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具有语言告警功能的漏电保安插座设计与制作

具有语言告警功能的漏电保安插座设计与制作

点击数:7187 次   录入时间:03-04 11:54:00   整理:http://www.55dianzi.com   电工-电机

    为避免因洗衣机、电风扇、电热淋浴器、电熨斗、电饭煲等家用电器外壳漏电而发生人体触电事故,在使用这类电器时必须按要求给电器金属外壳接上良好的大地线。但实际中许多用户因怕麻烦或因受条件(如未敷设地线的楼房居民)限制而不给电器埋设地线,这是造成电气事故的隐患。为此,笔者精心设计了一种便于为广大用户接受的新颖漏电保安插座,一旦用电器漏电,它便会在0.Is内自动切断电器电源,同时反复发出响亮的“有电危险,请勿靠近”告警声,起到有效的双重保护作用。

    工作原理

漏电保安插座的电路

    漏电保安插座的电路如上图所示。整个电路由漏电信号检出、语言告警和用电器自动断电开关三部分电路构成。平时,保安电路不工作,其静态直流电流实测为零。当外壳带电的家用电器接入三相插座cz时,泄漏电流便会通过cz的中孔并经自复位按钮开关AN1、限流电阻Rl、光电耦合器4N25的①、②脚及二极管D与电网零线构成回路,使4N25的内藏发光管点亮,对应内藏光敏管由原来的截止状态转为导通状态,单向可控硅SCR获得触发电流而导通。于是,继电器J通电动作,其常闭触点jl、j2跳开,插座cz自动停止对用电器供电。与此同时,IC2反复输出内贮语音电信号,经晶体三极管BG功率放大后,推动扬声器Y反复发出“有电危险,请勿靠近”的告警声。主人闻讯后,只有拔掉漏电用电器的电源插头,并按动一下常闭型按钮开关AN2,方可解除告警声,cz才会恢复供电。

    电路中,光电耦合器IC1将交流电与低压告警及自动开关控制电路隔离开来,以防止用户更换电源E时发生触电事故。AN1为检验按钮,按下它时能产生模拟人为漏电电流,主要方便用户随时考核保安插座性能是否良好。R4、DW组成简易稳压电路,向ICZ提供合适的3V工作电压Cl、R3分别为IC2外接振荡电容和电阻,适当改变其数值,可获得速度、音调最为满意的告警声。经实测,当家用电器外壳有150kΩ的漏电阻时,该保安插座就能可靠动作。其动作电流最小为220/(150+R1)=0.88mA,远小于国家对漏电保护器规定的额定动作电流(小于30mA)。

    元器件选择与制作

    IC1采用6脚双列直插塑封光电耦合器,型号为4N25。IC2选用国产HFC5219型语音集成电路芯片。SCR用MCR100-6或BT169、2N6565型小型塑封单向可控硅。BG用9013或3DG12型硅NPN中功率三极管,要求β≥100。DW选用3V、0.25W硅稳压二极管。AN1用小型复合按钮开关,AN2用小型自复位常闭按钮开关。Y宜用φ21-27mm微型动圈式扬声器。J选用适合于在印刷电路板上直接焊接的JZC+22F/22-06型超小型中功率电磁继电器;它体积很小(仅为22.5×16.5×16.5mm),有两组转换触点,接点容量为交流2A×220v。E用四节5号干电池串联而成。

印刷电路板焊装图

    上图是印刷电路板焊装图,印板实际尺寸为45×45mm。IC2芯片借助5根软导线垂直插焊在电路板上。焊好的电路板连同电池E,扬声器Y,同装入体积合适的绝缘密闭小盒中,在小盒面板上固定安装市售三相插座cz和小型按钮开关AN1、AN2,并注意在适当位置为扬声器开出释音孔。

    此保安插座只要所用元器件良好,焊接无误,不需要任何调试就能正常工作。安装时应注意电源线的相线、零线位置不可搞错,否则电路将起不到漏电保安作用。投入使用之前或使用一段时间后,应检验保安插座工作是否可靠。正常情况下,只要按动一下检验按钮AN1,插座应立即告警并切断用电器电源;再按动一下复位按钮AN2.插座应立即恢复到正常工作状态。




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