工作原理
交流电子保险丝的电路如下图所示,它实际上是一个过电流保护开关。220v交流电经电源变压器t降压、晶体二极管vd2半波整流,电容器c2滤波后,输出约12v直流电,供控制电路工作用电。
r1是串接在用户相线l回路中的检测电阻器,其阻值仅为0.2ω(可变);对主电路不会有什么影响。通过它的电流是用户各用电器电流的总和。当通过r1的电流达到3a(有效值)时,r1上的电压u1(有效值)=0.6v,um (峰压)=2的-2次方×0.6v≈o.8v,该交流电压经晶体二极管vd1(实测小电流时正向管压降为0.5v)半波整流和电容器c1滤波后,输出约0.3v直流电压,此电压还不能使单向晶闸管‘vs触发导通(vs触发阈值电压为0.6v)。如果供电发生异常使电流继续增大,例如达到4a以上时,则r1两端um≥2的-2次方×4a×0.2 ω≈1.1 v,c1输出电压达到0.6v以上,vs获得合适触发电压而导通,电磁继电器k吸合,其常开触点kh接通交流接触器km的电源,由交流接触器的大容量常闭触头自动切断交流供电回路,实现了“保险丝”功能。
电路中,r2是限流电阻器,保护单向晶闸管vs控制极不被过电流损坏。当负载发生短路时,220v交流电压瞬间几乎全部加在r1两端,由于r2的存在,使流过vs控制极的平均电流不会超过9.9ma。
如果没有r2,vs将在这瞬间过流损坏。r2还与r3、c1构成防误动作电路,它能有效地消除电网中各种瞬间强电流(如彩电、冰箱等开机启动电流)造成的电子“保险盒”误动作。c1容量大小直接影响电子“保险盒”动作的灵敏度。r4和发光二极管vd3构成电子“保险盒”动作指示电路。sb是常闭式自复位按钮开关。在供电负载故障或线路短路故障排除后,只须按一下此按钮开关,即可恢复正常供电。
二、元器件选择
vs选用bt169d或cr1am-6、mcr100-1型普通小型塑封单向晶闸管.vd1、vd2均用in4004或in4007型硅整流二极管,vd3用φ5mm普通红色发光二极管。
检测电阻器r1可用一段电炉丝代用,其阻值不同,电子“保险盒”的动作电流也就不同;按图1选用0.2ω。则供电回路中电流只要达到4a时,“保险盒”就会动作。如果需选择其它动作电流。则r1阻值可由公式r1=0.8/i1来估算,i1即为所需要的电子“保险盒”动作电流。但i1数值最大不应超过交流接触器km触点的最大允许电流值。r2~r4均用rtx-1/4w型碳膜电阻器。c1、c2均用cd11-25v型电解电容器。
t用220v/12v、3w小型优质电源变压器,要求长时间连续空载运行不发热。k选用适合在印制电路板上直接焊接的、jzc-22fa/o12-1z型超小型中功率电磁继电器。其触点负荷为220v×3a(交流),体积仅为22.5mm×16.5mm×16.5mm。完全满足使用要求。km用单相交流接触器,触头容量视实际用电情况而定。一般选用5a的就足够了。sb用小型常闭式自复位按钮开关,亦可用kwx-2型微动开关(仅用常闭组触点)来代替。
三、制作与使用
图2所示为该交流电子“保险盒”的印制电路板接线图(虚线框表示外壳)。印制电路板最好采用环氧基质单面铜箔板制作,实际尺寸约为50mm×35mm,
焊接好的电路板可装入体积合适的胶木或塑料盒内。盒面板开孔固定发光二极管vd3和自复位按钮开关sb。电路板上的进、出线头最好各接上电工常用的四眼胶木接线端子。以便于用户连接外线。
安装接线无误后,所要进行的只是检验工作,即检验“保险盒”是否起保险作用。具体做法(r1=0.2ω)是:在进线端接上220v交流市电,在出线端接上800w负载(可用800w电炉)。此时“保险盒”应当无动作;如果动作,就要适当减小r1阻值。然后,加大负载至900w(可再并联一个100w电灯泡),电路应当被迅速切断。即电磁继电器k和交流接触器km相继吸合、发光二极管vd3点亮。否则,应仔细检查接线和元器件质量。
检验好的“保险盒”可安装在用户配电盘(板)上,其两进线、出线端应按图所示正确串入供电回路中去,即可投入正式使用。
该交流电子“保险盒”除了直接用于替代家庭照明电路的普通总保险丝盒外,还可直接安装(不用外壳)到多用插座、各种电器设备内部替代原来的普通保险丝。安装时注意,进、出线不能搞错,并且要求安装环境干燥、无强磁干扰、无振动。
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