專利名稱：全自動多功能家用穩(wěn)壓保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種家電保護(hù)裝置，特別是一種用于電網(wǎng)電壓過壓、欠壓時的自動保護(hù)、自動調(diào)壓、記憶延時起動、冰箱自動循環(huán)工作的全自動多功能家用調(diào)壓保護(hù)器。
為了使家電不受電網(wǎng)電壓的大波動產(chǎn)生危害，目前，大多數(shù)的家用穩(wěn)壓保護(hù)器都采用分立元件設(shè)計，既使部分采用集成電路，但因器件的類別選擇和設(shè)計上的不合理，造成了工作不穩(wěn)定的缺點。另外，千篇一律的固定延時起動，不利于冰箱對食品的保鮮冷藏(尤其是在停電頻繁的場合)，且穩(wěn)壓和保護(hù)特性較差，因此不利于家電實施保護(hù)。
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種性能良好、功能較多、使用方便的全自動家用多功能穩(wěn)壓保護(hù)器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它包括有機(jī)座、上蓋、面板。面板上設(shè)置有電壓表、指示燈、各功能旋鈕、按鍵。機(jī)座上還設(shè)置有一個電路板，電路板上設(shè)置有由自耦變壓器T(在機(jī)座上)、整流器、4IC三端穩(wěn)壓器7809組成的直流電源電路；由集成塊1IC、電阻組成的電壓上限下限基準(zhǔn)值調(diào)壓檢測電路；由集成塊2IC、電阻、二級管、開關(guān)2SB1、2SB2組成的過壓、欠壓保護(hù)檢測和記憶延遲電路；由集成塊3IC單時基555電路、電阻、電容、二極管組成的冰箱自動循環(huán)電路；由三極管、電阻、電容、繼電器組成的繼電器節(jié)能型電路；還有一個控制電路。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有功能多、使用方便、功耗低、性能優(yōu)良等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述。


圖1是本實用新型的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號所表示含義是1.機(jī)座，2電壓表安裝孔，3.面板，4.電壓表，5.電源開關(guān)，6.強制開關(guān)，7.過壓自檢開關(guān)，8.欠壓自檢開關(guān)，9.指示燈，10.循環(huán)工作時間調(diào)整鈕，11.循環(huán)停止時間調(diào)整鈕，12.開關(guān)安裝孔，13.上蓋，14.散熱孔，15.調(diào)整電位器安裝孔，16.指示燈安裝孔，17.電路板，18.快速保險座，19.輸出插座，20.自耦變壓器，21.電源線卡，22.電源進(jìn)線孔。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
從圖2中可知，1IC為CMOS二輸入端四與非門MC4011與電阻1R1、1R2、微調(diào)電阻1VR1、1VR2、組成電壓上限、下限基準(zhǔn)值調(diào)壓檢測。晶體管1VT1、1VT2、電阻1R3、1R4、1R6、1R7、1R8、1R9、LC1、LC2、 1C3、1C4、繼電器1KR1、1KR2、二極管1VD3、 1VD4組成調(diào)壓控制，以上共同組成調(diào)壓電路。圖2中，電阻LR1、LR2與電源電路整流二極管4VD1負(fù)極相接，經(jīng)由1VR1、1VR2中心點A、B端接至1IC的12腳和8腳，1VR1、1VR2的另一端均接地，其中1VR1調(diào)整基準(zhǔn)下限值，1VR2調(diào)整基準(zhǔn)上限值。1R4、1R6的一端分別與1C1、1C2相連，一端并接于1IC的11腳及10腳。1C1、1C2負(fù)極接地，此處起濾波作用。1R4的另一端經(jīng)1R7與1VT2基極相連。1R6一端直接與1VT1基極相連。1R3、1R4和發(fā)光二極管1VD1、1VD2組成調(diào)壓狀態(tài)指示。1VT1、1VT2的發(fā)射極均接地，集電極分別與1VD4、1VD3的正極、1KR1、1KR2一端相連，1KR1、1KR2另一端分別與1C3正極、1R8和1C4正極、1R9相連，1C3、1C4負(fù)極接地，1R8、LR9一端接電源正極。1IC的14腳、13腳、9腳均接至9伏電源的正極，1IC的7腳接地。1R8、1R9為1KR1、1KR2的吸合限流電阻，1C3、1C4為吸合儲能電容，1VD3、1VD4為吸收二極管(以下電路均相同)，當(dāng)電網(wǎng)電壓＞180V時，1IC的12腳為高電平(基準(zhǔn)檢測A端為1)，13腳接于9V電源正極，為高電平，4非門翻轉(zhuǎn)，11腳為低電平，1VT2無偏壓截止，1KR2釋放，常閉觸點接在變壓器T的A點上，輸出為市電狀態(tài)(180V～230V)。當(dāng)電網(wǎng)電壓＜180V時，1IC的12腳變?yōu)榈碗娖?基準(zhǔn)檢測A點為0)，13腳仍為高電平，4非門翻轉(zhuǎn)，11腳為高電平，經(jīng)1C2濾波后，由1R4、1R7送入1VT2基極，1VT2導(dǎo)通，1C4通過1KR2、1VT2對地放電，1KR2吸合，1R9限流后維持1KR2的吸合。常開觸點接于T的B點上，輸出為升壓狀態(tài)(185～220V)。當(dāng)電網(wǎng)電壓＜240V時，1IC的8腳為低電平(基準(zhǔn)電壓B端為0)，9腳接于9V電源正極為高電平，3非門翻轉(zhuǎn)，10腳為高電平，經(jīng)1C1濾波后由1R6送入1VT1基極，1VT1導(dǎo)通，1C3通過1KR1、1VT1地放電，1KR1吸合，1R8限流維持1KR1吸合。常開觸點接于T的O點上，輸出為市電狀態(tài)(180～230V)。當(dāng)電網(wǎng)電壓＞240V時，1LIC的8腳為高電平(基準(zhǔn)電壓B端為1)。9腳仍為高電平，3非門翻轉(zhuǎn)，10腳為低電平，1LVT1失偏壓截止，1KR1釋放，常閉觸點接于T的C點上，輸出為降壓狀態(tài)(210～220V)。電網(wǎng)電壓在150～260V之間時，本實用新型均能將輸出電壓自動調(diào)整在185～225之間。
圖2中，2IC為四電壓比較器LM339，其中三個比較器A1、A2、A3與電阻2R1、2R2、2R3、2R5、2R5、2R6、2R7、2R8、2R13、2R14、2R16、二極管2VD1、2VD2、微調(diào)電阻2VR1、2VR2組成過壓、欠壓自動檢測。電阻2R4、按鍵開關(guān)2SB1組成過壓自檢，2R9、2SB2組成欠壓自檢。2R15、發(fā)光二極管2VD3組成保護(hù)指示。電阻2R11、電容2C1組成記憶延時RC并聯(lián)充放電回路，晶體管2VT、電阻2R17、2R18、電容2C2、二極管2VD4、繼電器2KR組成保護(hù)控制。以上共同組成過壓欠壓保護(hù)、記憶延時電路。
圖2中，2VR1、2VR2一端共同接于電源正極，2VR1另一端與2R1串聯(lián)接地。2VR1中心端串接2R5與2IC的A1的6腳相連。2R2另一端與2VR2串聯(lián)接地，2VR2中心端串聯(lián)2R7接于2IC的A2的5腳。組成過壓、欠壓固定參考電壓的上限值、下限值輸入。2R6、2R8一端通過2R3限流后接于電源電路整流二極管4VD1負(fù)極，2R6、2R8另一端分別接至A1的11腳、A2的4腳，組成過壓、欠壓可變信號電壓輸入。A1的1腳一路通過2R13接電源，另一路通過2VD1接于2R10、2R11、2C1中點上，并通過2R10至A3的9腳，A2的2腳一路通過2R14接于電源，另一路通過2VD2接于2VD1負(fù)極，組成過壓欠壓保護(hù)信號的輸出。A3的8腳通過2R12接地，14腳經(jīng)2R17接至晶體管2VT基極，2R16一端接電源，另一端接于A3的14腳，組成保護(hù)信號記憶延時的受控輸出。2VT發(fā)射極接地，集電極與2KR、2R16串聯(lián)至電源。2C2正極接于2KR、2R16接點上，負(fù)極接地。2R15一端接電源，另一端串接2VD3至A3的14腳，組成保護(hù)、記憶延時的執(zhí)行控制。上述電阻2R13、2R14、2R16為A1、A2、A3上拉電阻，即A內(nèi)部放大器負(fù)載電阻。當(dāng)A截止時，內(nèi)部放大器集射開路，輸出端通過上拉電阻形成高電平；當(dāng)A導(dǎo)通時，內(nèi)部放大器集射形成通路，輸出端通過上拉電阻形成低電平。A1的6腳接固定參考電壓，7腳接可變信號電壓。A2接法正好與A1相反。當(dāng)電網(wǎng)電壓在150～260V之間時，A1的7腳電位＜6腳電位，A2的5腳電位＜4腳電位，符合LM339輸入特性。A1、A2均導(dǎo)通，其輸出端1腳、2腳為低電平，因A3受A1、A2作用，A3的9腳為低電平，與A3的8腳同電位，故A3截止，輸出端14腳為高電平，2VD3熄滅。此時，2VT導(dǎo)通，2C2迅速通過2KR、2VT對地放電，2KR吸合，并通過2R18限流后維持吸合。常開觸點2KR接通插座Z1、Z2的電源。當(dāng)電網(wǎng)電壓＞260時，A1的7腳電位＞6腳電位，A1端截止，1腳輸出高電平，此時A2仍導(dǎo)通，因2VD2作用不影響A2狀態(tài)。此高電平由2VD1送入A3的9腳，因9腳電位＞8腳電位，A3導(dǎo)通，14腳為低電平，2VD3點亮，指示處于保護(hù)狀態(tài)。2VT失偏而截止，2KR釋放，常開觸點2KR切斷Z1、Z2插座電源。當(dāng)電網(wǎng)電壓＜150V時，A2的4腳電位＜5腳電位，A2截止，2腳輸出高電平，此時A1仍導(dǎo)通，因2VD1作用不影響A1狀態(tài)。A3重復(fù)上述工作過程。2KR釋放，常開觸點2KR切斷Z1、Z2插座電源。
圖2中，2R4與2R3相連，通過開關(guān)2SB1接于A1的7腳，組成過壓狀態(tài)自檢。2R9與2R8相連，并通過開關(guān)2SB2接地，組成欠壓狀態(tài)自檢。當(dāng)電網(wǎng)電壓在150～260V之間時，按動2SB1，電壓通過2R4，2SB1進(jìn)入A1的7腳，形成過壓狀態(tài)，此時A1的7腳電位＞6腳電位，符合上述過壓保護(hù)特征。按動2SB2、2R9通過2SB2接地，形成欠壓狀態(tài)，此時，A2的4腳電位＜5腳電位，符合上述欠壓保護(hù)特征。
圖2中，2R11與2C1并聯(lián)，接于2VD1、2VD2、2R10共點上，另一端接地，構(gòu)成記憶延時RC充放電回路。當(dāng)電網(wǎng)停電瞬間，A1、A2迅速截止，電源電路濾波電容4C3上的殘余電荷迅速通過2R13或2R14，2VD1或2VD2對2C1快速充電，因2R11阻值較大，不影響此時對2C1充電。2C1充電結(jié)束后，立即通過與之并聯(lián)的2R11放電。在2C1放電未完之前來電，由于2C1兩端還具有電荷，A3的9腳電位＞8腳電位，A3導(dǎo)通，14腳輸出低電平，2VT截止，2KR釋放，常開觸點切斷插座電源。等2C1放電完畢后，A3的9腳電位≤8腳電位，A3截止，14腳輸出高電平，2VT導(dǎo)通，2KR吸合，常開觸點接通插座電源。2C1放電時間的長短取決于2R18與2C1的值，本實施例RC放電時間常數(shù)t總?cè)?分鐘，即記憶延遲時間＝t總－tT(tT為停電時間)。如停電時間為6分鐘，則記憶延時時間為2分鐘；停電時間為8分鐘，則記憶延遲時間為0；停電時間為1分鐘，則記憶延時時間為7分鐘。以上記憶延時時間等于實際延時時間。實際延時時間過后，方能接通插座電源。當(dāng)電網(wǎng)電壓＜150V或＞260V時，能自動地將輸出電源切斷。當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)到＞150V或＜260V時，能自動地將輸出電源接通。當(dāng)電網(wǎng)停電后，能自動地記憶停電時間，確定恢復(fù)供電后延遲起動的時間，從而對家電實現(xiàn)了保護(hù)。
圖2中，3TC為單時基555電路，與電阻3R1、3R2、3R3、3R4、3R5、3R6、微調(diào)電阻3VR1、3VR2、電容3C1、3C2、3C3、二極管3VD1、3VD2、3VD3、3VD4、晶體管3VT、開關(guān)3SB、繼電器3KR組成自動循環(huán)控制電路。3IC的4腳、8腳共同接電源，1腳接地，5腳通過3C2接地，3C2為抗干擾電容。3R1為3IC的7腳輸入電阻，一端與電源相接，一端與3VD1正極、3VD2負(fù)極連接至3IC的7腳。3VD1負(fù)極、3VD2正極分別與3VR1、3VR2一端相接，3VR1、3VR2中心端分別接至3R2、3R3。3R2、3R3另一端與3C1正極相連并且接于3IC的2腳、6腳構(gòu)成充放電回路，3C1為充放電定時電容。其中，3VR1、3VD1、3R2、3C1為充電回路，3VR2、3VD2、3R3、3C1為放電電路。3IC的3腳一路經(jīng)3R4接至3VT基極，3VT集電極與3KR、3R6串聯(lián)接至電源，3VD4并接在3KR與3R6兩端。3C3正極接于3KR與3R6交接點上，另一端接地。一路經(jīng)3R5、發(fā)光二極管3VD3接地構(gòu)成自動循環(huán)工作指示。3SB并接于3C1兩端，為解除自動循環(huán)狀態(tài)的強制開關(guān)。當(dāng)接通電網(wǎng)電源時，9V電源正極通過3R1、3VR1、3R2對3C1充電，因電容兩端電壓不能突變，在充電初始階段，3IC的2腳電壓＜1／3VCC，3IC的3腳輸出高電平，指示燈3VD3點亮。重復(fù)上述過程，按下開關(guān)3SB，相當(dāng)于對3C1快速放電，并一直得保持下去，3IC的2腳電位為0，則3IC的3腳始終為高電平，自動循環(huán)工作被解除。本實施例自動循環(huán)時間為工作5分鐘，停止20分鐘，如要對以上時間修正，則可通過調(diào)整3VR1、3VR2實現(xiàn)。3VR1為工作時間調(diào)整，3VR2為停止時間調(diào)整。當(dāng)冰箱在制冷情況良好的狀態(tài)下出現(xiàn)不停機(jī)的故障時，可斷開3SB，即可實現(xiàn)對冰箱的自動循環(huán)控制，模擬地替代機(jī)內(nèi)溫度控制器，讓冰箱應(yīng)急使用，其循環(huán)時間可調(diào)。
圖2中，電阻1R8、1R9、2R18、3R6、電容1C3、1C4、2C2、3C3、繼電器1KR1、1KR2、2KR、3KR共同組成四組節(jié)能型繼電器電路。其中，1R8、1R9、2R18、3R6的一端分別與電源相連，另一端分別通過1KR1、1KR2、2KR、3KR接至1VT1、1VT2、2VT、3VT集電極。1C3、1C4、2C2、3C3正極分別接于1R8、1R9、2R18、3R6與1KR1、1KR2、2KR、3KR的接點上，負(fù)極分別均接地。因電磁式繼電器在吸合初期，需要較大電流來保證吸合良好，當(dāng)吸合后，僅需微小電流即可維持吸合。傳統(tǒng)技術(shù)中，當(dāng)繼電器吸合后，吸合電流與維持電流相等，而實際吸合后，僅須吸合初始電流的30％來維持吸合，而70％的電能白白地被浪費掉。本實用新型均采用新型繼電器節(jié)能型電路。以3KR為例，3VT的基極無控制信號時，3VT截止，電源經(jīng)36對電容3C3充電。當(dāng)控制信號輸入至3VT基極，3VT立即導(dǎo)通，3C3通過3KR、3VT對地放電，此放電電流足以使3KR吸合，3KR吸合后，經(jīng)3R6限流后，以較小的電流維持3KR吸合。維持電流的大小取決于3R6的值。一般情況下3R6應(yīng)與3KR線圈直流阻抗相近，這樣能保證正常維持電流。與傳統(tǒng)技術(shù)方式相比可節(jié)約電能50％，又能延長線圈的使用壽命。本節(jié)能型方式的釋放特性優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)方式。
圖2中，T為自耦變壓器，其中初級L1為升壓繞組，L3為降壓繞組。次級L4、L5、L6、二極管4VD1、4VD2、4VD3、電容4C1、4C2、4IC三端穩(wěn)壓器7809共同組成直流電源電路。其中，L6與半波整流管4VD1相接，4C2濾波后的電壓作為自動調(diào)壓的基準(zhǔn)檢測電壓和過、欠壓自動保護(hù)的可變信號電壓。雙繞組L4、L5經(jīng)4VD2、4VD3全波整流，4C1濾波后，一路作為繼電器KR的工作電源，另一路經(jīng)4IC穩(wěn)壓后輸出9V電壓作為1IC、2IC、3IC的工作電源和過、欠壓保護(hù)的固定參考電壓。
圖2中，4R1、4C4為RC串聯(lián)浪涌吸收元件，并接于3KR觸點兩端，以吸收3KR因帶感性負(fù)載。工作在周期性接通或斷開的瞬間所產(chǎn)生的浪涌電流，以保證3KR因帶感性負(fù)載、工作在周期性接通性接通或斷開的瞬間所產(chǎn)生的浪涌電流，以保證3KR觸點的機(jī)械特性良好，延長觸頭的使用壽命。
圖2中，插座Z2為冰箱專用，Z1可供其它家電使用，V為小型交流電壓表，并接于插座兩端，以指示輸出電壓值。4SB為電源開關(guān)，RD為快速熔斷保險作為整機(jī)的過流保護(hù)。
本實用新型可根據(jù)市場需要，將繼電器、自耦變壓器功率改變，可形成系列品種，其功率可從500～3000VA范圍內(nèi)形成系列，以滿足各種家用電器功率的使用。
權(quán)利要求1.一種全自動多功能家用調(diào)壓保護(hù)器，包括有機(jī)座、上蓋、面板，面板上設(shè)置有電壓表、指示燈、各功能旋鈕、按鍵，機(jī)座上還設(shè)置有一個電路板，其特征在于電路板上設(shè)置有由自耦變壓器T、整流器、4IC三端穩(wěn)壓器7809組成的直流電源電路；由集成塊1IC、電阻組成的電壓上限下限基準(zhǔn)值調(diào)壓檢測電路；由集成塊2IC、電阻、二極管、開關(guān)2SB1、2SB2組成的過壓、欠壓保護(hù)檢測和記憶延遲電路；由集成塊3IC單時基555電路、電阻、電容、二極管組成的自動循環(huán)電路；由三極管、電阻、電容、繼電器組成的繼電器節(jié)能型電路；還有一個控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動多功能家用調(diào)壓保護(hù)器，其特征在于上述所說的電壓上限下限基準(zhǔn)值調(diào)壓檢測電路的具體結(jié)構(gòu)是電阻1R1、1R2一端共同接入電源電路整流二極管4VD1負(fù)端，經(jīng)由1VR1、1VR2中心點A、B端接至1IC的12腳和8腳，1VR1、1VR2一端接地，1IC的9腳、13腳、14腳接電源，7腳接地，1IC的10腳通過1R6與1VT1基極相接，11腳通過1R7與1VT2基極相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動多功能家用調(diào)壓保護(hù)器，其特征在于上述所說的過欠壓保護(hù)檢測和記憶延遲電路的具體結(jié)構(gòu)為2VR1、2R2一端接至電源，2VR1另一端與2R1串聯(lián)接地，2VR1中心端連接2R5，接于2IC的A1的6腳、2R2另一端與2VR2串聯(lián)接地，2VR2中心端連接2R7接于2IC的A2的5腳，2R6、2R8一端通過2R3接于二極管4VD1負(fù)極，2R6、2R8另一端分別接至A1的7腳及A2的4腳，A1的1腳和A2的2腳分別通過2VD1、2VD2、2R10接至A3的9腳，A1的上拉電阻2R13、2A2的上拉電阻2R14、A3的上拉電阻2R16一端分別接至A1的1腳、A2的2腳、A3的14腳，另一端與電源相接，A3的9腳通過2R10接至由2R11、2C1并聯(lián)組成的記憶延遲充放電回路，A3的8腳通過2R12接地，2R4與2R3相連，通過2SB1接于A1的7腳，2R9與2R8相連，通過2SB2接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動多功能家用調(diào)壓保護(hù)器，其特征在于上述所說的自動循環(huán)電路的具體結(jié)構(gòu)為3IC的4腳、8腳及3R1共同接于電源，1腳接地，5腳通過3I2接地，3R1另一端與3VD1正極、3VD2負(fù)極連接至3IC的7腳；3VD1負(fù)極、3D2正極分別與3VR1、3VR2的一端相接，3VR1、3VR2中心端分別接至3R2、3R3一端，3R2、3R3的另一端與3C1正極連接且同時與3IC的2腳及6腳相接；3SB與3C1并聯(lián)接地；3VD1、3VR1、3R2、3C1構(gòu)成充電回路，3VR2、3VD2、3R3、3C1構(gòu)成放電回路，3IC的3腳為控制信號輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動多功能家用調(diào)壓保護(hù)器，其特征在于上述所說的繼電器節(jié)能型電路的具體結(jié)構(gòu)為1R8、1R9、2R18、3R6的一端分別與電源相連，另一端分別通過1KR1、1KR2、2KR、3KR接至1VT1、1VT2、2VT、3VT集電極；1C3、1C4、2C2、3C3正極分別接于1R8、1R9、2R18、3R6與1KR1、1KR2、2KR、3KR的接點上，負(fù)極均接地。
專利摘要一種全自動多功能家用調(diào)壓保護(hù)器，包括有機(jī)座、上蓋、面板，面板上設(shè)置有電壓表、指示燈、功能旋鈕、按鍵。機(jī)座上還設(shè)置有電路板，其上設(shè)置有電源電路、過欠壓保護(hù)檢測和記憶延遲電路、冰箱自動循環(huán)電路、繼電器節(jié)能型電路。本實用新型功能多，使用方便、功耗低、性能優(yōu)良，廣泛用于對家用電器的保護(hù)。
文檔編號G05F1/20GK2136490SQ9223611
公開日1993年6月16日 申請日期1992年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月30日
發(fā)明者鄭南平 申請人:鄭南平