带保护电路的新型电源插座
实际生活中，由于拔插电源插头不慎触及到插头的金属部分，造成人身伤害或受到电击的事故时有发生，为了保证用电安全，我们在原先的电源插头与插座之间制作了一个控制电路，能够在人手接近插座(约5cm～6cm处)时，自动断开插座的内部电源，而在人手离开插座后，又自动恢复插座内部的电源连接，无需人做任何操作，简单方便而实用，可以说它是一种具有“傻瓜型”安全保护功能的新型电源插座。该插座的原理框图如图1所示。
图1 插座原理框图
工作原理
安全电源插座的电路原理图如图2所示。平时，结型场效应管(在一块n型(或p型)半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的p型区(或n型区)，就形成两个不对称的pn结。把两个p区(或n区)并联在一起，引出一个电极，称为栅极(g)，在n型(或p型)半导体的两端各引出一个电极，分别称为源极(s)和漏极(d)。夹在两个pn结中间的n区(或p区)是电流的通道，称为导电沟道(简称沟道))vt1处于零偏状态，其漏、源之间的电阻较小，与漏极d相连的集成运算放大器ic(电压比较器工作方式)的同相输入端v+电位也较低。将反相输入端v-电位用电位器(既可作三端元件使用也可作二端元件使用)rp1调至稍高于v+，这样，v+
图2 安全电源插座的电路原理图
当拔插电源插头(指用电设备，见图1右侧部分)时，场效应管(field effect transistor缩写(fet)简称场效应管。由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件)栅极g就会首先感应到人体的电信号，这时漏、源之间的电阻值增大，使v+>v-，运放输出端vo由0变为1，vt2导通，继电器k立即吸合，两组动片均与常开点相连，而使常闭点连接的电源插座处于断电状态，电源指示灯led熄灭。这样，即使人手触及到插头的金属部分也不会触电。c3作用为缓冲杂波干扰和积累一定的势垒电压，以提高继电器k吸合时的灵敏度。当插头插好，人手离开插座以后，场效应管感应不到人体的电信号(或感受度不够)，电路就又恢复到正常工作状态，继电器(一种当输入量(电、磁、声、光、热，又称激励量)达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件)重新释放，动片连接的外电源及零线再次提供给常闭接点连接的电源插座。
元器件的选择及制作
场效应管vt1选用3dj6或3dj7，栅极g可焊接一个面积约1cm 的薄金属片，以增加感应效果。
直流继电器k 应选用两组触点的，且触点额定负载应≥220v/3a为好，以满足一般电器需要。
其他元器件参数可参见图中标示。
本例中，场效应管漏极d电位即v+平时约0.8v，v-约1.8v，而感应距离(继电器k吸合)在5cm～6cm。
由于场效应管是靠导电沟道的宽窄来控制电流大小的，易受环境(噪声、温度等)影响，在漏、源之间并联上一只电容c2后，可以使漏极电压的脉动成分减小，以提高它的稳定性。
实测中，应根据感应距离(手为被感应源，继电器k吸合为标志)仔细调节v-电位(改变电位器rp1的滑动端位置)，做到既能使继电器k稳定吸合，又不要过于灵敏而产生颤动为宜(大约在6cm～7cm)。
场效应管的位置，应尽量远离其他元器件，避免或减少电磁干扰，应将其置于边侧或上方为好，并确保插头在距离插座5cm～6cm时，继电器k的可靠吸合。
正常工作时， 整机电流约10ma～15ma左右。
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图1 插座原理框图
工作原理
安全电源插座的电路原理图如图2所示。平时，结型场效应管(在一块n型(或p型)半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的p型区(或n型区)，就形成两个不对称的pn结。把两个p区(或n区)并联在一起，引出一个电极，称为栅极(g)，在n型(或p型)半导体的两端各引出一个电极，分别称为源极(s)和漏极(d)。夹在两个pn结中间的n区(或p区)是电流的通道，称为导电沟道(简称沟道))vt1处于零偏状态，其漏、源之间的电阻较小，与漏极d相连的集成运算放大器ic(电压比较器工作方式)的同相输入端v+电位也较低。将反相输入端v-电位用电位器(既可作三端元件使用也可作二端元件使用)rp1调至稍高于v+，这样，v+
图2 安全电源插座的电路原理图
当拔插电源插头(指用电设备，见图1右侧部分)时，场效应管(field effect transistor缩写(fet)简称场效应管。由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件)栅极g就会首先感应到人体的电信号，这时漏、源之间的电阻值增大，使v+>v-，运放输出端vo由0变为1，vt2导通，继电器k立即吸合，两组动片均与常开点相连，而使常闭点连接的电源插座处于断电状态，电源指示灯led熄灭。这样，即使人手触及到插头的金属部分也不会触电。c3作用为缓冲杂波干扰和积累一定的势垒电压，以提高继电器k吸合时的灵敏度。当插头插好，人手离开插座以后，场效应管感应不到人体的电信号(或感受度不够)，电路就又恢复到正常工作状态，继电器(一种当输入量(电、磁、声、光、热，又称激励量)达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件)重新释放，动片连接的外电源及零线再次提供给常闭接点连接的电源插座。
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直流继电器k 应选用两组触点的，且触点额定负载应≥220v/3a为好，以满足一般电器需要。
其他元器件参数可参见图中标示。
本例中，场效应管漏极d电位即v+平时约0.8v，v-约1.8v，而感应距离(继电器k吸合)在5cm～6cm。
由于场效应管是靠导电沟道的宽窄来控制电流大小的，易受环境(噪声、温度等)影响，在漏、源之间并联上一只电容c2后，可以使漏极电压的脉动成分减小，以提高它的稳定性。
实测中，应根据感应距离(手为被感应源，继电器k吸合为标志)仔细调节v-电位(改变电位器rp1的滑动端位置)，做到既能使继电器k稳定吸合，又不要过于灵敏而产生颤动为宜(大约在6cm～7cm)。
场效应管的位置，应尽量远离其他元器件，避免或减少电磁干扰，应将其置于边侧或上方为好，并确保插头在距离插座5cm～6cm时，继电器k的可靠吸合。
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