摘要：本文介紹的低壓電源過(guò)載保護(hù)器，具有過(guò)載限流保護(hù)與聲、光報(bào)警的功能，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，便于低壓電源“一機(jī)多用”，能充分提高低壓電源的利用率．

    關(guān)鍵詞  過(guò)載 短路 限流保護(hù) 非線性特性 光報(bào)警 音頻報(bào)警

    低壓電源是許多實(shí)驗(yàn)室常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，用一臺(tái)低壓電源向多組實(shí)驗(yàn)電路供電時(shí)，過(guò)載或短路（嚴(yán)重的過(guò)載）的情況時(shí)有發(fā)生，如何才能即時(shí)發(fā)現(xiàn)并對(duì)低壓電源進(jìn)行有效的保護(hù)，成為使用低壓電源的一個(gè)重要問(wèn)題，使用

本文的低壓電源過(guò)載保護(hù)器，既能即時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)載的發(fā)生，又能保護(hù)低壓電源不至損壞，還能扼制負(fù)載因過(guò)載、短路造成的危害，它對(duì)低壓電源的保護(hù)作用超過(guò)了低壓電源保險(xiǎn)的作用．這種過(guò)載保護(hù)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、造

價(jià)低廉、效果優(yōu)良等特點(diǎn)．低壓電源過(guò)載保護(hù)器的組成 ，為低壓電源過(guò)載保護(hù)器原理圖，為了方便，將低壓電源過(guò)載保護(hù)器簡(jiǎn)稱(chēng)為保護(hù)器．

    保護(hù)器由具有過(guò)載限流保護(hù)、顯示功能的汽車(chē)燈泡I。和并接在燈泡I。兩端的過(guò)載報(bào)警電路組成，圖1中，L是一個(gè)12V20W與12V45W雙燈絲通用汽車(chē)燈泡，其中，較細(xì)的燈絲額定電流為1. 7A，較粗燈絲額定電流為3. 8A，粗、細(xì)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(dāng)?shù)臒艚z，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)燈絲對(duì)低壓電源的限流保護(hù)，與L并聯(lián)的電路是一個(gè)過(guò)載音頻報(bào)警電路，它是由二級(jí)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(bào)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(shí)現(xiàn)對(duì)低壓電源交流過(guò)載或直流過(guò)載進(jìn)行報(bào)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(dá)到或接近額定值時(shí)才發(fā)出報(bào)警聲．

2保護(hù)器的原理

2.1過(guò)載保護(hù)原理

    實(shí)驗(yàn)表明：汽車(chē)燈泡燈絲電阻的伏安特性具有非線性特性．例如，選取粗、細(xì)兩汽車(chē)燈絲串聯(lián)，測(cè)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(fù)載電流，即經(jīng)過(guò)燈泡L的電流在0. 6A以下時(shí)，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(duì)負(fù)載影響不大，此時(shí)負(fù)載兩端獲得10V以上的電壓；一旦負(fù)載發(fā)生過(guò)載或短路時(shí)，負(fù)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(fù)載電壓迅速下降，這樣就達(dá)到了汽車(chē)燈泡L對(duì)低壓電源與負(fù)載的雙重保護(hù)，汽車(chē)燈泡在執(zhí)行過(guò)載保護(hù)的同時(shí)，由于燈泡發(fā)出明亮的光，可作為過(guò)載的光報(bào)警．

2.2音頻報(bào)警原理

    當(dāng)負(fù)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(shí)，報(bào)警器穩(wěn)壓二級(jí)管Ds導(dǎo)通，互補(bǔ)三極管T,、Tz組成的簡(jiǎn)單互補(bǔ)音頻振

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

3低壓電源過(guò)載保護(hù)器應(yīng)用舉例

    我校物理系模擬電子線路實(shí)驗(yàn)室采用插件式模擬電路實(shí)驗(yàn)箱完成15個(gè)單元電路實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)又分10～12個(gè)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(chē)燈泡若用粗、細(xì)兩

組燈絲串聯(lián)，其壓降不超過(guò)1V．因此，我們采用1. 30V可調(diào)穩(wěn)壓電源調(diào)于12V，經(jīng)過(guò)保護(hù)器向各組供電，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一旦有短路、過(guò)載發(fā)生，汽車(chē)燈泡L會(huì)發(fā)光，音頻報(bào)警器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師能立即發(fā)現(xiàn)故障，此時(shí)不必切斷供電，只令各組分別切斷電源，在哪一組消除了報(bào)警，故障就產(chǎn)生子哪一組，多組共用一臺(tái)低壓穩(wěn)壓電源，節(jié)省了儀器經(jīng)費(fèi)．

4討論

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

    2)對(duì)于額定輸出電流更大的低壓電源，其保護(hù)器只需改選功率更大的汽車(chē)燈泡（燈絲電阻更小），必要時(shí)，還可將汽車(chē)燈泡并聯(lián)起來(lái)使用，以獲得更大的功率．

    3)對(duì)于需要正、負(fù)電壓雙源供電的實(shí)驗(yàn)，可將保護(hù)器串聯(lián)接于有雙源輸出的低壓電源的接地端，

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