过载而烧坏变压器等元件;但是，断电后老鼠并未死去，仅仅是被击昏，经过很短的一些时间后，老鼠将醒来跑掉，这些正是已有的电子捕鼠器需改进之处。本电路由于有自动复位功能，能按设定的频率定时地复位输出，继续电击老鼠，因而老鼠无法逃掉。由于复位输出频率低，虽然每次复位输出时所遇负载都严重超负荷，但电路很快又断开，因而既满足了灭鼠的可靠性，又保护了捕鼠器主机不致因过流而烧毁。
虽然已知技术中已有自动复位功能的电子捕鼠器，但由于他们使用另一套独立的变压器、继电器等，成本较高，用本电路制成的电子捕鼠器具有无触点、成本低、延时、过流断电和自动复位设计都很灵巧，就是输出完全短路，也能可靠保护主机。
权利要求
1.一种多功能自动控制电路，特别是具有过流保护作用的微型化无触点多功能控制电路，其特征是用双向可控硅(T1)为开关元件，并由双向可控硅(T1)、三极管(BG1)、二极管(D2)、电阻(R2)、(R4)组成过流关断电路，它们的连接方法是双向可控硅(T1)的一个板(A2)即接点(C)与三极管(BG1)的发射极即接点(D)间接一电阻(R4)，接点(C)与三极管(BG1)基极间依次连接二极管(D2)和电阻(R2)，三极管(BG1)的集电极与接点(B)连接，在三极管(BG1)的发射结即接点(A)、(D)间或集电结即接点(A)、(B)间适当的分别加上电容或各种敏感元件，电路就具有了相应的自动控制功能，以上电路的电源是由电阻(R5)、(R6)、(R3)，二极管(D5)、(D4)、(D3)，电容(C1)以及双向可控硅(T2)构成，它们的连接方法是接点(D)和(E)间并接有电阻(R5)和双向可控硅(T2)的两个极，双向可控硅(T2)的控制极与接点(E)间依次接有电阻(R5)和二极管(D5)，接点(E)和(F)间接二极管(D4)，接点(D)和(F)间接电容(C1)，接点(B)和(F)间接有电阻(R3)，接点(D)和(B)间接有稳压管(D3)，在双向可控硅(T1)的控制极与接点(B)间依次连接电阻(R1)和二极管(D1)。
2.如权利要求
1所述的多功能自动控制电路，其特征是在双向可控硅(T1)的两个极(A1)和(A2)间接有一手动触发按扭(K)。
3.如权利要求
1所述的多功能自动控制电路，其特征是在双向可控硅(T1)上接有一脉冲触发电路，以实现自动复位的功能，电路是这样连接的接点(C)串联电容(C2)后与晶体管(BG2)集电极连接，(BG2)集电极与输入端(10)间串联一个电阻(R7)和一个二极管(D6)，(BG2)发射极和接点(B)之间接电阻(R9)，(BG2)基极和接点(C)间接电阻(R8)。
4.如权利要求
2或3所述的多功能自动控制电路，其特征是在接点(A)和(D)间接有一可调电阻，接点(A)和(B)间接有一热敏电阻。
5.如权利要求
2或3所述的多功能自动控制电路，其特征是在接点(A)和(B)间接有一光敏器件或磁敏器件或湿敏器件。
6.一种多功能控制电路，特别是具有过流保护作用的微型化无触点多功能控制电路，其特征是，用双向可控硅(T1)为开关元件，并由双可控硅(T1)、三极管(BG1)、二极管(D2)以及电阻(R2)、(R4)组成过流关断电路，它们的连接方法是双向可控硅(T1)的一个极(A2)即接点(C)与三极管(BG1)的发射极即接点(D)间接电阻(R4)，接点(C)与三极管(BG1)基极间依次连接二极管(D2)和电阻(R2)，三极管(BG1)的集电极与接点(B)连接，在三极管(BG1)的发射结即接点(A)、(D)间或集电结即接点(A)、(B)间适当的分别加上电容或各种敏感元件，电路就具有了相应的自动控制功能，以上电路的电源是由所配用主机的变压器(BT)的低压绕组(L1)、二极管(D4)、电容(C1)、电阻(R3)组成，它们的连接方法是接点(D)和接点(B)间依次串接有线圈(L1)、二极管(D4)和电阻(R3)，电阻(R3)与二极管(D4)的接点即接点(F)，接点(F)和(D)间接有电容(C1)，在双向可控硅的控制极与接点(B)间依次串接有电阻(R1)和二极管(D1)。
7.如权利要求
6所述的多功能自动控制电路，其特征是在双向可控硅(T1)的两个极(A1)和(A2)间接有一手动触发按扭(K)。
8.如权利要求
6所述的多功能自动控制电路，其特征是在双向可控硅(T1)上接有一脉冲触发电路，以实现自动复位的功能，电路是这样连接的接点(C)串联电容(C2)后与晶体管(BG2)集电极连接，(BG2)集电极与输入端(10)间串入一个电阻(R7)和一个二极管(D6)，(BG2)发射极和接点(B)之间接电阻(R9)，(BG2)基极和接点(C)间接电阻(R8)。
9.如权利要求
7或8所述的多功能自动控制电路，其特征是在接点(A)和(D)间接有一电解电容。
10.如权利要求
7或8所述的多功能自动控制电路，其特征是在接点(A)和(B)间接有一光敏器件或磁敏器件或湿敏器件。
专利摘要
本发明公开了一种具有过流保护作用的微型化无触点的多功能控制电路。是一种应用双向可控硅的交流开关电路，在过流关断电路中的电流取样控制电路里，分别加上适当的电容或各种敏感元件，电路就具有了相应的自动控制功能，电路的电源是由与本电路共同串联在交流电源电路中的另一双向可控硅电路所组成，也可以用所配用主机的变压器低压绕组电源供给。电路可以用手动或脉冲自动触发，用脉冲自动触发时，电路可以自动复位。
文档编号H02H3/08GK86102566SQ86102566
公开日1987年1月24日 申请日期1986年4月10日
发明者孙开忠 申请人:孙开忠导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan