简单的限电自动控制器设计

制作此限电自动控制器时可根据学生公寓房间的用电情况设定最大允许用电功率，在允许用电功率范围内能正常用电，超过限定功率（如使用电炉、热得快等）即自动停电且发出报警声，拨下大功率电器后会自动恢复供电，限电功率范围200～600W连续可调。

      　　工作原理电路

      　　如下图所示：市电经T1降压．1Cl整流C2波波，为电路提供12V直流工作电源，经IC3稳压后为时基电路IC4和蜂鸣器IC5提供6V工作电压。正常用电时继电器J处于释放状态，不消耗耗电能．JK闭合，负载得电工作；T2用于负载功率识别，当负载得电工作时，电流流经L1．在L2端产生感应电动势，经IC2全波整流，C3滤波，R1、W、R2分压，耦合给IC4的②、⑥脚，IC4连成单稳态方式、作为电压比较器，当IC4的②、⑥脚电压低于1/3VCC时，③脚输出高电平，经R3使V2饱和．V3截止，J处于释放状态，JK闭合，电路维持正常供电；由于IC4的③脚为高电平4.5V，（由于R3、V2的be结电流的降压作用，输出由6V降为4.5V)D1不足以导通，Vl截止，蜂鸣器不发声。

      　　当用电负载超过限定功率时，L1中电流增大、L2两端电压升高，经IC2整流．C3两端直流电压立即升高，IC4的②、⑥脚输入电压>2/3Vcc，其状态反转、③脚输出低电平．V2截止、V3饱和导通，J得电吸合，JK断开，切断负载供电回路，此时LED1得电发光，D1击穿导通，V1饱和，蜂鸣器得电发声，实现声光报警。C3两端的电压通过R1、W、R2放电，将逐渐降低，当IC4的②、⑥电压降为<1/3Vcc时，IC4翻转、③脚变为高电平，V2饱和V3截止，J释放、JK闭合，再次对负载功率进行检测；如超负荷负载已经拔掉．J会维持释放状态对负载继续供电，如超负荷负载仍没有拔掉，电路将会重复上述断电过程，超负荷报警期间电路对负载的检测周期为30秒／次。图中LED2为电源指示，C1为继电器触点保护电容，可防止JK断开时的火花损坏触点。

      　　元件选择与制作

      　　图中J应选用触点电流余量较大的继电器，如ZH-4115型12V继电器，其直流电阻160Ω，触点电流20A，LED1选用红色发光二极管，LED2选用绿色发光管，D1用3V稳压管，蜂鸣器选用音乐IC和压片一体型，该蜂鸣器体积很小，可直接焊接在电路板上，其电压使用范围3—12V，在6V供电时耗电15mA．得电时可发出滴滴、滴滴声。当300W负载接入时C3两端电压为5V左右，当600W负载接入时．C3两端可有70V左右的直流电压，故C3应选耐压>100V的电解电容器；T2可用12V3W电源变压器改制，初级作为L2，次级不用，另在次级线圈外面用巾0.5mm漆包线绕5匝作为Ll，其余元件参数见元器件清单。将T1、T2以外的元件焊接在6×IIC平方米电路板上、固定在机壳内，LED1、LED2固定在机壳面板的适当位置，将a、b、c三点用电源线引至机壳外。如允许使用功率>600W时，可适当减少Ll的匝数。

      　　安装调试

      　　首先确定允许使用功率，假设为300W．可接入一个300W的负载，然后，自下而上调整W，使J刚好吸合，LED1发光，蜂鸣器发出滴滴声，然后拔掉300W负载．30秒后LED1应熄灭，J释放，蜂鸣器停止发声，最后用速干漆将W固定，防止因振动使W滑动端阻值发生变化。使用时，每个公寓单元应安装一个限电控制器，将a、b点引出线接市电；C点引出线接公寓单元负载回路即可。