基本信息
- 項目名稱：
- 基于NE555新型用電保護器
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 在生活中，常因雷電、過壓或者欠壓導致家電無法正常工作，出現(xiàn)損壞的情況，更甚者會出現(xiàn)火災、觸電的危情，鑒于此情況，我團隊研制了基于NE555新型用電保護器。本產品在普通家庭、學校、中小型企事業(yè)辦公室、宿舍以及生產車間等地都能得到廣泛的運用。本產品原料取材廣泛、生產工藝簡單、成本低廉，產品性能符合低碳節(jié)能、安全可靠等市場發(fā)展方向，有較好的市場前景，適合批量生產，大量投入市場。
- 詳細介紹：
- 基于NE555新型用電保護器的工作設計包括兩大部分：避雷部分，過壓欠壓、過流過載保護部分。 當雷電發(fā)生時，尖峰電流通過電源線路或天線傳導到保護器上，基于NE555新型用電保護器將接收到的信號通過電容和SETCO42、SETCO45等電器元件的復雜處理，使信號減弱直接導入大地，尖峰電流則不會直接進入電器中，不會對電器產生任何影響，以此對電器起到保護作用。 當輸入電壓處于異常情況時（正常用電范圍為180V—250V），輸入電源經過變壓器的變壓處理（以家庭用電是220v時變壓器輸出為12v為標準），然后利用電阻不同阻值對輸出進行分壓（即當電壓變化的時候電阻的分壓也變化，由于電阻大小不相同分得電壓大小變化不相同）。利用穩(wěn)壓二極管設定一個基準電壓，用電阻進行分壓，然后輸入到LM339進行比較，當輸入電壓為理想電壓（180V—250V）時，LM339組成的比較器會對電壓比較處理，若能達到預期設定值（LM339輸出為低電平，NE555輸出高電平），則NE555組成的延時電路工作，同時繼電器吸合，電源正常工作。當?shù)陀?80v或高于250v時，電壓比較絕對值大于10mv，LM339輸出高電平，NE555輸出低電平，繼電器斷開，用電器不能工作。為了滿足實際生活的需求，我們在斷電與接通電源時都采用了一個延時電路，以防突然來電時給人們帶來不便與傷害。 本產品是一種將防雷保護、漏電保護、過壓保護、欠壓保護、過載保護集一體的多功能保護器，適用于交流電壓220V、50HZ頻率的線路中。當市電電壓超過或低于正常范圍時，能自動切斷電源；當電壓恢復正常時，又能自動通電，正常工作。保護器中的一紅一綠指示燈，在正常工作時，總有一只發(fā)亮，可以指示電路中的電壓是否正常，使用中的具體情況如下： 1、當發(fā)生雷擊時產生強大電壓時，單元電路一中紅燈亮（正常時綠燈亮），并且產生的強電流通過電容以及setco42，setco45等元件接地，過濾掉，起到防雷擊保護作用，以防強電流擊毀后續(xù)設備；2、電源電壓在180~250v正常工作電壓范圍時，單元電路二中綠燈亮，連接電器正常工作，并且可以根據(jù)其所處環(huán)境的需要對電壓進行調整。 3、電源電壓高于250v或低于180v時，即過壓或欠壓時，單元電路二中紅燈亮，連接電器出現(xiàn)異常工作，并且自動切斷電源，直至電壓處于正常工作范圍時恢復工作。 4、電源電壓恢復到正常電壓范圍時，以及把電路接觸不良，不慎操作等引起的電路時通時斷等問題排除后，本保護器可以自動延時一段時間（比如1~10min，具體時間可由自己設定）后接通電器設備電源。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 發(fā)明目的：隨著用電器使用數(shù)量的不斷增加，雷電在摧毀用電器的同時造成的火災和觸電事件也隨之增加，給人們的生活工作帶來極大的影響，對國家造成的經濟損失是不可估量的。為此我們認為對電磁脈沖的防護以及對電源電壓欠壓保護是必要的。過流過載極易導致用電器損壞并容易造成火災。為了方便人們的生活和工作，響應安全用電的號召，減少不必要的經濟損失，我們設計生產這樣一種產品——基于NE555新型用電保護器。 基本思路：本設計包括兩大部分：①避雷部分；②過壓欠壓、過流過載保護部分。 創(chuàng)新點、主要技術指標：1、本保護器穩(wěn)定性強、防雷保護觸發(fā)電壓低、靈敏度高、可以有效防止因雷擊產生強電流，或者因電壓或高或低而引起的設備不能正常工作等情況。 2、適用范圍廣，基本上能滿足中小型企業(yè)單位、家庭及辦公室的生產、生活用電保護。 3、保護器體積較小，使用方便，且價格低，功耗低，能起到節(jié)能減排的目的。 4、將防雷保護、漏電保護、過壓保護、欠壓保護、過載保護等多項技術結合在一起，對用電設備進行多功能綜合防護，適用于交流電壓220V、50HZ頻率的線路中。 技術關鍵：1、對電源電壓的降壓處理，以此采集對比電壓。 2、通過使用LM339對采集的電壓進行對比處理。 3、為了消除誤操作或短時間恢復電壓產生的危險，保護電路安裝一個由NE555組成的延時延時電路。 4、防雷電路的設計，對于高壓電容和SETCO42、SETCO45的選擇與使用。
科學性、先進性
- 本產品是一種將防雷保護、漏電保護、過壓保護、欠壓保護、過載保護集一體的多功能保護器，適用于交流電壓220V、50HZ頻率的線路中。使用中的具體情況如下： 1、當發(fā)生雷擊時產生強大電壓時，單元電路一中紅燈亮（正常時綠燈亮），并且產生的強電流通過電容以及setco42，setco45等元件接地，過濾掉，起到防雷擊保護作用，以防強電流擊毀后續(xù)設備； 2、電源電壓在180~250v正常工作電壓范圍時，單元電路二中綠燈亮，連接電器正常工作，并且可以根據(jù)其所處環(huán)境的需要對電壓進行調整。 3、電源電壓高于250v或低于180v時，即過壓或欠壓時，單元電路二中紅燈亮，連接電器出現(xiàn)異常工作，并且自動切斷電源，直至電壓處于正常工作范圍時恢復工作。 4、電源電壓恢復到正常電壓范圍時，以及把電路接觸不良，不慎操作等引起的電路時通時斷等問題排除后，本保護器可以自動延時一段時間（比如1~10min，具體時間可由自己設定）后接通電器設備電源。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產品；圖紙 ；圖片 ；現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 因雷擊造成的損失無法預測，在許多重要場合都需要為了防止這些損失而去設計線路，但是這些需要耗費大量人力與物力，而且價格也不菲，使用成本比較高；而我們設計的電源保護器則不用考慮線路問題，只是在原有電源的基礎上加一層保護，適合各種突發(fā)情況的發(fā)生，有效防止因雷擊，電源不穩(wěn)（如過壓欠壓，漏電等）而產生的異常情況，無需耗費許多資金，由于成本低，使用也非常簡單。并且功耗較低，利于節(jié)能減排。 在我國，避雷裝置等一些保護裝置的安裝率僅僅在5%左右，普及率非常低。而在這樣的情況下，這類市場的銷售總額就打到了10億元左右，由此考慮，即使普及到50%，相應的銷售也將達到100億元。并且僅是防雷技術，目前國內民用市場容量也能達到50億左右。而且我們設計的成本低，使用也非常簡單，隨著基礎設施建設投入的加大以及新能源的開發(fā)所帶來的市場需求是巨大的，這些都說明，我們設計制作的保護器將能在很大程度上填補市場的空白，所帶來的經濟效益也是相當驚人的。
同類課題研究水平概述
- 據(jù)調查，雖然各國針對本國的防雷政策不一致，但目前全球通用的防雷原理是低壓防雷技術，即把雷電瞬間產生的高壓過流通過低壓保護器轉換成低壓限流，把對電器的損害降到最小。 在國內，我們經常見到的就是搭建避雷針、避雷塔等一些大型防雷設備，把雷電產生的強電流通過金屬導體與大地相連，通過這樣把產生的高電壓不經過電器而降到最低。使用這種方式防雷，對于一些高大建筑比較適合，但對于一些小型建筑（如平房以及一些低矮樓層）則顯得有些不合適。我們可以利用低壓防雷技術，這樣同樣可以有效防止因雷擊產生的高壓過載，電壓不穩(wěn)而使用電器受到損害等問題。 經分析，我們設計的基于NE555新型用電保護器相對于一些傳統(tǒng)的防雷設施，有著體積小，穩(wěn)定性強，靈敏度高的特點，適用范圍較廣，而且功耗較低，使用方便，還可以根據(jù)不同地區(qū)的用電情況設置不同范圍的電壓范圍，可以不同程度的防止電壓不穩(wěn)帶來的用電安全問題。 雖然本保護器相比傳統(tǒng)的防雷設施來說具有一些優(yōu)勢，但畢竟這是一種新興的技術，但不可避免的會有一些缺點，比如不能在源頭上解決雷電高壓問題；功率較小，無法承受超過額定值的高功率；保護面積較小，不能形成系統(tǒng)的、立體的防御體系等等，這些都是制約著保護器快速發(fā)展的障礙。 總之，在這個知識快速發(fā)展的時代，對于一些新的類型的防雷措施，都會有一些不同的方法，而且會變得越來越人性化，智能化，信息化。所以，我們相信，經過許許多多的科研人員的努力，這些方面將會變成現(xiàn)實，更好地為人類服務。
