專利名稱：超寬范圍交流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自耦變壓器式交流穩(wěn)壓電源。
目前市場銷售的交流穩(wěn)壓器的最低穩(wěn)壓為120V，而適用于家庭的交流穩(wěn)壓器在電網(wǎng)電壓低于150V時一般都無法正常工作。但在我國的許多地區(qū)，特別是一些中小城鎮(zhèn)和廣大的農村，由于電力能源缺乏，使用目前銷售的穩(wěn)壓器往往由于其穩(wěn)壓范圍小而不能滿足要求，且其成本也高。
自耦變壓器由于其原材料省、損耗小、體積小、價格便宜而廣泛地應用于穩(wěn)壓電源上。但由于自耦變壓器原、副邊的電氣聯(lián)系，其升壓比被限制在K＝U2／U1≤(1.5～2)的范圍內，因而其應用也受到了限制。
本實用新型的目的在于提供一種超寬范圍交流穩(wěn)壓電源。
本實用新型的基本原理是當電網(wǎng)電壓小于或大于正常電壓范圍并處于設計所允許的穩(wěn)壓范圍內時，通過開關電路［4］改變自耦變壓器原邊的線圈匝數(shù)而實現(xiàn)自動穩(wěn)壓輸出；當電網(wǎng)電壓處于正常電壓范圍時，電網(wǎng)電壓由開關電路［4］的N點經(jīng)M點直接輸出，與此同時，自耦變壓器［8］脫離電網(wǎng)。通過瞬間接通開關K接通快速啟動電路［11］，使得延時輸出電路立即輸出。當自耦變壓器處于升壓狀態(tài)且輸出線路某處接地短路時，原邊對地電位升高，但由于壓敏保護器［2］、［15］及電流保護器［1］、［13］的作用，使得原邊對地電位被限定在設計所允許的一個常數(shù)值以下，避免了通常的原邊對地電位隨升壓比K＝U2／U1的增加而增加。因而，使得本實用新型的升壓比K≥(1.5～2)，并具有超寬范圍穩(wěn)定交流電壓、快速啟動、防止線電壓、線間雷擊感應電壓的沖擊等特點。


圖1為本實用新型的方框原理圖，它由電流保護器［1］和［13］、壓敏保護器［2］和［15］、開關電路［4］和［11］、自耦變壓器［8］、降壓整流濾波電路［3］、直流穩(wěn)壓電路［5］、直流浮點電壓電路［6］、延時電路［9］、快速啟動電路［10］、取樣電路［7］、電壓比較電路［12］、控制電路［14］組成。上述電流保護器［1］的輸入端A為本交流穩(wěn)壓電源的輸入端，電流保護器［1］的輸出端G點分別接壓敏保護器［2］、開關電路［4］、降壓整流濾波電路［3］的輸入端，開關電路［4］的一輸出端H點接自耦變壓器［8］的輸入端，開關電路［4］的另一輸出端N點接開關電路［11］的輸出端與電流保護器［13］的輸入端之間的M點，自耦變壓器［8］的輸出輸L點與開關電路［11］的一輸入端連接，電流保護器［13］的輸出端B點與壓敏保護器［15］的輸入端連接，并且B點為本交流穩(wěn)壓電源的輸出端，降壓整流濾波電路［3］的輸出端P點分別同直流穩(wěn)壓電路［5］、直流浮點電壓電路［6］、取樣電路［7］的輸入端連接，直流穩(wěn)壓電路［5］的輸出端D點與直流浮點電壓電路［6］的一輸出端并接后再分別接延時電路［9］和快速啟動電路［10］的輸入端，延時電路［9］，快速啟動電路［10］和取樣電路［7］的輸出端均同電壓比較電路［12］的輸入端E點連接，直流浮點電壓電路［6］的另一輸出端C點接電壓比較電路［12］的電源，電壓比較電路的輸出端F點與控制電路［14］的輸入端連接，控制電路［14］的輸出端分別接開關電路［4］和［11］的另一輸入端，開關電路［4］和［11］受控制電路［14］的控制而實現(xiàn)本穩(wěn)壓電源的自動穩(wěn)壓輸出，快速啟動電路［10］的另一輸入端K點為瞬間接通開關。開關電路［4］和［11］為繼電器，也可采用可控硅，或是在開關電路［4］中部分采用電刷以改變自耦變壓器原邊的匝數(shù)。如在開關電路［4］和［11］中采用繼電器時，控制繼電器的三極管的基極在與n個二極管串聯(lián)后接控制信號，以減小繼電器的遲滯現(xiàn)象。直流浮點電壓電路［6］由串聯(lián)電阻R1、R2組成，R1、R2串接后的兩端分別接P點和D點，再由R1、R2之間的C點取出浮點電壓接電壓比較電路［12］的電源，以提高電壓比較精度。壓敏保護器［2］和［15］的壓敏元件為壓敏電阻。電流保護器［1］和［13］為快速熔斷管。降壓整流濾波電路［3］中采用變壓器降壓。
圖2為超寬范圍交流穩(wěn)壓電源實施例電路結構圖。降壓整流濾波電路［3］由降壓變壓器T2、全橋D1～D4、濾波電容C1組成。開關電路［4］和［11］分別由繼電器J1～J3、J5～J7、J4－1和J4－2的常開、常閉觸點電路組成。直流穩(wěn)壓電路［5］由三極管BG8、穩(wěn)壓二極管D5和電阻R1、R2組成。直流浮點電壓電路［6］中R1、R2間C點輸出的浮點電壓為電壓比較器IC1～IC7的電源。取樣電路［7］分別由輸入電壓取樣電阻R5至R15和標準電壓取樣電阻R17、R18組成。延時電路［9］由電阻R19、R22、R23、C2組成?？焖賳与娐罚?0］由R19、R21、R22、R23、C2、瞬間接通開關K組成。R20為延時電路［9］和快速啟動電路［10］的電容C2的放電限流電阻。電壓比較電路［12］由電壓比較器IC1～IC7組成?？刂齐娐罚?4］分別由繼電器J1～J7、三極管BG1～BG7、二極管D1n～D7n和相應的與、非門電路組成。U21為穩(wěn)壓電源的即時輸出端，U22為延時輸出端，U1為穩(wěn)壓電源的輸入端。
當電網(wǎng)電壓高于80V時，本穩(wěn)壓系統(tǒng)已處于正常工作狀態(tài)，IC1～IC5為高電平，IC6為低電平，穩(wěn)壓電源無輸出。當電網(wǎng)電壓為88V≤U1＜114V時，IC1～IC6為高電平，僅有BG1導通，J1常開觸點閉合，且有190V≤U21＜247V。當電網(wǎng)電壓在114V≤U1＜148V時，IC1為低電平，IC2～IC6為高電平，僅有BG2導通，J2常開觸點閉合，且有190V≤U21＜247V。當電網(wǎng)電壓在148V≤U1＜192V時，IC1、IC2為低電平，IC3～IC6為高電平，僅有BG3導通，J3常開角點閉合，且有190V≤U21＜247V。當電網(wǎng)電壓在192V≤U1＜242V時，IC1～IC3為低電平，IC4～IC6為高電平，僅有BG4導通，J4－1常開觸點閉合，J4－2常閉觸點斷開，自耦變壓變［8］與電網(wǎng)脫離，且有U21＝U1，即192V≤U21＜242V。當電網(wǎng)電壓在242V≤U1＜300V時，IC1～IC4為低電平，IC5、IC6為高電平，僅有BG5導通，J5常開觸點閉合，且有195V≤U21<242V。當電網(wǎng)電壓U1≥300V時，IC1～IC5為低電平，IC6為高電平，BG1～BG6均截止，沒有輸出。在延時電路中，當88V≤U1＜300V時，恒有BG6導通，J6常開觸點接通R19對C2充電(為零狀態(tài)響應)，經(jīng)過設定時間(如t＝300S)，IC7由低電平轉為高電平，BG7導通，J7常開觸點閉合，延時輸出端U22接通，且有U22＝U21；在延時過程中，只要接通快速啟動電路的瞬間接通開關K，則R21、R19與電容C2接通，且電容C2的充電過程在瞬間完成，BG7立即導通，J7常開觸點閉合，立即有U22＝U21。只要出現(xiàn)U1＜88V或U1≥300V，則U22與U21均無輸出。
在本實用新型的穩(wěn)壓范圍特別寬(其實施例中從88V到300V間均有正常輸出)，且能防止線電壓、線間雷擊感應電壓的沖擊。因此，特別適合電力能源缺乏的中小城鎮(zhèn)和廣大農村使用。并可采用增加原邊抽頭和繼電器數(shù)量的辦法，減少輸出電壓的變化范圍。
權利要求1.一種自耦變壓器式交流穩(wěn)壓電源，本實用新型的特征在于由電流保護器[1]和[13]、壓敏保護器[2]和[15]、開關電路[4]和[11]、自耦變壓器[8]、降壓整流濾波電路[3]、直流穩(wěn)壓電路[5]、直流浮點電壓電路[6]、延時電路[9]、快速啟動電路[10]、取樣電路[7]、電壓比較電路[12]、控制電路[14]組成；上述電流保護器[1]的輸入端A為本交流穩(wěn)壓電源的輸入端，電流保護器[1]的輸出端G點分別接壓敏保護器[2]、開關電路[4]、降壓整流濾波電路[3]的輸入端，開關電路[4]的一輸出端H點接自耦變壓器[8]的輸入端，開關電路[4]的另一輸出端N點接開關電路[11]的輸出端與電流保護器[13]的輸入端之間的M點，自耦變壓器[8]的輸出端L點與開關電路[11]的一輸入端連接，電流保護器[13]的輸出端B點與壓敏保護器[15]的輸入端連接，并且B點為本交流穩(wěn)壓電源的輸出端，降壓整流濾波電路[3]的輸出端P點分別同直流穩(wěn)壓電路[5]、直流浮點電壓電路[6]、取樣電路[7]的輸入端連接，直流穩(wěn)壓電路[5]的輸出端D點與直流浮點電壓電路[6]的一輸出端并接后再分別接延時電路[9]和快速啟動電路[10]的輸入端，延時電路[9]、快速啟動電路[10]和取樣電路[7]的輸出端均同電壓比較電路[12]的輸入端E點連接，直流浮點電壓電路[6]的另一輸出端C點接電壓比較電路[12]的電源，電壓比較電路的輸出端F點與控制電路[14]的輸入端連接，控制電路[14]的輸出端分別接開關電路[4]和[11]的另一輸入端，開關電路[4]和[11]受控制電路[14]的控制而實現(xiàn)本電源的自動穩(wěn)壓輸出，快速啟動電路[10]的另一輸入端K點為瞬間接通開關。
2.根據(jù)權利要求1所述的電源，其特征在于開關電路［4］和［11］為繼電器，也可采用可控硅，或是在開關電路［4］中部分采用電刷以改變自耦變壓器［8］的原邊線圈匝數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述電源，其特征在于采用繼電器時，控制繼電器的三極管的基極在與n個二極管串聯(lián)后接控制信號。
4.根據(jù)權利要求1所述電源，其特征在于直流浮點電壓電路［6］由串聯(lián)電阻R1、R2組成，R1、R2串接后的兩端分別接P點和D點，再由R1、R2之間的C點取出浮點電壓接電壓比較電路的電源。
5.根據(jù)權利要求1所述電源，其特征在于壓敏保護器［2］和［15］的壓敏元件為壓敏電阻。
6.根據(jù)權利要求1所述電源，其特征在于電流保護器［1］和［13］為快速熔斷管。
7.根據(jù)權利要求1所述電源，其特征在于降壓整流濾波電路［3］中采用變壓器降壓。
8.根據(jù)權利要求1所述電源，其特征在于快速啟動電路［10］的另一輸入端K點為瞬間接通開關。
專利摘要本實用新型是一種超寬范圍交流穩(wěn)壓電源。它由自耦變壓器、電流保護器、壓敏保護器、延時電路、快速啟動電路及降壓整流濾波、直流穩(wěn)壓、直流浮點電壓、取樣、電壓比較、控制電路和開關電路組成。當電網(wǎng)電壓在正常范圍時，自耦變壓器脫離電網(wǎng)，具有節(jié)電的作用；當電網(wǎng)電壓偏離正常范圍時，通過改變自耦變壓器原邊的匝數(shù)，使輸出電壓穩(wěn)定在允許范圍內；并具有超寬范圍穩(wěn)定交流電壓、快速啟動、防止線電壓、線間雷擊感應電壓的沖擊等特點。
文檔編號G05F1/10GK2142212SQ92235398
公開日1993年9月15日 申請日期1992年12月4日 優(yōu)先權日1992年12月4日
發(fā)明者陳洪 申請人:陳洪