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科技造就价值发展过载保护器范围
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低压电流过载保护器

 
    摘要:本文介绍的低压电源过载保护器,具有过载限流保护与声、光报警的功能,其结构简单,使用方便,便于低压电源“一机多用”,能充分提高低压电源的利用率.
    关键词  过载 短路 限流保护 非线性特性 光报警 音频报警
    低压电源是许多实验室常用的一种实验仪器,用一台低压电源向多组实验电路供电时,过载或短路(严重的过载)的情况时有发生,如何才能即时发现并对低压电源进行有效的保护,成为使用低压电源的一个重要问题,使用
本文的低压电源过载保护器,既能即时发现过载的发生,又能保护低压电源不至损坏,还能扼制负载因过载、短路造成的危害,它对低压电源的保护作用超过了低压电源保险的作用.这种过载保护器具有结构简单、使用方便、造
价低廉、效果优良等特点.低压电源过载保护器的组成 ,为低压电源过载保护器原理图,为了方便,将低压电源过载保护器简称为保护器.
    保护器由具有过载限流保护、显示功能的汽车灯泡I。和并接在灯泡I。两端的过载报警电路组成,图1中,L是一个12V20W与12V45W双灯丝通用汽车灯泡,其中,较细的灯丝额定电流为1. 7A,较粗灯丝额定电流为3. 8A,粗、细两灯丝串联使用的额定电流是1. 28A.使用中,可以根据低压电源输出额定电流值,选配适当的灯丝,以实现汽车灯丝对低压电源的限流保护,与L并联的电路是一个过载音频报警电路,它是由二级管Di、D2. D3. D4组成的桥式整流电路,电容Cl、C2组成的滤波电路,三端稳压电路7806以及三极管Ti、T2为核心的音频报警器组成.采用桥式整流电路可以从灯泡L两端获取交流或直流电压,实现对低压电源交流过载或直流过载进行报警.采用
三端稳压电路7806与6V稳压二极管Ds可以控制电流达到或接近额定值时才发出报警声.
2保护器的原理
2.1过载保护原理
    实验表明:汽车灯泡灯丝电阻的伏安特性具有非线性特性.例如,选取粗、细两汽车灯丝串联,测量其伏安特性曲线如图2所示,
    由图2可知,若低压电源输出取12V,负载电流,即经过灯泡L的电流在0. 6A以下时,灯泡I。两端的电压降小于2V,灯丝基本处于冷态电阻,阻值很小,对负载影响不大,此时负载两端获得10V以上的电压;一旦负载发生过载或短路时,负载电流迅速增大,灯丝变为热态电阻,阻值迅速增大,使得负载电压迅速下降,这样就达到了汽车灯泡L对低压电源与负载的双重保护,汽车灯泡在执行过载保护的同时,由于灯泡发出明亮的光,可作为过载的光报警.
2.2音频报警原理
    当负载电流增大,使灯泡L两端的电压升高,经桥式整流、电容滤波,向三端稳压集成电路输入端提供输入电压,直到其输出电压有6V稳定电压输出时,报警器稳压二级管Ds导通,互补三极管T,、Tz组成的简单互补音频振
荡器获得偏流而报警,此时经灯泡L的电流达1A以上,在一般正常工作电流下,此音频报警器是不会发出报警声的.
3低压电源过载保护器应用举例
    我校物理系模拟电子线路实验室采用插件式模拟电路实验箱完成15个单元电路实验,每个实验又分10~12个实验小组进行实验,每组正常供电电流在5—30mA范围内,正常供电的总电流小于0. 35A,汽车灯泡若用粗、细两
组灯丝串联,其压降不超过1V.因此,我们采用1. 5A30V可调稳压电源调于12V,经过保护器向各组供电,在实验过程中,一旦有短路、过载发生,汽车灯泡L会发光,音频报警器会发出报警声,实验指导教师能立即发现故障,此时不必切断供电,只令各组分别切断电源,在哪一组消除了报警,故障就产生子哪一组,多组共用一台低压稳压电源,节省了仪器经费.
4讨论
    1)如果需将电源输出电压提高到24V,保护器只需在图1的OA之间增串接一个与A、B之间完全相同的汽车灯泡,以保证A、B两端最大分压值不超过12V即可.
    2)对于额定输出电流更大的低压电源,其保护器只需改选功率更大的汽车灯泡(灯丝电阻更小),必要时,还可将汽车灯泡并联起来使用,以获得更大的功率.
    3)对于需要正、负电压双源供电的实验,可将保护器串联接于有双源输出的低压电源的接地端,

 

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