一種新型的單相電機過流保護器設計

　　當門電機堵轉時，其工作電流Iw隨著增大，電壓Vt增大，根據上述VO1、VO2傳導函數關系可以得出VO2也隨著增大，由于預先設定的參考電壓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節(jié)、保護器動作速度快且準確，克服了傳統(tǒng)的雙金屬片式熱過載繼電器的弊端。

　　3 該設計方案的元器件選型

　　該電子式過流保護器的設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)，此交流電壓經過整流穩(wěn)壓后產生直流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運放U2差分放大、同相放大后進入電壓比較器U3和預先設定的參考電壓Vref進行比較輸出后驅動繼電器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，所以設計的過流保護器保護電流設定值為0.2～1.2A之間可通過5K的電位器R10調整。根據理論計算和筆者實際的使用經驗，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，可以直接驅動繼電器;K1可根據實際需要的觸點容量選擇2常開的功率型繼電器即可。