摘要：本文介紹的低壓電源過載保護器，具有過載限流保護與聲、光報警的功能，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，便于低壓電源“一機多用”，能充分提高低壓電源的利用率．

    關(guān)鍵詞  過載 短路 限流保護 非線性特性 光報警 音頻報警

    低壓電源是許多實驗室常用的一種實驗儀器，用一臺低壓電源向多組實驗電路供電時，過載或短路（嚴重的過載）的情況時有發(fā)生，如何才能即時發(fā)現(xiàn)并對低壓電源進行有效的保護，成為使用低壓電源的一個重要問題，使用

本文的低壓電源過載保護器，既能即時發(fā)現(xiàn)過載的發(fā)生，又能保護低壓電源不至損壞，還能扼制負載因過載、短路造成的危害，它對低壓電源的保護作用超過了低壓電源保險的作用．這種過載保護器具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、造

價低廉、效果優(yōu)良等特點．低壓電源過載保護器的組成 ，為低壓電源過載保護器原理圖，為了方便，將低壓電源過載保護器簡稱為保護器．

    保護器由具有過載限流保護、顯示功能的汽車燈泡I。和并接在燈泡I。兩端的過載報警電路組成，圖1中，L是一個12V20W與12V45W雙燈絲通用汽車燈泡，其中，較細的燈絲額定電流為1. 7A，較粗燈絲額定電流為3. 8A，粗、細兩燈絲串聯(lián)使用的額定電流是1. 28A．使用中，可以根據(jù)低壓電源輸出額定電流值，選配適當?shù)臒艚z，以實現(xiàn)汽車燈絲對低壓電源的限流保護，與L并聯(lián)的電路是一個過載音頻報警電路，它是由二級管Di、D2. D3. D4組成的橋式整流電路，電容Cl、C2組成的濾波電路，三端穩(wěn)壓電路7806以及三極管Ti、T2為核心的音頻報警器組成．采用橋式整流電路可以從燈泡L兩端獲取交流或直流電壓，實現(xiàn)對低壓電源交流過載或直流過載進行報警．采用

三端穩(wěn)壓電路7806與6V穩(wěn)壓二極管Ds可以控制電流達到或接近額定值時才發(fā)出報警聲．

2保護器的原理

2.1過載保護原理

    實驗表明：汽車燈泡燈絲電阻的伏安特性具有非線性特性．例如，選取粗、細兩汽車燈絲串聯(lián)，測量其伏安特性曲線如圖2所示，

    由圖2可知，若低壓電源輸出取12V，負載電流，即經(jīng)過燈泡L的電流在0. 6A以下時，燈泡I。兩端的電壓降小于2V，燈絲基本處于冷態(tài)電阻，阻值很小，對負載影響不大，此時負載兩端獲得10V以上的電壓；一旦負載發(fā)生過載或短路時，負載電流迅速增大，燈絲變?yōu)闊釕B(tài)電阻，阻值迅速增大，使得負載電壓迅速下降，這樣就達到了汽車燈泡L對低壓電源與負載的雙重保護，汽車燈泡在執(zhí)行過載保護的同時，由于燈泡發(fā)出明亮的光，可作為過載的光報警．

2.2音頻報警原理

    當負載電流增大，使燈泡L兩端的電壓升高，經(jīng)橋式整流、電容濾波，向三端穩(wěn)壓集成電路輸入端提供輸入電壓，直到其輸出電壓有6V穩(wěn)定電壓輸出時，報警器穩(wěn)壓二級管Ds導(dǎo)通，互補三極管T,、Tz組成的簡單互補音頻振

蕩器獲得偏流而報警，此時經(jīng)燈泡L的電流達1A以上，在一般正常工作電流下，此音頻報警器是不會發(fā)出報警聲的．

3低壓電源過載保護器應(yīng)用舉例

    我校物理系模擬電子線路實驗室采用插件式模擬電路實驗箱完成15個單元電路實驗，每個實驗又分10～12個實驗小組進行實驗，每組正常供電電流在5—30mA范圍內(nèi)，正常供電的總電流小于0. 3，汽車燈泡若用粗、細兩

組燈絲串聯(lián)，其壓降不超過1V．因此，我們采用1. 30V可調(diào)穩(wěn)壓電源調(diào)于12V，經(jīng)過保護器向各組供電，在實驗過程中，一旦有短路、過載發(fā)生，汽車燈泡L會發(fā)光，音頻報警器會發(fā)出報警聲，實驗指導(dǎo)教師能立即發(fā)現(xiàn)故障，此時不必切斷供電，只令各組分別切斷電源，在哪一組消除了報警，故障就產(chǎn)生子哪一組，多組共用一臺低壓穩(wěn)壓電源，節(jié)省了儀器經(jīng)費．

4討論

    1)如果需將電源輸出電壓提高到24V，保護器只需在圖1的OA之間增串接一個與A、B之間*相同的汽車燈泡，以保證A、B兩端zui大分壓值不超過12V即可．

    2)對于額定輸出電流更大的低壓電源，其保護器只需改選功率更大的汽車燈泡（燈絲電阻更�。匾獣r，還可將汽車燈泡并聯(lián)起來使用，以獲得更大的功率．

    3)對于需要正、負電壓雙源供電的實驗，可將保護器串聯(lián)接于有雙源輸出的低壓電源的接地端，

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