專利名稱：一種自動(dòng)穩(wěn)壓的調(diào)壓控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于實(shí)驗(yàn)用的電壓調(diào)控儀器，在科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中能對(duì)照度、速度提供一種寬范圍調(diào)節(jié)和自動(dòng)恒定的調(diào)控手段。尤其在有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)以及需要調(diào)節(jié)和恒定控制照度、轉(zhuǎn)速的一切領(lǐng)域中均可采用本實(shí)用新型。
在上述領(lǐng)域中，經(jīng)常要調(diào)節(jié)和恒定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或燈光亮度來(lái)實(shí)施某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。目前實(shí)施這種控制的方式有電子的、機(jī)械的、電子與機(jī)械相結(jié)合的多種現(xiàn)成設(shè)備，但它們幾乎都有技術(shù)復(fù)雜、生產(chǎn)難度大、成本費(fèi)用高的缺點(diǎn)，并且通用性不強(qiáng)。以目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用的電動(dòng)攪拌為例，大部分?jǐn)嚢桦姍C(jī)只具有簡(jiǎn)易的調(diào)速裝置，在實(shí)驗(yàn)過程中由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起攪拌速度不穩(wěn)定，甚至飛車；另一方面，當(dāng)被攪拌的體系粘度增大導(dǎo)致電機(jī)過流發(fā)熱損壞。為避免出現(xiàn)此類事故，實(shí)驗(yàn)人員只好總處于監(jiān)視狀態(tài)。目前所生產(chǎn)的具有穩(wěn)速作用的電動(dòng)攪拌器，其電機(jī)和電路是專門配套設(shè)計(jì)的，沒有通用性，生產(chǎn)成本也高。
本實(shí)用新型采用電子新技術(shù)設(shè)計(jì)而成的具有自動(dòng)穩(wěn)壓的調(diào)壓器，克服了傳統(tǒng)手段生產(chǎn)成本高、沒有通用性的缺點(diǎn)，在一定的使用范圍，其恒壓效果明顯、可靠性高，配用它可使大部分普通電動(dòng)攪拌器具有變速和恒速功能。
本實(shí)用新型采用光阻偶合器件LRC、利用電流－電壓負(fù)反饋原理控制雙向可控硅BCR的導(dǎo)電角而實(shí)現(xiàn)恒壓，其電路組成如附圖
所示。由R1、C1、C2、D1、D2、D3組成電容降壓、二極管半波整流、電容濾波以及穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的交直流變換電路，其特點(diǎn)是直流負(fù)極與交流地線公用而互不干擾，從而簡(jiǎn)化了電路。由于電壓反饋三極管BG取用電流小于5mA，上述直流供電方式可提供較為恒定的直流電壓。穩(wěn)壓二極管D3的恒壓性能對(duì)交流恒壓性能具有重要影響。由R2、R3、C3、C4、R4、R5、LRC(由DL、RL組成)、K、C5、D4組成三時(shí)間常數(shù)移相觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)是高低壓調(diào)節(jié)平滑性好、移相時(shí)間常數(shù)穩(wěn)定性高，可調(diào)范圍寬。當(dāng)K閉合時(shí)，LRC脫離移相網(wǎng)絡(luò)，由R2、R3、C3、R4、R5、C4、C5、D4組成雙時(shí)間常數(shù)移相觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)對(duì)雙向可控硅BCR進(jìn)行導(dǎo)通觸發(fā)，調(diào)節(jié)R2和／或R4使BCR兩端電壓uR在O－u0之間變化，其中u0為電網(wǎng)電壓。此時(shí)即K閉合時(shí)本電路只具備普通調(diào)壓性能。BCR為雙向可控硅功率電子開關(guān)。由C6、R7組成吸收電路、以避免感性負(fù)載時(shí)電壓上升速度過快而使BCR失控。RV為壓敏電阻，對(duì)BCR起過壓保護(hù)作用。由R6、R8、C7、D5、D6、C8、BG、R9、R10、LRC組成電流－電壓負(fù)反饋?zhàn)儞Q電路。其特點(diǎn)在于利用光阻偶合組件LRC的光阻偶合作用完成由于流過R6電流IZ變化引起B(yǎng)CR導(dǎo)電角的負(fù)方向改變，從而實(shí)現(xiàn)恒壓功能。R6為取樣電阻，它將IZ的變化量ΔIZ轉(zhuǎn)換為ΔIZ·R6的反饋電壓變化。R8為反饋量偶合調(diào)整電位器，C7、D5、D6、C8組成倍壓偶合電路。BG為電壓反饋倒相三極管，其β值取決于R6，β值大，R6可選小些，β值最好在150－300之間，R6在1Ω－6Ω之間，R9為BG發(fā)射極電阻，R10一方面作為BG集電極負(fù)載，另一方面兼作LRC組件中DL的限流電阻。本實(shí)用新型的穩(wěn)壓原理如下由輸出插座CZ引出的負(fù)載電壓uZ＝u0－uR－IZ·R6。當(dāng)u0升高或降低，uR、IZ·R6則相應(yīng)降低或升高，則uZ可保持不變或近似不變。如某種原因使u0升高，IZ增大，則IZ·R6增大本身抵消一部分u0的增加，但其數(shù)值較小，不足以完全抵消u0的變化。IZ·R6通過R8、C7、D6偶合到BG的基極，使得BG的集電極－發(fā)射極間電壓uce減小導(dǎo)致流過LRC組件中發(fā)光二極管DL的電流減小，由于DL與RL是按光照偶合關(guān)系制成的，因而DL亮度變小，RL增大。當(dāng)K處于斷開狀態(tài)時(shí)，RL與C5組成的第三級(jí)移相網(wǎng)絡(luò)時(shí)間常數(shù)增大，BCR的導(dǎo)電角變小，uR升高，從而最終大部分或完全抵消了u0的增加，使得uZ保持恒定或近似不變。當(dāng)u0降低時(shí)，通過與上述變化相反方向的偶合最終導(dǎo)致BCR導(dǎo)電角增大，uR減小，同樣使uZ不變或保持近似恒定。調(diào)節(jié)R8使反饋量適當(dāng)，以獲得最佳恒壓效果。改變R2、R4、R10可使負(fù)載電壓uZ在一定范圍變化。本實(shí)用新型負(fù)反饋電路設(shè)計(jì)的另一特點(diǎn)在于具有自動(dòng)過流保護(hù)特性，當(dāng)取樣電阻R6取定某一值時(shí)，由于負(fù)反饋?zhàn)饔秘?fù)載電流增大到一定程度BCR便自動(dòng)減流或完全關(guān)閉。這對(duì)過電流耐受性極差的雙向可控硅器件保護(hù)是很有利的，再加上RV的過壓保護(hù)作用，使得本電路具有高的工作可靠性。過流保護(hù)還可以防止電機(jī)過載。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于所采用的元器件均為常見的阻容元件和晶體管器件，其中LRC組件甚至可以用發(fā)光二極管與光敏電阻自制，因而使得本實(shí)用新型取材生產(chǎn)容易、成本低廉、維修方便。
本實(shí)用新型的一個(gè)最佳實(shí)施例如下附圖電路中主要元器件數(shù)值、型號(hào)如附表1所示，樣機(jī)測(cè)試結(jié)果如附表2所示。
由上說(shuō)明可知，本實(shí)用新型為一種具有自動(dòng)恒定負(fù)載電壓功能的調(diào)壓控制儀器，可廣泛用于電動(dòng)攪拌的恒速調(diào)節(jié)及光照恒定調(diào)節(jié)，具有電路簡(jiǎn)單、取材和生產(chǎn)容易，成本低、通用性強(qiáng)、使用靈活方便、工作可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
表1實(shí)施例元器件數(shù)值、型號(hào)名稱參數(shù)及型號(hào)電阻器R1510K／ 1/2 WR21M／WS－1R3100K／ 1/2 WR4470K／WTH－1(X－2W－A)R52.7K／ 1/2 WR64.7Ω／8WR7120Ω／ 1/2 WR851K／WS－1R910Ω／ 1/8 WR102－6.8K／ 1/8 W電容器C10.47.μ／400VC2220.μ／16VC3、C4、C5、C60.1.μ／250VC747.μ／16VC810.μ／16V二極管D1、D21N4004D32CW111
名稱參數(shù)及型號(hào)D4DB2D5、D61N4000DLLED三極管BG3DG6B光敏電阻RL亮阻＜10K、暗阻＞2M壓敏電阻RVMY－430V雙向可控硅BCRBTAO6600B插座CZ250V／3A表2樣機(jī)功能與指標(biāo)功能指標(biāo)1.可調(diào)交流功率輸出K閉合、0－220V平滑可調(diào)阻性負(fù)載功率300W感性負(fù)載功率150W2.自動(dòng)穩(wěn)壓交流功率輸出K斷開、30－150V平滑可調(diào)阻性負(fù)載功率300W感性負(fù)載功率60－150W電壓穩(wěn)定度 (△uz)/(△u0) ×100％＜8％電壓調(diào)整響應(yīng)時(shí)間不大于1秒3.過流保護(hù)最大輸出限流2A4.工作方式連續(xù)
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)穩(wěn)壓的調(diào)壓控制儀，其特征在于該儀器由保險(xiǎn)管BX，插座CZ、二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、電阻R1-R10、電容C1-C8、光阻偶合組件LRC、雙向可控硅BCR、壓敏電阻RV及三極管BG組成。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)穩(wěn)壓的調(diào)壓控制儀，其特征在于由R1、C1、C2、D1、D2D3組成交直流變換電路，其直流負(fù)極與交流地公用而互不干擾，使電路簡(jiǎn)化。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)穩(wěn)壓的調(diào)壓控制儀，其特征在于由R2、R3、C3、R4、R5、C4、LRC、K、C5組成三時(shí)間常數(shù)移相網(wǎng)絡(luò)，具有高低壓調(diào)節(jié)平滑性能好、移相常穩(wěn)定、可調(diào)范圍寬。
4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)穩(wěn)壓的調(diào)壓控制儀，其特征在于由R6、R8、C7、D5、D6、C8、BG、R9、R10、LRC組成電流一電壓負(fù)反饋?zhàn)儞Q電路，該電路由核心組件光阻偶合器LRC的光偶合作用控制雙向可控硅BCR的導(dǎo)電角，從而實(shí)現(xiàn)恒壓功能。
專利摘要一種實(shí)驗(yàn)用的自動(dòng)穩(wěn)壓調(diào)壓控制儀，屬于電子控制儀器，在科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中能對(duì)速度、照度提供恒定和連續(xù)調(diào)節(jié)的控制。特別在有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)中更適于采用本實(shí)用新型，尤其適于作為電動(dòng)攪拌的恒速調(diào)速裝置。本實(shí)用新型核心部分由光阻偶合組件LRC輔以相應(yīng)的電流-電壓負(fù)反饋電路組成如附圖所示的雙向可控硅觸發(fā)移相時(shí)間常數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路。
文檔編號(hào)G05F1/56GK2045162SQ8822044
公開日1989年9月27日 申請(qǐng)日期1988年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月6日
發(fā)明者唐森 申請(qǐng)人:唐森