本实用新型属于电路保护技术领域，具体涉及一种教学实验设备过载保护电路。
背景技术：
电工电子实验设备作为实践教学的重要工具，已经在高等院校、职校、职业技术学院等高校有了广泛的应用。但是由于设备老化、人员操作不规范等原因，设备在使用过程中也慢慢的显示出了部分弊端，例如，学生在操作实验时，有时会由于误操作，造成设备发生过载短路等情况，如果没有保护措施，数学设备很快就会损坏，需要进行维修或更换。目前，学校使用的电工电子实验设备基本上都设有短路和过载保护电路，但是该种方式通常是通过保险丝来实现的，该方法虽然具有线路简单、安装方便等优点，但是当发生过载事故时需要进行频繁的更换保险丝，更换成本较高。此外，该方法缺少相应的过载提醒电路，在发生过载事故时无法及时的获悉过载事故，从而造成检修时间的延误。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种教学实验设备过载保护电路，在试验设备过载时通过声光报警的方式进行过载保护，具有成本低、安全性能高等优点。
为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种教学实验设备过载保护电路,包括电阻r1，电阻r1的一端连接整流桥br1的第1引脚、继电器k1的公共触点端，继电器k1的常闭触点端连接用电设备的正极端，用电设备的负极端连接交流电源ac1的n端；
电阻r1的另一端连接交流电源ac1的l端、整流桥br1的第3引脚，整流桥br1的第2引脚连接光电耦合器u1的光耦二极管的阳极端，光耦二极管的阴极端连接整流桥br1的第4引脚，光电耦合器u1的光耦三极管的集电极端连接开关按钮s1的一端、单向可控硅q1的阳极端，开关按钮s1的另一端连接直流电源vcc端，单向可控硅q1的门极端连接光电耦合器u1的光耦三极管的发射极端，单向可控硅q1的阴极端连接电阻r2、电阻r3、继电器k1线圈的一端、二极管d1的阴极端，电阻r2的另一端连接蜂鸣器ls1的一端，蜂鸣器ls1的另一端连接gnd端、红色发光二极管l1的阴极端、二极管d1的阳极端和继电器k1线圈的另一端，红色发光二极管l1的阳极端和电阻r3另一端连接。
所述的直流电源vcc为6v,蜂鸣器ls1为有源蜂鸣器，工作电压为3.3v。
所述的继电器k1为5脚继电器，产品型号为srd-05vdc-sl-c，供电电压为5v。
所述的光电耦合器u1的型号为pc817，单向可控硅q1的型号为2n1595，二极管d1为整流二极管，型号为in4005。
所述的电阻r1为高精度采样电阻，阻值大小为1.4v/用电设备的最大电流。
所述的电阻r2、r3分别为200ω、300ω。
本实用新型的有益效果：
1、通过采样电阻r1实现过载检测，发生过载事故时，能够及时的通过继电器k1切断供电电源输入，相比较传统更换保险丝的工作方式，检测成本低，工作效率高。
2、通过有源蜂鸣器ls1、红色发光二极管l1声光报警的方式进行过载提醒，从而能够快速提醒用户在过载时及时的进行事故处理，避免过载事故对用电设备造成损坏。
3、电路具有线路结构简单、可靠性高、成本低、可重复利用等优点。
附图说明
图1为本实用新型的电路示意图。
图2为用电设备正常工作时的电流流向示意图。
图3为用电设备发生过载事故时，单向可控硅触发时的瞬间电流流向示意图。
图4为用电设备发生过载事故时，单向可控硅触发后未关断时的瞬间电流流向示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
参照图1，一种教学实验设备过载保护电路,包括电阻r1，电阻r1的一端连接整流桥br1的第1引脚、继电器k1的公共触点端，继电器k1的常闭触点端连接用电设备的正极端，用电设备的负极端连接交流电源ac1的n端；
电阻r1的另一端连接交流电源ac1的l端、整流桥br1的第3引脚，整流桥br1的第2引脚连接光电耦合器u1的光耦二极管的阳极端，光耦二极管的阴极端连接整流桥br1的第4引脚，光电耦合器u1的光耦三极管的集电极端连接开关按钮s1的一端、单向可控硅q1的阳极端，开关按钮s1的另一端连接直流电源vcc端，单向可控硅q1的门极端连接光电耦合器u1的光耦三极管的发射极端，单向可控硅q1的阴极端连接电阻r2、电阻r3、继电器k1线圈的一端、二极管d1的阴极端，电阻r2的另一端连接蜂鸣器ls1的一端，蜂鸣器ls1的另一端连接gnd端、红色发光二极管l1的阴极端、二极管d1的阳极端和继电器k1线圈的另一端，红色发光二极管l1的阳极端和电阻r3另一端连接。
所述的直流电源vcc为6v,蜂鸣器ls1为有源蜂鸣器，工作电压为3.3v。
所述的继电器k1为5脚继电器，产品型号为srd-05vdc-sl-c，供电电压为5v。
所述的光电耦合器u1的型号为pc817，单向可控硅q1的型号为2n1595，二极管d1为整流二极管，型号为in4005。
所述的电阻r1为高精度采样电阻，阻值大小为1.4v/用电设备的最大电流。
所述的电阻r2、r3分别为200ω、300ω。
本实用新型的工作原理为：
如图1、图2所示，当接通交流电源ac1，按下开关按钮s1，用电设备正常工作时，电阻r1进行电流采样，此时电阻r1两端电压小于1.4v(经过整流桥整流后光电耦合器u1的光耦二极管两端电压小于1.2v)，由于光电耦合器u1的最低导通电压为1.2v，此时光电耦合器u1的光耦二极管不导通，使得光耦三极管停止导通，继电器k1线圈无电流通过，开关保持在常闭触点端，此时电流从交流电源ac1的l端流经电阻r1、继电器k1常闭触点和用电设备后流入交流电源ac1的n端，从而为用电设备提供电源输入，用电设备正常工作。
如图1、图3所示，当输入电流过大发生过载事故时，由于电阻r1两端电压大于1.4v，光电耦合器u1的光耦二极管两端电压大于1.2v，此时光电耦合器u1的光耦二极管导通，从而使得光电耦合器u1的光耦三极管也导通，此时电流从直流电源vcc端流经光耦三极管后流入单向可控硅q1的门极端(经过光耦三极管分压后门极端电压大约为4.8v)，此时单向可控硅q1导通，电流从直流电源vcc端流经单向可控硅q1后分流成三路，一路电流流经电阻r2、蜂鸣器ls1后流入gnd端，一路电流流经电阻r3、红色发光二极管l1后流入gnd端，另有一路电流流经继电器k1线圈后流入gnd端，由于此时继电器线圈两端电压大约为5v左右，继电器线圈得电，使得常开触点得电，常闭触点失电，开关吸合在常开触点端。切断了交流电源ac1的输入，用电设备停止工作。同时，由于蜂鸣器ls1、红色发光二极管l1有电流流过，蜂鸣器ls1进行鸣叫，红色发光二极管l1进行发光，通过声光报警的方式提醒用户发生过载事故，从而让用户及时的进行事故处理。
如图1、图4所示，交流电源ac1的电源停止电源输入后，电阻r1两端没有电压输出，光电耦合器u1的光耦二极管关断，光耦三极管关断，由于单向可控硅q1的关断特性，单向可控硅q1继续保持开通状态，因而使得继电器k1继续吸合，红色发光二极管l1继续发光，蜂鸣器ls1继续鸣叫，当断开交流电源ac1，按起开关按钮s1，单向可控硅q1停止导通，继电器k1线圈失电，继电器常开触点失电，使得继电器开关回复到常闭触点端，同时由于蜂鸣器ls1、红色发光二极管l1没有电流流过，蜂鸣器ls1停止鸣叫，红色发光二极管l1停止发光。过载故障排除后，接通交流电源ac1，按下开关按钮s1后，就可进行下一次过载保护。本实用新型具有成本低、操作便捷、可重复利用等优点。
1.一种教学实验设备过载保护电路,其特征在于：包括电阻r1，电阻r1的一端连接整流桥br1的第1引脚、继电器k1的公共触点端，继电器k1的常闭触点端连接用电设备的正极端，用电设备的负极端连接交流电源ac1的n端；
电阻r1的另一端连接交流电源ac1的l端、整流桥br1的第3引脚，整流桥br1的第2引脚连接光电耦合器u1的光耦二极管的阳极端，光耦二极管的阴极端连接整流桥br1的第4引脚，光电耦合器u1的光耦三极管的集电极端连接开关按钮s1的一端、单向可控硅q1的阳极端，开关按钮s1的另一端连接直流电源vcc端，单向可控硅q1的门极端连接光电耦合器u1的光耦三极管的发射极端，单向可控硅q1的阴极端连接电阻r2、电阻r3、继电器k1线圈的一端、二极管d1的阴极端，电阻r2的另一端连接蜂鸣器ls1的一端，蜂鸣器ls1的另一端连接gnd端、红色发光二极管l1的阴极端、二极管d1的阳极端和继电器k1线圈的另一端，红色发光二极管l1的阳极端和电阻r3另一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种教学实验设备过载保护电路,其特征在于：所述的直流电源vcc为6v,蜂鸣器ls1为有源蜂鸣器，工作电压为3.3v。
3.根据权利要求1所述的一种教学实验设备过载保护电路,其特征在于：所述的继电器k1为5脚继电器，产品型号为srd-05vdc-sl-c，供电电压为5v。
4.根据权利要求1所述的一种教学实验设备过载保护电路,其特征在于：所述的光电耦合器u1的型号为pc817，单向可控硅q1的型号为2n1595，二极管d1为整流二极管，型号为in4005。
5.根据权利要求1所述的一种教学实验设备过载保护电路,其特征在于：所述的电阻r1为高精度采样电阻，阻值大小为1.4v/用电设备的最大电流。
6.根据权利要求1所述的一种教学实验设备过载保护电路,其特征在于：所述的电阻r2、r3分别为200ω、300ω。
技术总结