制作此限電自動控制器時可根據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連續可調。
? ? ? 工作原理電路
? ? ? 如下圖所示:市電經T1降壓.1Cl整流C2波波,為電路提供12V直流工作電源,經IC3穩壓后為時基電路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,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L1.在L2端產生感應電動勢,經IC2全波整流,C3濾波,R1、W、R2分壓,耦合給IC4的②、⑥腳,IC4連成單穩態方式、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R3使V2飽和.V3截止,J處于釋放狀態,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,其狀態反轉、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得電發光,D1擊穿導通,V1飽和,蜂鳴器得電發聲,實現聲光報警。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、③腳變為高電平,V2飽和V3截止,J釋放、JK閉合,再次對負載功率進行檢測;如超負荷負載已經拔掉.J會維持釋放狀態對負載繼續供電,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選用紅色發光二極管,LED2選用綠色發光管,D1用3V穩壓管,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,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。
? ? ? 安裝調試
? ? ? 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,自下而上調整W,使J剛好吸合,LED1發光,蜂鳴器發出滴滴聲,然后拔掉300W負載.30秒后LED1應熄滅,J釋放,蜂鳴器停止發聲,最后用速干漆將W固定,防止因振動使W滑動端阻值發生變化。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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