在交流220V電源保險盒兩端并接下面介紹的保險絲熔斷報警器,只要保險絲被熔斷,它馬上就會發出聲、光兩種信號,為人們盡快判斷停電原因和確定斷絲保險盒帶來方便。
弄懂工作原理
保險絲熔斷報警器的電路如圖25-1所示。其中:F是為便于說明原理而繪出的普通220V交流電保險絲。
圖25-1保險絲熔斷報警器電路圖
保險絲熔斷報警器實際上是一個設計簡單、巧妙的220V交流壓電蜂鳴器。大家知道:利用壓電陶瓷片結合晶體三極管等制作的簡易壓電蜂鳴器,一般都要求直流低壓供電。要想直接利用220V交流市電作為供電電源,則要外加整流、降壓、濾波電路,這樣勢必使電路制作成本提高、體積增大。尤其是降壓電路,采用電阻器降壓或電容器降壓,前者需較大功率的電阻器、且有自身發熱問題;后者電容器的耐壓應在400V以上,這無疑對降低成本、縮小體積不利。而這里介紹的壓電蜂鳴器電路直接利用了220V交流市電作為電源,并且僅由晶體三極管VT、發光二極管VD、限流電阻器R和壓電陶瓷片B4個元器件構成,電路簡潔,聲音響亮,工作安全可靠。
這種交流壓電蜂鳴器的工作原理:在交流電輸入正半周時,發光二極管VD點亮,晶體三極管VT的集電極為高電位,通過壓電陶瓷片B的反饋電極3與主電極1間形成的正反饋,使VT處于飽和導通狀態;在交流電輸入負半周時,VD反向擊穿(因擊穿電流很小,不會損壞發光二極管),VT集電極低電位通過B的反饋電極3與主電極1間反饋形成正反饋信號,使VT處于截止狀態。這樣,VD獲得半波交流電發光;VT以50Hz頻率在截止與飽和狀態間振蕩,B隨之發出50Hz的蜂鳴聲。
保險絲熔斷報警器的工作過程是:平時,報警器的a、b兩端被保險絲F短路,報警電路不工作;一旦F因故被熔斷,220V交流電便會通過用電器加在報警器的a、b兩端,于是發光二極管VD發光,壓電陶瓷片B即發出“吱……”的報警聲來。
準備好元器件
本制作共用了4個元器件,備料清單見表25。
表25 元器件清單
VT選用9013(集電極最大允許電流I CM =0.5A,集電極最大允許功耗P CM =625mW)或3DG6型硅NPN小功率三極管,要求電流放大系數β≥20即可。VD宜選用高亮度發光二極管,顏色、形狀按個人喜好選擇。R用RTX-1/4W型碳膜電阻器,標稱阻值取75kΩ。
B選用帶簡易助聲腔蓋(也叫共鳴腔蓋)的FT-27或HTD27A-1型壓電陶瓷片,在使用前應如圖25-2右邊所示,用小刀將壓電陶瓷片中間的鍍層分割出一小部分,作為反饋電極用。讀者如果手頭已有現成的帶反饋電極的壓電陶瓷片,則無須再自己動手加工。
制作與使用
圖25-2所示為該保險絲熔斷報警器的印制電路板接線圖,印制電路板(左邊)實際尺寸約為φ28mm,可用刀刻法加工制作。
圖25-2保險絲熔斷報警器印制電路板圖
焊接好的電路板連同壓電陶瓷片B一起裝入一個經過改造的135型攝影膠卷塑料包裝盒內,其外形如圖25-3所示。這種膠卷包裝盒體積較大,應事先截掉筒體的2/3,加工成薄形圓盒。盒的面板為壓電陶瓷片B開出釋音孔,側面為發光二極管VD開出發光孔,底部(盒蓋)開孔引出長約10cm的兩根外接線a與b。
圖25-3保險絲熔斷報警器外形圖
組裝好的保險絲熔斷報警器,只要接線正確,不用任何調試便可投入工作。使用時,將報警器的a、b兩根外引線頭,不分順序跨接在220V交流保險盒的兩端即可。
實際運用中,如果配電板上有數個保險盒,可在每個保險盒兩端都并接上一個這樣的報警器。這樣,主人可以很方便地根據報警器是否發聲來判斷保險絲是否熔斷,并根據哪個發光二極管發光而直觀、快速地尋找到需更換保險絲的保險盒。
責任編輯:lq6
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