制作此限電自動控制器時可根據(jù)學生公寓房間的用電情況設定最大允許用電功率,在允許用電功率范圍內(nèi)能正常用電,超過限定功率(如使用電爐、熱得快等)即自動停電且發(fā)出報警聲,撥下大功率電器后會自動恢復供電,限電功率范圍200~600W連續(xù)可調(diào)。
? ? ? 工作原理電路
? ? ? 如下圖所示:市電經(jīng)T1降壓.1Cl整流C2波波,為電路提供12V直流工作電源,經(jīng)IC3穩(wěn)壓后為時基電路IC4和蜂鳴器IC5提供6V工作電壓。正常用電時繼電器J處于釋放狀態(tài),不消耗耗電能.JK閉合,負載得電工作;T2用于負載功率識別,當負載得電工作時,電流流經(jīng)L1.在L2端產(chǎn)生感應電動勢,經(jīng)IC2全波整流,C3濾波,R1、W、R2分壓,耦合給IC4的②、⑥腳,IC4連成單穩(wěn)態(tài)方式、作為電壓比較器,當IC4的②、⑥腳電壓低于1/3VCC時,③腳輸出高電平,經(jīng)R3使V2飽和.V3截止,J處于釋放狀態(tài),JK閉合,電路維持正常供電;由于IC4的③腳為高電平4.5V,(由于R3、V2的be結(jié)電流的降壓作用,輸出由6V降為4.5V)D1不足以導通,Vl截止,蜂鳴器不發(fā)聲。
? ? ? 當用電負載超過限定功率時,L1中電流增大、L2兩端電壓升高,經(jīng)IC2整流.C3兩端直流電壓立即升高,IC4的②、⑥腳輸入電壓>2/3Vcc,其狀態(tài)反轉(zhuǎn)、③腳輸出低電平.V2截止、V3飽和導通,J得電吸合,JK斷開,切斷負載供電回路,此時LED1得電發(fā)光,D1擊穿導通,V1飽和,蜂鳴器得電發(fā)聲,實現(xiàn)聲光報警。C3兩端的電壓通過R1、W、R2放電,將逐漸降低,當IC4的②、⑥電壓降為<1/3Vcc時,IC4翻轉(zhuǎn)、③腳變?yōu)楦唠娖剑琕2飽和V3截止,J釋放、JK閉合,再次對負載功率進行檢測;如超負荷負載已經(jīng)拔掉.J會維持釋放狀態(tài)對負載繼續(xù)供電,如超負荷負載仍沒有拔掉,電路將會重復上述斷電過程,超負荷報警期間電路對負載的檢測周期為30秒/次。圖中LED2為電源指示,C1為繼電器觸點保護電容,可防止JK斷開時的火花損壞觸點。
? ? ? 元件選擇與制作
? ? ? 圖中J應選用觸點電流余量較大的繼電器,如ZH-4115型12V繼電器,其直流電阻160Ω,觸點電流20A,LED1選用紅色發(fā)光二極管,LED2選用綠色發(fā)光管,D1用3V穩(wěn)壓管,蜂鳴器選用音樂IC和壓片一體型,該蜂鳴器體積很小,可直接焊接在電路板上,其電壓使用范圍3—12V,在6V供電時耗電15mA.得電時可發(fā)出滴滴、滴滴聲。當300W負載接入時C3兩端電壓為5V左右,當600W負載接入時.C3兩端可有70V左右的直流電壓,故C3應選耐壓>100V的電解電容器;T2可用12V3W電源變壓器改制,初級作為L2,次級不用,另在次級線圈外面用巾0.5mm漆包線繞5匝作為Ll,其余元件參數(shù)見元器件清單。將T1、T2以外的元件焊接在6×IIC平方米電路板上、固定在機殼內(nèi),LED1、LED2固定在機殼面板的適當位置,將a、b、c三點用電源線引至機殼外。如允許使用功率>600W時,可適當減少Ll的匝數(shù)。
? ? ? 安裝調(diào)試
? ? ? 首先確定允許使用功率,假設為300W.可接入一個300W的負載,然后,自下而上調(diào)整W,使J剛好吸合,LED1發(fā)光,蜂鳴器發(fā)出滴滴聲,然后拔掉300W負載.30秒后LED1應熄滅,J釋放,蜂鳴器停止發(fā)聲,最后用速干漆將W固定,防止因振動使W滑動端阻值發(fā)生變化。使用時,每個公寓單元應安裝一個限電控制器,將a、b點引出線接市電;C點引出線接公寓單元負載回路即可。
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