摘要：本文介绍的低压电源过载保护器，具有过载限流保护与声、光报警的功能，其结构简单，使用方便，便于低压电源“一机多用”，能充分提高低压电源的利用率．

    关键词  过载 短路 限流保护 非线性特性 光报警 音频报警

    低压电源是许多实验室常用的一种实验仪器，用一台低压电源向多组实验电路供电时，过载或短路（严重的过载）的情况时有发生，如何才能即时发现并对低压电源进行有效的保护，成为使用低压电源的一个重要问题，使用

本文的低压电源过载保护器，既能即时发现过载的发生，又能保护低压电源不至损坏，还能扼制负载因过载、短路造成的危害，它对低压电源的保护作用超过了低压电源保险的作用．这种过载保护器具有结构简单、使用方便、造

价低廉、效果优良等特点．低压电源过载保护器的组成 ，为低压电源过载保护器原理图，为了方便，将低压电源过载保护器简称为保护器．

    保护器由具有过载限流保护、显示功能的汽车灯泡I。和并接在灯泡I。两端的过载报警电路组成，图1中，L是一个12V20W与12V45W双灯丝通用汽车灯泡，其中，较细的灯丝额定电流为1. 7A，较粗灯丝额定电流为3. 8A，粗、细两灯丝串联使用的额定电流是1. 28A．使用中，可以根据低压电源输出额定电流值，选配适当的灯丝，以实现汽车灯丝对低压电源的限流保护，与L并联的电路是一个过载音频报警电路，它是由二级管Di、D2. D3. D4组成的桥式整流电路，电容Cl、C2组成的滤波电路，三端稳压电路7806以及三极管Ti、T2为核心的音频报警器组成．采用桥式整流电路可以从灯泡L两端获取交流或直流电压，实现对低压电源交流过载或直流过载进行报警．采用

三端稳压电路7806与6V稳压二极管Ds可以控制电流达到或接近额定值时才发出报警声．

2保护器的原理

2.1过载保护原理

    实验表明：汽车灯泡灯丝电阻的伏安特性具有非线性特性．例如，选取粗、细两汽车灯丝串联，测量其伏安特性曲线如图2所示，

    由图2可知，若低压电源输出取12V，负载电流，即经过灯泡L的电流在0. 6A以下时，灯泡I。两端的电压降小于2V，灯丝基本处于冷态电阻，阻值很小，对负载影响不大，此时负载两端获得10V以上的电压；一旦负载发生过载或短路时，负载电流迅速增大，灯丝变为热态电阻，阻值迅速增大，使得负载电压迅速下降，这样就达到了汽车灯泡L对低压电源与负载的双重保护，汽车灯泡在执行过载保护的同时，由于灯泡发出明亮的光，可作为过载的光报警．

2.2音频报警原理

    当负载电流增大，使灯泡L两端的电压升高，经桥式整流、电容滤波，向三端稳压集成电路输入端提供输入电压，直到其输出电压有6V稳定电压输出时，报警器稳压二级管Ds导通，互补三极管T,、Tz组成的简单互补音频振

荡器获得偏流而报警，此时经灯泡L的电流达1A以上，在一般正常工作电流下，此音频报警器是不会发出报警声的．

3低压电源过载保护器应用举例

    我校物理系模拟电子线路实验室采用插件式模拟电路实验箱完成15个单元电路实验，每个实验又分10～12个实验小组进行实验，每组正常供电电流在5—30mA范围内，正常供电的总电流小于0. 35A，汽车灯泡若用粗、细两

组灯丝串联，其压降不超过1V．因此，我们采用1. 5A30V可调稳压电源调于12V，经过保护器向各组供电，在实验过程中，一旦有短路、过载发生，汽车灯泡L会发光，音频报警器会发出报警声，实验指导教师能立即发现故障，此时不必切断供电，只令各组分别切断电源，在哪一组消除了报警，故障就产生子哪一组，多组共用一台低压稳压电源，节省了仪器经费．

4讨论

    1)如果需将电源输出电压提高到24V，保护器只需在图1的OA之间增串接一个与A、B之间完全相同的汽车灯泡，以保证A、B两端最大分压值不超过12V即可．

    2)对于额定输出电流更大的低压电源，其保护器只需改选功率更大的汽车灯泡（灯丝电阻更小），必要时，还可将汽车灯泡并联起来使用，以获得更大的功率．

    3)对于需要正、负电压双源供电的实验，可将保护器串联接于有双源输出的低压电源的接地端，