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电热锅自动断电装置设计经验之谈

[日期:2018-02-25] 来源:  作者:湖南 王学文 [字体: ]

 

  我们知道常规的电热锅会出现反复通电动作。开始网友考虑使用与门电路设计,求助有哪些型号的与门电路,在明确其设计目的后告诉他可以使用开关设计与门电路。于是,网友设计出图1电路,网友用了2个继电器,一个按钮开关,原理是:ST为电热锅温控开关,温度低于设定值时,温控开关闭合,此时,按下启动开关S1,继电器K1得电启动,其常开触点K1-1闭合,即使松开启动开关,也因为K1-1的闭合而保持继电器K1,K2的线圈得电工作,K2得电吸合,电热锅加热。一旦温度到达设定温度,温控开关ST断开,继电器K1,K2失电,K1失电断开其常开触点,即使温控开关重新闭合,也因为S1,K1-1处于断开状态而使得继电器K1,K2线圈仍然无法得电工作。这样达到设计目的。
  
  从原理上来说,图1电路比较可靠而简单,应该是非常实用的。但如果从实际情况考虑,图1电路就不是那么简单了。
  
  因为,图1电路需要一个12V直流电源,这样一来就势必增加了成本。另外,如果继电器触点粘结,那么,电热锅可能失去温控开关的保护而处于一直加热状态,这样可能导致安全隐患。还有,控制装置的接线与安装问题是现实中不得不需要重点考虑的问题!装置置入锅内部空间,势必导致高温环境,影响电子元件的可靠性,置于外面,则接线问题令人头疼。
  
  所以说图1电路理论上可行,但不实用。

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  鉴于图1电路具体实施存在不足,笔者设计了图2电路,图2电路使用了双向晶闸管作为主控开关(也可以使用固态继电器),利用电流互感器(可以使用小型电源变压器反接代替)作为反馈获取双向晶闸管所需驱动电流。实现双向晶闸管触发后保持导通状态。
  
  在温度低于设定温度时,温控开关是闭合的,此时,按下启动开关S1,双向晶闸管得到驱动电流而导通,电流互感器初级有电流通过,初级产生感应电压经D1整流,C滤波后得到一个直流电压为双向晶闸管提供驱动电流,即使松开S1,双向晶闸管仍然可以得到所需驱动电流而保持导通状态。直到温控开关断开。

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  如果电流互感器不方便得到,我们也可以将图1电路做一个简单的变换,直接使用交流继电器来控制。这样可以省略一组直流电源,考虑到发热元件的功率比较大,网友称有2200W,电流超过10A,超过10A的大电流按钮开关的价格不低,也难得到,我们可以将启动开关改为小电流按钮开关配合双向晶闸管来解决电路的启动问题。具体电路见图3。在图2电路中,按下启动开关S1,双向晶闸管VS得到触发电流而导通,接通继电器K2与发热元件RL的工作电源,继电器线圈得电工作,其常开触点闭合,同时,短路双向晶闸管,完成启动过程,电路进入正常工作状态。当然,如果有人认为大电,流按钮开关(电流必须大于15A)可以接受,那么,我们也可以将启动开关S1并联在继电器K2的常开触点上从而省略了双向晶闸管VS和限流电阻R。图3电路因为双向晶闸管VS仅仅作为电路启动时简短的瞬间工作,所以,我们不必要考虑双向晶闸管VS的散热问题。
  
  图1电路看似简单易行,但隐含了直流电源的成本以及现实中不能不考虑的温控开关的信号提取问题,要提取温控开关的信号,我们必须引出两条导线,这样,正常的电热锅势必要多出一条尾巴来,影响美观。况且改变原电器的结构也是不可取的。

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  图2电路不需要对原电器做任何结构改变,温控开关的信号提取采用电流信号提取,这样,可以利用电源线中提取信号而不必要另外增加信号线。而电流信号的提取我们完全可以在控制器内部获得。图2电路的不足是双向晶闸管作为主控元件需要考虑散热问题。
  
  图3电路可以不考虑双向晶闸管的散热问题,但增加了一只电磁继电器,成本可能略高于图2电路。
  
  电路的设计,我们不但要考虑成本,而且要考虑尽可能不改变原电器的结构,考虑接线方便,使用环境的限制等,判读一个电路的成本不但要考虑视在成本,而且必须考虑隐合成本,像图1电路我们就必须考虑直流电源的成本和获得方式。图2电路我们必须考虑隐含了散热器的成本。图3电路和图1电路我们还要考虑电磁继电器的体积所带来的控制器电路的外壳成本问题。


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