簡單的限電自動控制器設計

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、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、③腳變?yōu)楦唠娖?，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(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。