專利名稱：集成電路定量供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制用電量的開關(guān)裝置，特別是一種用于監(jiān)控民用照明線路、根據(jù)線路負(fù)荷量的大小實(shí)行自動(dòng)斷送電的開關(guān)裝置。
現(xiàn)有的定量供電裝置一般由電流檢測(cè)、信號(hào)處理、觸發(fā)延時(shí)、開關(guān)執(zhí)行等單元電路組成，由于在元器件選用和實(shí)際應(yīng)用電路設(shè)計(jì)上的不足，往往存在以下缺陷1、采用三極管或運(yùn)算放大器組成的輸入放大電路進(jìn)行信號(hào)處理，由于其輸出信號(hào)有一漸變過程，存在臨界點(diǎn)振蕩現(xiàn)象。
2、采用分立元件，特別是三極管作電路基礎(chǔ)元件，長(zhǎng)期通電使用后，元件參數(shù)易發(fā)生變化，造成電路的誤動(dòng)作，使可靠性下降。
3、某些裝置使用雙向可控硅作開關(guān)執(zhí)行元件，在觸發(fā)電流不足的情況下，有可能發(fā)生單向?qū)ìF(xiàn)象，對(duì)家用電器等感性負(fù)載造成極大的危害。
4、缺乏自身保護(hù)電路，特別是當(dāng)負(fù)載短路造成瞬間大電流的情況下，易使裝置本身遭受毀滅性破壞。
5、某些裝置的電路結(jié)構(gòu)不合理，特別是開關(guān)執(zhí)行元件配置狀態(tài)不合理，造成自身功耗過大。
本實(shí)用新型的任務(wù)是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電路結(jié)構(gòu)合理、使用安全可靠的集成電路定量供電裝置。
本實(shí)用新型的任務(wù)是采取如下方式完成的集成電路定量供電裝置，按照照明線路三相四線制，包括共用一組直流穩(wěn)壓電源的A、B、C三路控制器，每路控制器分別由電流傳感器、整流電路、分壓電路、信號(hào)處理電路、觸發(fā)延時(shí)電路、開關(guān)執(zhí)行電路組成。分壓電路里包括了一個(gè)穩(wěn)壓二極管和一個(gè)濾波電容，穩(wěn)壓二極管與濾波電容相并聯(lián)，一端接在信號(hào)處理電路的輸入端上，一端接地，與分壓電阻共同構(gòu)成分壓保護(hù)電路。穩(wěn)壓二極管的反向擊穿特性可避免相線負(fù)載短路情況下，瞬時(shí)大電流對(duì)裝置的傷害。濾波電容增強(qiáng)了裝置的抗干擾性。信號(hào)處理電路由施密特電路和晶體管反相電路組成，電壓信號(hào)經(jīng)施密特電路處理后，經(jīng)晶體管反相電路反相輸出。由于施密特電路兼有整形和翻轉(zhuǎn)速度快的功能，提高了信號(hào)輸出質(zhì)量，可以有效地消除信號(hào)電壓臨界點(diǎn)的振蕩現(xiàn)象。觸發(fā)延時(shí)電路由時(shí)基集成電路和接在時(shí)基集成電路上的阻容延時(shí)電路組成，時(shí)基集成電路的輸入端接在晶體管反相電路的輸出端上，采用低電平觸發(fā)方式工作，具有較高的延時(shí)精度和較大的驅(qū)動(dòng)能力。開關(guān)執(zhí)行電路由晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路和電磁繼電器組成，晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路的輸入端接在時(shí)基集成電路的輸出端上，電磁繼電器的線包接在晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路的輸出端上，其常閉觸點(diǎn)接在其控制的相線上。相線正常負(fù)載情況下，繼電器處于無電流釋放狀態(tài)，繼電器的常閉觸點(diǎn)接通相線通路。此外，本實(shí)用新型為進(jìn)一步保證施密特電路動(dòng)作值的準(zhǔn)確性和延時(shí)動(dòng)作電壓的精度，采用穩(wěn)壓集成電路組成直流穩(wěn)壓電源。
本實(shí)用新型由于采用了以上的技術(shù)方案，電路結(jié)構(gòu)合理，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、使用壽命長(zhǎng)并兼有短路自保護(hù)和自身功耗小的特點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型的組成方框圖。
圖2是本實(shí)用新型A路控制器及直流工作電源的實(shí)施電路圖。
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型按照照明線路三相四線制，包括共用一組直流工作電源的A、B、C三路控制器，每路控制器分別由電流傳感器檢測(cè)相線電流，信號(hào)電流經(jīng)整流電路、分壓保護(hù)電路轉(zhuǎn)換成信號(hào)電壓，正常工作狀態(tài)下，信號(hào)電壓值低于施密特電路的開門電壓，施密特電路輸出為低電平，晶體管反相電路輸出為高電平，觸發(fā)延時(shí)電路輸出為低電平，開關(guān)執(zhí)行電路里的電磁繼電器處在無電流釋放狀態(tài)，電磁繼電器的常閉觸點(diǎn)接通相線通路。當(dāng)相線實(shí)際負(fù)荷量超過設(shè)計(jì)負(fù)荷量時(shí)，信號(hào)電壓高于施密特電路的開門電壓，施密特電路翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平，晶體管反相電路輸出為低電平，觸發(fā)延時(shí)電路里被觸發(fā)輸出為高電平，開關(guān)執(zhí)行電路里的電磁繼電器得電吸合，電磁繼電器的常閉觸點(diǎn)斷開相線通路。如果出現(xiàn)短路情況造成瞬間大電流，分壓保護(hù)電路里的穩(wěn)壓二極管被反向擊穿形成短路，從而保護(hù)施密特電路不受傷害。同時(shí)，因穩(wěn)壓二極管工作在施密特電路的開門電壓值內(nèi)，故電路狀態(tài)為斷開供電線路狀態(tài)。本實(shí)用新型在斷開相線通路后的二次送電延時(shí)過程，由觸發(fā)延時(shí)電路完成，其過程參照?qǐng)D2說明。
參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型A、B、C三路控制器的實(shí)施電路完全相同，僅以A路控制器為例說明。電流檢測(cè)采用穿心式互感器LH，整流電路由電阻R1、二極管D1、電容C1組成，分壓保護(hù)電路由電阻R2、R3、電容C2、穩(wěn)壓二極管D2組成，施密特電路的開門電壓值根據(jù)公式V＝ (R3)/(R3+ R2) Va確定(Va－信號(hào)電壓)，在下偏電阻R3固定后，通過改變上偏電阻R2的參數(shù)，即可確定設(shè)計(jì)負(fù)荷值。穩(wěn)壓二極管D2作為過壓保護(hù)元件，其參數(shù)值在開門電壓與電源電壓之間進(jìn)行選擇。電容C2為抗干擾濾波電容，避免由于干擾引起的電路誤翻轉(zhuǎn)。施密特電路由非門IC1－1、IC1－2和電阻R4、R5組成。本實(shí)用新型的A、B、C三路控制器的施密特電路共用了一塊六非門集成電路，每路控制器的施密特電路分別串聯(lián)了兩個(gè)集成非門。本實(shí)施電路選用MC4069六非門集成電路，IC1－1和IC1－2是其中兩個(gè)非門。施密特電路的輸入回差電壓和電路翻轉(zhuǎn)速度由電阻R4／R5的比值決定。反相電路由電阻R6、R7、R8和三極管T1組成。觸發(fā)延時(shí)電路由時(shí)基集成電路IC2、電阻R9、電容C3、C4組成，時(shí)基電路IC2為NE555型，其閥值端6和放電端7與電阻R9和電容C3相連接。當(dāng)相線超荷，時(shí)基電路IC2觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，其輸出端3為高電平，電磁繼電器J1斷開相線通路時(shí)，由于時(shí)基電路IC2內(nèi)部電容與地通路斷開，電源即通過電阻R9向電容C3充電，開始延時(shí)，延時(shí)時(shí)間由t＝R×C (E)/(E - VC) 決定，(E－電源電壓，Vc＝ 2/3 E)，電壓充至 2/3 電源電壓時(shí)，延時(shí)結(jié)束。此時(shí)，裝置進(jìn)行試送電，同時(shí)檢測(cè)負(fù)荷情況。若相線負(fù)荷已恢復(fù)為正常值，時(shí)基電路IC2觸發(fā)端2為高電平，時(shí)基電路IC2翻轉(zhuǎn)，其輸出端3為低電平，電磁繼電器J1無電流釋放，其常閉觸點(diǎn)接通相線通路，完成二次送電過程。若相線負(fù)荷仍未恢復(fù)正常值，時(shí)基電路IC2觸發(fā)端2為低電平，其輸出端3仍維持高電平輸出，電磁繼電器J1保持吸合狀態(tài)，其常閉觸點(diǎn)仍斷開相線通路。開關(guān)執(zhí)行電路由電阻R10、R11、R12、二極管D3、D4、三極管T2、T3和電磁繼電器J1組成。二極管D3為發(fā)光二極管，作控制器動(dòng)作信號(hào)顯示。三極管T2、T3組成晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路，其較大的輸出電流保證了電磁繼電器J1動(dòng)作的可靠性。電磁繼電器按民用照明線路設(shè)計(jì)，觸點(diǎn)額定電流不低于15A。直流工作電源由電源變壓器B，整流二極管D5、D6、D7、D8，濾波電容C5、C6和穩(wěn)壓集成電路IC3組成，直流輸出為12V。為保證長(zhǎng)期使用的可靠性，IC3選用MC7812穩(wěn)壓集成電路。
權(quán)利要求1.一種集成電路定量供電裝置，按照照明線路三相四線制，包括共用一組直流穩(wěn)壓電源的A、B、C三路控制器，每路控制器分別由電流傳感器、直流電路、分壓電路、信號(hào)處理電路、觸發(fā)延時(shí)電路、開關(guān)執(zhí)行電路組成，其特征在于a)分壓電路里包括了一個(gè)穩(wěn)壓二極管和一個(gè)濾波電容，穩(wěn)壓二極管和濾波電容相并聯(lián)，一端接信號(hào)處理電路的輸入端，一端接地，b)信號(hào)處理電路由施密特電路和晶體管反相電路組成，c)觸發(fā)延時(shí)電路由時(shí)基集成電路和接在時(shí)基集成電路上的阻容延時(shí)電路組成，時(shí)基集成電路的輸入端接晶體管反相電路的輸出端，d)開關(guān)執(zhí)行電路由晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路和電磁繼電器組成，晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路輸入端接在時(shí)基集成電路的輸出端上，電磁繼電器的線包接在晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路的輸出端上，電磁繼電器的常閉觸點(diǎn)接在其控制的相線上。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的定量供電裝置，其特征在于A、B、C三路控制器的施密特電路共用一塊六非門集成電路，每路控制器的施密特電路里分別串接其中兩個(gè)集成非門。
3.根據(jù)權(quán)力要求1或2所述的定量供電裝置，其特征在于直流穩(wěn)壓電源里使用了一個(gè)穩(wěn)壓集成電路。
專利摘要本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制用電量的開關(guān)裝置，按照照明線路三相四線制，包括共用一組直流穩(wěn)壓電源的A、B、C三路控制器，每路控制器分別由電流傳感器、整流電路、分壓保護(hù)電路、施密特電路、反相電路、觸發(fā)延時(shí)電路、開關(guān)執(zhí)行電路組成，具有電路結(jié)構(gòu)合理、動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、使用壽命長(zhǎng)并兼有短路自保護(hù)和自身功耗小的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H3/08GK2042248SQ88220009
公開日1989年8月2日 申請(qǐng)日期1988年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月16日
發(fā)明者朱志軍 申請(qǐng)人:朱志軍