專利名稱：高精度電流時間型電冰箱保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種電機(jī)保護(hù)器，特別是一種電冰箱保護(hù)器。
現(xiàn)有的電冰箱保護(hù)器大致有兩種類型，電壓型和電流型。電壓型是以電壓作為關(guān)鍵檢測指標(biāo)，即當(dāng)市電超過冰箱允許的上、下限電壓時，保護(hù)器切斷市電，但對電壓不超限，而僅運(yùn)行電流超限損壞冰箱的情況，這類保護(hù)器則無能為力。電流型的保護(hù)器是以檢測冰箱電流作為關(guān)鍵指標(biāo)的，現(xiàn)有技術(shù)都是以壓縮機(jī)的標(biāo)稱電流作為基準(zhǔn)，但實際上冰箱的標(biāo)稱電流(或標(biāo)稱功率)并不能準(zhǔn)確地代表實際額定電流(或額定功率)，例如FD－516型壓縮機(jī)，它的標(biāo)稱額定電流為1.2～1.5A，給出的是一個范圍而不是一個定值，即使給出了確定的標(biāo)稱額定電流值，由于工藝誤差和材料的不一致性等原因，各壓縮機(jī)的標(biāo)稱額定電流也不可能完全一致，因而不能以此作為電冰箱實施有效且準(zhǔn)確保護(hù)的基準(zhǔn)。根據(jù)電子報87年第10期張順明的文章和自身實驗發(fā)現(xiàn)，冰箱運(yùn)行電流上升，其值小于或等于1.05倍額定電流時，對電機(jī)繞組不構(gòu)成損傷；當(dāng)其值到達(dá)1.1倍的額定電流時，持續(xù)時間小于45秒問題不大，若大于90秒，電機(jī)繞組就會因散熱不良，縮短絕緣壽命，即造成潛在性破壞。電機(jī)的啟動電流一般都大于5倍額定電流值，從正常運(yùn)行斷電立即啟動一般都大于4倍額定電流值，這兩種情況若持續(xù)時間超過3～5秒，會對電機(jī)繞組造成嚴(yán)重?fù)p壞。
本實用新型的目的是針對上述保護(hù)器存在的不足，采用實時檢測出給定冰箱的額定電流，再加上時間作為切斷市電的關(guān)鍵指標(biāo)。解決無論是由市電超過冰箱所允許的上、下限電壓值；壓縮機(jī)卡缸或排氣口完全堵塞及壓縮機(jī)出口不暢等引起的壓縮機(jī)機(jī)械負(fù)荷增大等原因造成冰箱運(yùn)行電流超載，都能有效地保護(hù)壓縮機(jī)電機(jī)繞組不造成潛在性損傷和當(dāng)即被燒毀。
本實用新型所述的保護(hù)器，有一個用于容納線路板(5)的外殼(1)，在外殼(1)的一端設(shè)有電源輸入線(3)和電源輸出插座(4)，變壓器B1、B2及額定電流(用I0表示，下同)調(diào)節(jié)電位器分別固定在保護(hù)器殼內(nèi)；面板(2)上裝有指示燈L1、L2和I0調(diào)節(jié)電位器旋鈕；其保護(hù)電路裝置包括I－U變換網(wǎng)絡(luò)、I0檢測顯示電路、l.lI0檢測電路，≥4I0檢測電路，電源電路和執(zhí)行電路。
I－U變換網(wǎng)絡(luò)由采樣電阻、升壓變壓器、半波整流元件、兀型濾波器、大電流調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和射級跟隨器以及額定電流調(diào)節(jié)電路依次連接而成。射隨器輸出端分別與I0檢測顯示電路和l.lI0檢測電路的輸入端相連接。大電流調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的輸出端與≥4I檢測報警電路輸入端相接；l.lI0檢測顯示電路和≥4I0檢測報警電路的動作信號均送至帶雙向可控硅的執(zhí)行電路。
本實用新型有如下附圖

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型電路方框圖。
圖3是本實用新型的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖，對本實用新型各部分結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行詳細(xì)描述。
本實用新型所述的電冰箱保護(hù)器，有一個帶面板(2)的外殼(1)，在外殼(1)的一端設(shè)有電源輸入線(3)和電源輸出插座(4)，線路板(5)、變壓器B1、B2及I0調(diào)節(jié)電位器Rw1固定在殼體內(nèi)，圖2所示的全部電路元器件均裝在該線路板(5)上，面板(2)上帶有指示燈L1、L2和I0調(diào)節(jié)旋鈕(6)。
電網(wǎng)電壓由電源輸入線(3)引入電源電路，該電路為保護(hù)器各電路提供所需的＋12伏工作電壓，供出電流在30～70mA之間。電源電路由電源變壓器B1、橋式整流D1～D4、濾波電容C1、限流電阻R1、基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓管Dw1及射極輸出器Q1依次呈電氣連接而成，D5用來調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓大小，若Udw1正好在12.5～13.0V之間，則D5可以取消。
本實用新型的保護(hù)原理是找出冰箱額定電流I0，然后跟蹤冰箱運(yùn)行電流的變化，即當(dāng)I＝l.lI0時，若持續(xù)時間大于45秒～90秒，保護(hù)器就切斷市電，延時5分鐘后，又自動接通市電；若I≥4I0，則在3～5秒內(nèi)切斷市電，并同時報警且冰箱不能再啟動。冰箱額定電流I0檢測功能由I－U變換網(wǎng)絡(luò)和I0檢測顯示電路實現(xiàn)，冰箱運(yùn)行電流的跟蹤控制功能由l.lI0檢測電路和≥4I0檢測報警電路實現(xiàn)。
I－U變換網(wǎng)絡(luò)由采樣電路、整流濾波電路、Uc5調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和射隨器組成。采樣電路由采樣電阻R0和變壓器B2構(gòu)成并串于電機(jī)主回路中，直接檢測壓縮機(jī)電機(jī)的額定電流I0。整流濾波電路由D6、C3、R3、C4組成；射隨器由三極管Q3、溫補(bǔ)二極管D7、濾波電容C5、Q3的射極電阻R17和額定電流調(diào)節(jié)電位器Rw1組成。當(dāng)I0在0.5～1.8A之間任取一值時，調(diào)整Rw1使Vc5恒為1.4V，Rw1值即對應(yīng)了冰箱的額定電流I0，為后續(xù)控制保護(hù)提供了一個準(zhǔn)確的檢測基準(zhǔn)。目前國內(nèi)家用電冰箱的額定電流大都在0.7～1.7A之間，本實用新型設(shè)置在0.5～1.8A之間，基本覆蓋了所有家用電冰箱。Vc5調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)由R5、R6和Q2組成，小電流時Q2截止，R5、R6均為限流電阻；大電流時，因變壓器R2次級內(nèi)阻較大，使Vc5的上升率下降，而此時Q2由截止變?yōu)轱柡蛯?dǎo)通，即相當(dāng)于R5、R6的有效阻值隨I的增加而自動下降，以達(dá)到調(diào)節(jié)Vc5上升率的目的。
I0檢測顯示電路是將冰箱的I0信號從V3e取出，然后通過開關(guān)式區(qū)間放大器去控制指示燈L1，L1亮表示I0已檢測到。該電路包括上、下區(qū)間開關(guān)式放大器Q4、Q5和區(qū)向內(nèi)信號混合器IC1，IC1為一塊NE555時基集成塊，用于驅(qū)動顯示，Rw2和Rw3用來調(diào)整額定電流指示區(qū)間的上、下限。限流電阻R9和顯示燈L1組成I顯示電路。當(dāng)冰箱運(yùn)行電流小于0.99I0或大于1.01I0時，Ic1的3腳輸出低電平，L1滅，僅當(dāng)冰箱運(yùn)行電流在0.99I0＜I＜1.01I0之間時，Ic1的3腳輸出高電平，L1燃亮。由此看出，I0顯示的調(diào)定誤差不大于I0的±1％，因而整個保護(hù)器的控制精度較高。
1.1I0檢測電路接收來自I－U變換網(wǎng)絡(luò)V3e端的冰箱運(yùn)行電流信號，經(jīng)開關(guān)式放大器放大，再延時45秒～90秒(假設(shè)調(diào)在60秒)后，去控制執(zhí)行電路切斷冰箱市電，斷電后，在5～10分鐘內(nèi)，保護(hù)器又自動接通市電，冰箱恢復(fù)工作。45～90秒延時電路由Rw6、隔離二極管D11、電容C11組成，5～10分鐘延時電路由C11、Rw7和D11組成，D13是用來隔離V8c的高壓，穩(wěn)壓管Dw3的作用是提高倒相器Q9對l.lI0信號的反應(yīng)靈敏度；D12是隔離斷電延時電路和倒相器之間的相互影響。
≥4I0檢測電路從I－U變換網(wǎng)絡(luò)Vc5處取出≥4I0電流信號，經(jīng)放大，并延時3～5秒后，去控制執(zhí)行電路切斷冰箱市電，同時啟動報警裝置，發(fā)出聲響報警，且保持使執(zhí)行電路永久性切斷市電。本電路主要包括開關(guān)式放大器Q6、由Q7、Rw8、C8和Dw2組成的延時電路、倒相器Q8、自閉鎖電路和報警集成塊A。自閉鎖電路由D10、R21構(gòu)成，當(dāng)冰箱運(yùn)行電流≥4I0，經(jīng)3～5秒后保護(hù)器切斷市電，冰箱運(yùn)行電流立即為零，Q6由飽和轉(zhuǎn)為截止，但此時因D10和R21接在Q8的集電極回路，被Q8鉗位在小于0.5V的電平上，至使Q7的V7eb＞0.7V，所以Q7不與Q6同步截止，而是繼續(xù)飽和導(dǎo)通，Q8也處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，使冰箱“永遠(yuǎn)”維持在斷電狀態(tài)。用戶必須撥下保護(hù)器電源插頭，找出冰箱產(chǎn)生大電流的原因，并排除后方可恢復(fù)正常使用。
執(zhí)行電路由驅(qū)動器、正常工作顯示電路和執(zhí)行級組成。驅(qū)動器由一塊NE555時基集成電路、R24、C9構(gòu)成的“Γ”型濾波器組成，驅(qū)動器的作用是把從Vw7送來的5～10分鐘延時啟動信號，45秒～90秒延時信號，及從≥4I0檢測電路送來的3～5秒信號V8c，均變成驅(qū)動信號送至執(zhí)行級，從IC2的3腳輸出的5～10分鐘為正驅(qū)動信號；45～90秒和3～5秒為零驅(qū)動信號，即切斷冰箱市電信號。執(zhí)行級由一個雙向可控硅SCR，限流電位器Rw8和可控硅SCR保護(hù)線路R31、C12組成，當(dāng)SCR出現(xiàn)單向?qū)щ娀虿粚ΨQ導(dǎo)電時，保護(hù)線路實行斷電保護(hù)。限流電阻R28，指示燈L2構(gòu)成顯示電路，L2燃亮表示冰箱處于正常工作狀態(tài)。
將本保護(hù)器的插頭插入220V的電源插座，等冰箱啟動后運(yùn)行10分鐘左右，即可調(diào)Rw1，因為L1燃亮對應(yīng)的I0區(qū)間只有±1％，所以在L1燃亮附近來回調(diào)幾次Rw1，使L1最亮為止，此刻Rw1所對應(yīng)的電流值就是該冰箱的額定電流值，使用操作程序就此完備。從此本保護(hù)器就能自動跟蹤冰箱運(yùn)行電流的變化，在l.lI0或≥4I0時及時切斷冰箱電源。
本保護(hù)器的突出優(yōu)點(diǎn)是過載電流檢測基準(zhǔn)值準(zhǔn)確，從而提高了保護(hù)精度。具有實施安全性(重過載)和延壽性(輕過載)的雙保護(hù)功能，大多數(shù)重過載出現(xiàn)都是長時間的輕過載演變而致，實施輕過載保護(hù)可及時提醒用戶采取檢修措施，使之不會因“小病”造成潛在大禍，當(dāng)市電在允許極限內(nèi)變化，或冰箱內(nèi)出現(xiàn)一些正常的機(jī)械負(fù)荷輕、重變化，其運(yùn)行電流都不會達(dá)到l.lI0值，或雖達(dá)到，但持續(xù)時間也不會大于45秒，因此輕過載保護(hù)的實施決不會影響冰箱的正常運(yùn)行。本保護(hù)器的適應(yīng)性較高，可廣泛用于各種類型的家用電冰箱。
權(quán)利要求1.一種高精度電流時間型冰箱保護(hù)器，有一個用于容納線路板(5)的外殼(1)，在外殼的一端設(shè)有電源輸入線(3)和電源輸出插座(4)，變壓器B1、B2及額定電流調(diào)節(jié)電位器Rw1分別固定在保護(hù)器殼內(nèi)，面板(2)上裝有指示燈L1、L2及額定電源調(diào)節(jié)旋鈕(6)，其保護(hù)電路裝置包括電源電路、1-U變換網(wǎng)絡(luò)、檢測顯示電路、報警和執(zhí)行電路，其特征在于1-U變換網(wǎng)絡(luò)中采樣電阻R0端并接一升壓變壓器B2，半波整流元件后依次接有兀型濾波器、大電流調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)及射級跟隨器；射級跟隨器輸出端分別與I0檢測顯示電路和1.1I0檢測電路的輸入端相接；大電流調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的輸出端與≥4I0檢測電路輸入端相接；1.1I0檢測電路和≥4I0檢測電路輸出保護(hù)信號均接至帶有雙向可控硅的執(zhí)行電路，控制冰箱供電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱保護(hù)器，其特征在于I0檢測顯示主要由上、下區(qū)間開關(guān)式放大器Q4、Q5，區(qū)間內(nèi)信號混合器IC1，調(diào)整元件Rw2、Rw3及顯示部件L1組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱保護(hù)器，其特征在于l.lI0檢測電路由開關(guān)式放大器Q10、倒向器Q9、45～90秒延時電路、5～10分鐘延時電路組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱保護(hù)器，其特征在于≥4I0檢測報警電路主要由開關(guān)放大器Q6、Q7、倒相器Q8、D10和R12組成的自閉鎖電路和報警裝置構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱保護(hù)器，其特征在于所述的執(zhí)行電路還包括由集成電路Ic2和C9、C10、R24構(gòu)成的信號驅(qū)動級，正常工作顯示器L2，及由R31、C12組成的可控硅保護(hù)線路。
專利摘要本實用新型涉及一種電冰箱保護(hù)器。本保護(hù)器主要包括I-U變換網(wǎng)絡(luò)，額定電流I。檢測顯示電路，1.1I。檢測電路，≥4I。檢測報警電路和執(zhí)行電路。本保護(hù)器突出的優(yōu)點(diǎn)是以冰箱實際運(yùn)行額定電流作為檢測基準(zhǔn)，大大提高了保護(hù)精度；具有實施安全性(重過載)和延壽性(輕過載)雙保護(hù)功能，即當(dāng)冰箱運(yùn)行電流≥4I。時，實行“永久”性保護(hù)，而當(dāng)冰箱運(yùn)行電流在1.1I。且持續(xù)時間大于45秒時，實行“暫時”性保護(hù)。本保護(hù)器的適應(yīng)能力較強(qiáng)，可廣泛用于各種類型的家用電冰箱。
文檔編號H02H3/093GK2072736SQ90208428
公開日1991年3月6日 申請日期1990年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月7日
發(fā)明者林慶炳, 繆盤根, 陶風(fēng)娣, 楊建書 申請人:林慶炳, 繆盤根, 陶風(fēng)娣, 楊建書