一種新型的單相電機過流保護器設(shè)計

　　當(dāng)門電機堵轉(zhuǎn)時，其工作電流Iw隨著增大，電壓Vt增大，根據(jù)上述VO1、VO2傳導(dǎo)函數(shù)關(guān)系可以得出VO2也隨著增大，由于預(yù)先設(shè)定的參考電壓Vref不變，從而使得增大后的VO2大于Vref，這樣電壓比較器U3就會打開輸出，繼電器K1的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。常開觸點連接到控制系統(tǒng)中用于及時斷開電機的供電回路，并立即發(fā)出聲光報警，從而實現(xiàn)對單相電機的過流保護。

　　從圖2可以看出，該過流保護器僅使用了一些二極管、運算放大器、電壓比較器和一些電阻等價格低廉的元件，完成小功率單相電機的過流保護，并且保護電流精密可調(diào)節(jié)、保護器動作速度快且準(zhǔn)確，克服了傳統(tǒng)的雙金屬片式熱過載繼電器的弊端。

　　3 該設(shè)計方案的元器件選型

　　該電子式過流保護器的設(shè)計方案需要在單相電機的供電回路中串連進去兩組(每組6個)方向相反的二極管——D1到D12，在不影響電機正常工作的情況下，取得過流保護器工作所需的一個較小的電源交流源(AV 6V左右)，此交流電壓經(jīng)過整流穩(wěn)壓后產(chǎn)生直流5V電源給整個電路供電;電流取樣電阻R0兩端的直流電壓經(jīng)運放U2差分放大、同相放大后進入電壓比較器U3和預(yù)先設(shè)定的參考電壓Vref進行比較輸出后驅(qū)動繼電器K1。由于筆者實際使用的單相電機額定工作電流0.2～0.5A左右，所以設(shè)計的過流保護器保護電流設(shè)定值為0.2～1.2A之間可通過5K的電位器R10調(diào)整。根據(jù)理論計算和筆者實際的使用經(jīng)驗，圖2中的元器件選擇如下：

　　R0: 0.51Ω 5W 1%
　　R5,R6,R7,R8：27K 1%
　　R9：1K 1%
　　R10：5K 3386型電位器
　　R11：12K 1%
　　R1,R12,R13：2.2K 5%
　　R4：30K 1%
　　R2,R3：20K 1%
　　C1: 10uF/25V
　　C2: 47uF/16V
　　C7: 100nF/50V
　　D1到D12：S3N
　　B1：MB16S
　　U1：MIC39100-5.0BS
　　U2：LM358
　　U3：LM311
　　LED1：紅色LED發(fā)光管
　　K1：G5V-2-H1-05V (注：歐姆龍，2常開2常閉繼電器)

　　上面的元件中，電流采樣電阻R0由于直接串聯(lián)到電機供電回路中，所以選擇功率5瓦的插件電阻，R10選擇5K的3386型可調(diào)電位器，其他電阻沒有功率要求，選擇普通的0805封裝的片阻即可;電容C1，C2選擇普通的鋁電解電容，電容C7選擇普通的J檔的磁片電容;D1到D12選擇IF為3A，VF為1.2V的整流型二極管S3N;B1選擇貼片的肖特基整流橋MB16S;因為穩(wěn)壓前的電壓只有6V左右，所以要得到5V的電壓，U1必須壓差低于1V的穩(wěn)壓器，所以筆者選擇壓差為410MV的低壓差穩(wěn)壓器――MIC39100-5.0BS ;U2選擇市場上最常用的運算放大器：LM358，價格低，購買方便;U3選擇市場上最常見的電壓比較器LM311，帶開漏輸出，可以直接驅(qū)動繼電器;K1可根據(jù)實際需要的觸點容量選擇2常開的功率型繼電器即可。