專利名稱：微功耗用電器功率限制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術和安全用電管理領域，涉及一種微功耗用電裝置功率限 制裝置。
背景技術：
很久以來單位或共用電度表的用戶、學生公寓、學生宿舍、公用走廊路燈用電的規(guī) 范管理，防止用戶擅自私接大功率用電器，如電爐、電水壺、電飯鍋等，一直是一項非常難 于管理的工作。為了控制電費的開支、保證線路的用電安全和杜絕火災事故的發(fā)生，限制大 功率用電器接入和使用，常常通過制定用電管理制度或通過入室突擊檢查或貼封條或強行 通過拉間停電等辦法加以限制，但這些方法均是治標不治本。通過加裝分戶電表是目前常 用的做法，雖然能夠解決一些問題，但有些場所安裝分戶電表后仍然不能解決擅自使用大 功率用電器的問題，如單位集體宿舍、大學學生公寓、學生宿舍等。本實用新型所述的微功耗用電裝置功率限制裝置具有電路結構簡單，可根據(jù)需要 設定用戶額定功率的最大值，控制靈敏，性能可靠、自身耗電低、制作與開發(fā)成本低廉等優(yōu) 點。能夠有效控制因超額使用大功率電器引發(fā)事故，能夠促進用電的規(guī)范管理。那么微功 耗用電器功率限制裝置究竟有什么有益效果，有哪些技術內容？如何制作？

實用新型內容發(fā)明目的能夠有效防止用戶違規(guī)擅自接用大功率用電器，能夠消除使用大功率 用電器存在的火災隱患，達到安全用電目的，可以按照電工86型標準進行模塊化設計。在 技術方案上回避使用技術比較復雜、制作成本很高的單片機技術。限制用電器的功率值可 以按照管理需要在很寬的范圍內進行無級調節(jié)，并且考慮了電冰箱首次供電需要延時特別 要求，同時也考慮了有些用電器，如空調、電冰箱等感性負載啟動瞬間電流很大的特點。技術特征本實用新型所述的微功耗用電器功率限制裝置電路由低電壓直流穩(wěn)壓 電源、取樣電路、延時電路、控制及動作執(zhí)行電路、動作執(zhí)行指示電路組成，其特征是(1)取樣電路中的取樣電感(TL)用交流變壓器的鐵芯線繞制；(2)兼有緩沖大電流沖擊作用的延時電路。電路中元器件相互間的連接關系1、低電壓直流穩(wěn)壓電源電路，由降壓電容(Cl)、泄放電阻(R1)、硅整流二極管 (Dl)和穩(wěn)壓二極管(D2)、電解電容(C2)組成。2、取樣電路，由變壓器鐵芯線繞制的取樣電感(TL)和開關二極管(D3)和濾波電 容(C3)組成，取樣電感(TL)的上端分別接用電器接線端子、開關二極管(D3)的正極，開關 二極管(D3)的負極分別接電解電容(C3)的正極和電位器(RP)的一端，取樣電感(TL)的 另一端和電解電容(C3)的負極接電路地(N)。3、兼有抗大電流沖擊緩沖作用的延時電路，由電位器(RP)、2只電解電容(C3、C4) 和硅三極管(BGl)、電阻(R3)組成，電位器(RP)的上端分別與硅三極管(BGl)的基極和電解電容(C4)的正極相連，電解電容(C4)的負極接電路地(N)。4、控制及動作執(zhí)行電路，由2只硅三極管(BGl、BG2)和2只電阻(R2、R4)及繼電 器(J)組成，硅三極管(BGl)的發(fā)射極接電阻(R3)的一端，電阻(R3)的另一端接電路地 (N)，硅三極管(BGl)的集電極分別與2只電阻(R2、R4)的一端相連，電阻(R2)的另一端接 電源正極(VCC)，電阻(R4)的另一端接硅三極管(BG2)的基極，硅三極管(BG2)的集電極接 電源正極(VCC)，硅三極管(BG2)的發(fā)射極分別接繼電器(J)線圈的一端、電阻(R5)的一端 和保護二極管(D5)的負極，繼電器(J)線圈的另一端與保護二極管(D5)的正極接電路地 (N)。5、動作執(zhí)行指示電路中的發(fā)光二極管(D4)的正極與電阻(R5)的另一端相連，發(fā) 光二極管(D4)的負極接電路地(N)。電路原理220V市電經電容(Cl)降壓，整流二極管(Dl)整流、穩(wěn)壓二極管(D2) 穩(wěn)壓和電解電容(C2)濾波后，向電路提供12V直流工作電壓。當負載空載或功率較小時， 硅三極管(BGl)截止，硅三極管(BG2)導通，執(zhí)行繼電器(J)得電閉合，負載正常供電。當 超過設定功率的負荷時，取樣電感(TL)兩端感應的電壓增高，經開關二極管(D3)整流、電 容(C3)、電位器(RP)和電解電容(C4)濾波后使硅三極管(BGl)飽和而導通，這時硅三極管 (BG2)截止，硅三極管(BG2)負載繼電器(J)掉電釋放，繼電器觸點釋放因而用電器斷電。 這時由于取樣電感(TL)兩端的電壓為0V，硅整流二極管(D3)截止呈高阻狀態(tài)，電解電容 (C3、C4)中的電荷經電位器(RPl)和硅三極管(BGl)緩慢放電，實現(xiàn)時間延時。經約5分 鐘后，硅三極管(BGl)截止，硅三極管(BG2)重新導通，繼電器(J)再次吸合，電路自動恢復 供電。如果用戶的超額負載尚未撤除，電路將重復上訴過程，直到用戶的超載負荷恢復到設 定功率值之內為止。有益效果微功耗用電器功率限制裝置經長期試用后，不僅具有電路簡捷、性能可 靠、效果好、體積小，而且造價低廉，很適合批量開發(fā)。用電器功率限制裝置可根據(jù)需要設定 用戶額定功率的最大值。如果用戶擅自使用大功率電器(電爐、電水壺等)時，功率限制裝 置將自動斷電以保證用電安全和電量的管理，避免電氣事故的發(fā)生，還可有效遏制因電路 老化而引發(fā)火災事故，待用戶撤除大功率用電器之后，用電器功率限制裝置會自動恢復供 電。微功耗用電器功率限制裝置適用于工廠工人集體宿舍、大學學生公寓、學生宿舍、單位 走廊過道等用電場所。微功耗用電器功率限制裝置較好的節(jié)電效果，而且能夠有效的消除大功率用電器 造成的火災隱患。經過實踐確認，本功率限制裝置可以聯(lián)戶安裝，也可分戶安裝。

附圖是微功耗用電器功率限制裝置的電路工作原理圖。圖中L表示交流220V市 電火線接點，N表示交流220V市電零線接點，用電器功率限制裝置電路接地參考點與市電 零線為等電位，所以火線與零線切不能接反。
具體實施方式
以下結合說明書附圖和實施例對本實用新型的相關技術作進一步的描述。元器件選擇與電路調試元件選擇應著重考慮用電器功率限制裝置必須適應長時間不間斷連續(xù)使用的要求，所以要求元件性能穩(wěn)定、電路工作可靠為原則。元器件選擇盡可 能篩選溫度適應性寬、且耐高溫的元器件。元器件名稱及主要技術參數(shù)
權利要求1.一種微功耗用電器功率限制裝置，由低電壓直流穩(wěn)壓電源、取樣電路、延時電路、控 制及動作執(zhí)行電路、動作執(zhí)行指示電路組成，其特征是(1)取樣電路中的取樣電感(TL)用交流變壓器的鐵芯線繞制；(2)兼有緩沖大電流沖擊作用的延時電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的用電器功率限制裝置，其特征是取樣電路由取樣電感(TL)、 開關二極管(D3)和濾波電容(C3)組成，取樣電感(TL)的上端分別接用電器接線端子、開 關二極管(D3)的正極，開關二極管(D3)的負極分別接電解電容(C3)的正極和電位器(RP) 的一端，取樣電感(TL)的另一端和電解電容(C3)的負極接電路地(N)。
3.根據(jù)權利要求1所述的用電器功率限制裝置，其特征是兼有抗大電流沖擊作用的 延時電路由電位器(RP)、2只電解電容(C3、C4)和硅三極管(BG1)、電阻(R3)組成，電位器 (RP)的上端分別與硅三極管(BGl)的基極和電解電容(C4)的正極相連，2只電解電容(C3、 C4)的負極接電路地(N)。
4.根據(jù)權利要求1所述的用電器功率限制裝置，其特征是控制及動作執(zhí)行電路由2 只硅三極管(BG1、BG2)、2只電阻(R2、R4)、繼電器(J)及保護二極管(D5)組成，硅三極管 (BGl)的發(fā)射極接電阻(R3)的一端，電阻(R3)的另一端接電路地(N)，硅三極管(BGl)的 集電極分別與2只(R2、R4)的一端相連，電阻(R2)的另一端接電源正極(VCC)，電阻(R4) 的另一端接硅三極管(BG2)的基極，硅三極管(BG2)的集電極接電源正極(VCC)，硅三極管 (BG2)的發(fā)射極分別接繼電器(J)線圈的一端和二極管(D5)的負極，繼電器(J)線圈的另 一端與二極管(D5)的正極接電路地(N)。
專利摘要本實用新型屬于電子技術和安全用電管理領域，涉及一種微功耗用電裝置功率限制裝置。由低電壓直流穩(wěn)壓電源、取樣電路、延時電路、控制及動作執(zhí)行電路、動作執(zhí)行指示電路組成，其特征是(1)取樣電路中的取樣電感(TL)用交流變壓器的鐵芯線繞制；(2)兼有緩沖大電流沖擊作用的延時電路。裝置設計考慮了電冰箱首次供電需要延時的特別要求，同時也考慮到有些用電器，如空調、電冰箱等感性負載啟動瞬間工作電流很大的特點。該裝置具有電路結構簡捷，控制靈敏，性能可靠、自身耗電低、制作與開發(fā)成本低、易于推廣普及的特點，可按照電工86型標準進行模塊化設計。安裝、使用用電器功率限制裝置能有效防止用戶違規(guī)擅自接大功率用電器。
文檔編號H02H3/08GK201868835SQ201020126939
公開日2011年6月15日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權日2010年3月10日
發(fā)明者黃宇嵩 申請人:黃宇嵩