用电功率控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种安全用电控制装置，具体涉及一种用电功率控制装置。

背景技术：

目前，集体宿舍超负荷用电成为宿舍管理重点排查的问题。特别是热得快、电炉子等大功率电器的使用，给宿舍带来安全隐患。在大学、工厂等单位，集体宿舍一般采用功率限制的方法，即采用承受一定功率的保险丝来限电。宿舍用电功率超出限制功率时，保险丝熔断，宿舍断电。此时需要电工更换新的保险丝方可通电。这种方法对于人员密集、不方便管控的集体宿舍来说，给管理人员和电工造成了很多不便，工作量也较大。公开号为CN201388040Y的中国实用新型专利公开了一种限电控制器，它由过载检测电路、比较放大电路、控制电路、指示电路和延时复位电路连接构成，用于需要限制使用大功率电器的场所，起到辅助消除由于违规使用大功率电器而引起的火灾的作用，但这种限电控制器的电路结构较为复杂。所以针对上述的集体宿舍超负荷用电问题，设计了一款新型集体宿舍限电控制装置，该电控装置可根据用电功率自动判断电路开、合的状态，不需要人为干预更换保险丝，便捷、安全。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用电功率控制装置，以解决现有技术中集体宿舍用电负荷存在安全隐患的技术问题。

本实用新型具体采用如下技术方案。

一种用电功率控制装置，设置于220V交流电和宿舍供电系统之间，该用电功率控制装置包括电源电路、电压采样电路、电压比较电路、开关控制电路和常闭触点K-1，电源电路连接220V交流电与电压采样电路，电压采样电路连接电压比较电路与宿舍供电系统，电压比较电路连接开关控制电路，常闭触点K-1连接开关控制电路与宿舍供电系统。

优选的是，所述电源电路包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2、稳压管DW，所述第一电容C1连接于第一电阻R1的两端，所述第一二极管D1与第二二极管D2连接构成整流电路并与第二电容C2、稳压管DW并联连接；所述电源电路将220V交流电经降压、整流、稳压和滤波后，输出12V直流电压。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电压采样电路包括电流互感器W、第六二极管D6、第三电容C3、第四电容C4、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、电位器RP所组成，所述第八电阻R8、第九电阻R9、电位器RP连接构成分压电路，所述第三电容C3为滤波电容，所述第三电容C3并联于电流互感器W二次绕组的两端，所述电流互感器W一次绕组的一端接第一电容和220V交流电，所述电流互感器W一次绕组的另一端接宿舍供电系统。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电压比较电路连接电源电路和电压采样电路，所述电压比较电路包括放大器IC、第二电阻R2、第三电阻R3，所述第二电阻R2与第三电阻R3并联接入放大器IC输入端管脚二。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第十电阻R10的一端连接电位器RP，所述第十电阻R10的另一端连接放大器IC输入端管脚三。

在上述任一技术方案中优选的是，所述开关控制电路连接电压比较电路，所述开关控制电路包括三极管T、继电器K、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5，所述第六电阻R6的两端分别连接放大器IC输出端管脚六和三极管T的基极，所述三极管T的发射极连接继电器K，所述第五二极管D5并联于继电器K两端，所述继电器K连接常闭触点K-1。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电流互感器W采用5V/5W变压器改制而成。

在上述任一技术方案中优选的是，所述放大器IC采用LM741型运算放大器。

在上述任一技术方案中优选的是，所述三极管T采用3DG12型三极管。

在上述任一技术方案中优选的是，所述继电器K采用JRX-13F型直流继电器。

本实用新型的用于集体宿舍的用电功率控制装置由电源电路、电压采样电路、电压比较电路、开关控制电路连接组成；电源电路接220V交流电，电源电路将220V交流电经降压、整流、稳压和滤波后，输出12V直流电压作为电压比较电路的放大器的电源电压；电压采样电路具有电流互感器、整流二极管和滤波电容，电压采样电路对宿舍用电功率进行采样；开关控制电路由三极管、继电器等连接构成，开关控制电路根据电压比较的结果实现在宿舍供电系统的开关控制。

本实用新型的用电功率控制装置，电路结构简单，实用性强，用于集体宿舍的限电控制，根据用电功率来自动判断电路开、合的状态，不需要人为干预更换保险丝，便捷、安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按照本实用新型的用电功率控制装置的一优选实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中集体宿舍用电负荷存在安全隐患的问题，本实用新型实施例提出一种用电功率控制装置，该控制装置由电源电路、电压采样电路、电压比较电路、开关控制电路连接组成；电源电路接220V交流电，电源电路将220V交流电经降压、整流、稳压和滤波后，输出12V直流电压作为电压比较电路的放大器的电源电压；电压采样电路具有电流互感器、整流二极管和滤波电容，电压采样电路对宿舍用电功率进行采样；开关控制电路由三极管、继电器等连接构成，开关控制电路根据电压比较的结果实现在宿舍供电系统的开关控制。

如图1所示，本实施例所述的用电功率控制装置设置于220V交流电和宿舍供电系统之间，它包括电源电路、电压采样电路、电压比较电路、开关控制电路和常闭触点K1-1，电源电路连接220V交流电与电压采样电路，电压采样电路连接电压比较电路与宿舍供电系统，电压比较电路连接开关控制电路，常闭触点K-1连接开关控制电路与宿舍供电系统。电源电路包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2、稳压管DW，第一电容C1连接于第一电阻R1的两端，第一二极管D1与第二二极管D2连接构成整流电路并与第二电容C2、稳压管DW并联连接；电源电路将220V交流电经降压、整流、稳压和滤波后，输出12V直流电压。电压采样电路包括电流互感器W、第六二极管D6、滤波第三电容C3、第四电容C4、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、电位器RP，滤波第三电容C3并联于电流互感器W二次绕组的两端，第八电阻R8、第九电阻R9、电位器RP连接构成分压电路，滤波第三电容C3并联于电流互感器W二次绕组的两端，电流互感器W一次绕组的一端接第一电容C1和220V交流电，电流互感器W一次绕组的另一端接宿舍供电系统。电压比较电路连接电源电路和电压采样电路，电压比较电路包括放大器IC、第二电阻R2、第三电阻R3，第二电阻R2与第三电阻R3并联接入放大器IC输入端管脚二。在该装置中，第十电阻R10的一端连接电位器RP，第十电阻R10的另一端连接放大器IC输入端管脚三。开关控制电路连接电压比较电路，开关控制电路包括三极管T、继电器K、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5，第六电阻R6的两端分别连接放大器IC输出端管脚六和三极管T的基极，三极管T的发射极连接继电器K，第五二极管D5并联于继电器K两端，继电器K连接常闭触点K-1。

本实施例的用电功率控制装置由电源电路、电压采样电路、电压比较电路、开关控制电路连接组成。220V交流电压经第一电容C1降压、第一二极管D1、第二二极管D2整流、稳压管WD稳压、第二电容C2滤波后，得到12V直流电压，作为电压比较电路的放大器IC的电源电压。电流互感器W、第六二极管D6、滤波第三电容C3、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、电位器RP共同组成电压采样电路，对宿舍用电功率进行采样。放大器IC及第二电阻R2、第三电阻R3组成电压比较器，将电压采样电路采集到的电压与第二电阻R2、第三电阻R3形成的基准电压进行比较，当采样电压大于基准电压时放大器IC的第6脚（管脚六）输出高电平，当采样电压小于基准电压时放大器IC第6脚（管脚六）输出低电平。三极管T、继电器K、第六电阻R6、第七电阻R7组成开关控制电路，根据电压比较的结果实现在宿舍供电系统的开关控制。当宿舍内所使用的用电器功率在限定功率以下时，电流互感器W所感应到的电压经过第六二极管D6整流、滤波第三电容C3滤波后，通过第八电阻R8、第九电阻R9、电位器RP分压后送到放大器IC的电压低于第二电阻R2、第三电阻R3分压所产生的基准电压，则放大器IC第6脚（管脚六）输出低电平，则三级管T处于截止状态，继电器K不能吸合，继电器常闭触点K1-1处于闭合状态，宿舍正常供电。同时发光二极管D3（第三二极管）点亮，指示正常供电状态。当宿舍内所使用的用电器功率超过限定功率时，电流互感器W所感应到的电压经过第六二极管D6整流、滤波第三电容C3滤波后，通过第八电阻R8、第九电阻R9、电位器RP分压后送到放大器IC的电压高于第二电阻R2、第三电阻R3分压所产生的基准电压，则放大器IC第6脚（管脚六）输出低高平，则三级管T处于导通状态，继电器K吸合，继电器常闭触点K1-1处于断开状态，宿舍供电系统断开。同时发光二极管D4（第四二极管）点亮，指示超载断电状态。

本实施例所述的用电功率控制装置，采用常用电气元件，电路结构简单，实用性强，用于集体宿舍的限电控制，根据用电功率来自动判断电路开、合的状态，不需要人为干预更换保险丝，便捷、安全。本实施例所述的用电功率控制装置，电流互感器W采用5V/5W变压器改制而成，拆下次级，用0.8mm铜芯胶皮线绕10匝；放大器IC采用LM741型运算放大器；三极管T采用3DG12型三极管；继电器K采用JRX-13F型直流继电器；第一二极管D1和第二二极管D2采用1N4007型整流二极管，第三二极管D3和第四二极管D4分别采用Ф5mm的红、绿发光二极管，第五二极管D5、第六二极管D6采用1N4001型整流二极管；第一电阻R1位1MΩ，第二电阻R2和第三电阻R3为12KΩ，第四电阻R4和第五电阻R5为1KΩ，第六电阻R6为10KΩ，第七电阻R7为1KΩ，第八电阻R8和第九电阻R9为1KΩ，第十电阻R10为100Ω；第一电容C1为0.47μf/600V，第二电容C2为100μf/25V，滤波第三电容C3和第四电容C4为47μf；电位器RP为5.1 KΩ。

以上所述仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非是对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。