專利名稱：耐高壓低耗智能延時(shí)交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流穩(wěn)壓器，特別是一種耐高壓智能延時(shí)交流穩(wěn)壓器。
目前市場上由繼電器切換變壓器抽頭進(jìn)行調(diào)壓的交流穩(wěn)壓器，是由外殼、調(diào)壓部件、執(zhí)行部件、和設(shè)置在控制電路板上的直流穩(wěn)壓電源、直流串聯(lián)穩(wěn)壓部件、基準(zhǔn)電壓部件、電壓輸入采樣部件、比較放大部件、延時(shí)部件組成。這種交流穩(wěn)壓器正進(jìn)入家用市場，而它的輸入電壓最高僅為260～270V，再高就自身難保了。有時(shí)由于線路故障，380V電壓誤入家庭，會(huì)造成一片地區(qū)家用電器被損壞。為了避免壓縮機(jī)為主要部件的用電設(shè)備，因瞬間停電而造成重負(fù)荷起動(dòng)，即堵轉(zhuǎn)，都設(shè)有延時(shí)啟動(dòng)部件。但如果不分各種情況，一律從電網(wǎng)來電時(shí)起延時(shí)5分鐘啟動(dòng)，則會(huì)在許多情況下產(chǎn)生不必要的延時(shí)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種在電網(wǎng)電壓偏高或偏低時(shí)，能自動(dòng)進(jìn)行降壓或升高，在電壓超出電器工作電壓范圍時(shí)，能自動(dòng)關(guān)斷電器電源，電網(wǎng)電壓恢復(fù)到電器工作電壓范圍時(shí)，又能自動(dòng)恢復(fù)供電的交流穩(wěn)壓器，并能長時(shí)間承受380V交流電壓，并具有智能延時(shí)功能。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的耐高壓直流穩(wěn)壓電源是由電容降壓電路、整流濾波電路、電壓取樣電路、比較放大電路、并聯(lián)型電壓調(diào)整電路組成；電容降壓電路把輸入的交流市電通過電容降壓，并通過調(diào)壓部件的控制，輸入整流濾波電路進(jìn)行整流濾波，輸出直流電壓給并聯(lián)型電壓調(diào)整電路，并由電壓取樣電路取樣，輸入比較放大電路，與基準(zhǔn)電壓部件輸入的電壓信號(hào)作比較并放大，輸入并聯(lián)型電壓調(diào)整電路作并聯(lián)型電壓調(diào)整，使輸出電壓穩(wěn)定。智能延時(shí)部件是由短延時(shí)電路、簡易穩(wěn)壓電路、長延時(shí)電路、電壓比較放大輸出電路、狀態(tài)指示電路組成。短延時(shí)電路的電壓信號(hào)輸入電壓比較放大輸出電路，短延時(shí)電路能被比較放大部件送來的信號(hào)觸發(fā)而降低輸出的電壓信號(hào)，簡易穩(wěn)壓電路用以提高長延時(shí)電路的電壓，長延時(shí)電路的電壓信號(hào)輸入電壓比較放大輸出電路，開關(guān)K可控制其延時(shí)狀態(tài)，電壓比較放大輸出電路把輸入的電壓信號(hào)作比較放大，分四路輸出控制執(zhí)行部件的工作狀態(tài)；控制狀態(tài)指示電路指示智能延時(shí)部件的工作狀態(tài)；給短延時(shí)電路充電；給長延時(shí)電路充電，為延時(shí)作準(zhǔn)備。耐高壓直流穩(wěn)壓電源也可以由電容降壓電路、兩個(gè)整流濾波電路、電壓取樣電路、兩個(gè)比較放大電路、并聯(lián)型電壓調(diào)整電路、串聯(lián)型電壓調(diào)整電路組成。電容降壓電路把輸入的交流市電通過電容降壓，輸入整流濾波電路進(jìn)行整流濾波，輸出直流電壓 ，由電壓取樣電路取樣，分別輸入兩個(gè)比較放大電路，與基準(zhǔn)電壓部件輸入的電壓信號(hào)分別作比較并放大，一個(gè)比較放大電路輸入并聯(lián)型電壓調(diào)整電路作并聯(lián)型電壓調(diào)整，使輸出電壓穩(wěn)定，由調(diào)壓部件輸出的交流電，經(jīng)另一個(gè)整流濾波電路進(jìn)行整流濾波，輸出直流電，與另一個(gè)比較放大電路的電壓信號(hào)一起，輸入串聯(lián)型電壓調(diào)整電路作串聯(lián)電壓調(diào)整，使輸出電壓穩(wěn)定。這里的電壓取樣電路、兩個(gè)比較放大電路、與基準(zhǔn)電壓部件一起組成一個(gè)特殊的取樣比較放大裝置，保證了并聯(lián)型電壓調(diào)整電路與串聯(lián)型電壓調(diào)整電路不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。
本實(shí)用新型的基本特點(diǎn)如下1.有7種工作狀態(tài)二檔升壓、一檔降壓、一檔直通、一檔過壓關(guān)斷、一檔欠壓關(guān)斷、一檔延時(shí)關(guān)斷。二檔升壓對(duì)電壓偏低較大的地區(qū)特別實(shí)用。
2。繼電器切換跳變點(diǎn)有一定的回差特性，以避免輸入電壓在跳變點(diǎn)附近波動(dòng)時(shí)，使繼電器來回頻繁跳動(dòng)。
3.電容降壓電路能承受500V交流波動(dòng)電壓和能長時(shí)間承受380V交流電壓。因在過壓情況下，穩(wěn)壓器輸出早已關(guān)斷，而控制電路仍處于工作狀態(tài)，當(dāng)電壓回落到可調(diào)壓范圍時(shí)，能自動(dòng)恢復(fù)輸出。
4.穩(wěn)壓器效率高，功耗小。在不同工作狀態(tài)下，穩(wěn)壓器的功耗不一樣，因在大多數(shù)時(shí)間里總是處于直通狀態(tài)，而在直通狀態(tài)下，調(diào)壓變壓器脫離工作狀態(tài)，沒有損耗，所以功耗很低。
5.具有智能延時(shí)功能。當(dāng)因過壓、欠壓關(guān)斷輸出，或斷電后即進(jìn)入5分鐘延時(shí)狀態(tài)。在這5分鐘內(nèi)，不管電網(wǎng)電壓處于何種狀態(tài)，如過壓、欠壓、偏高、偏低、正常、斷電、或幾種狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換，都不影響設(shè)定的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)結(jié)束后①如雖電網(wǎng)有電，但電壓仍不是電器工作電壓范圍(過壓或欠壓)，則穩(wěn)壓器處于等待狀態(tài)，一旦到了電器工作電壓范圍，則穩(wěn)壓器進(jìn)行短延時(shí)十幾秒后開通。②如電網(wǎng)無電則等來電以后再延時(shí)十幾秒再開通。這十幾秒的延時(shí)，能使穩(wěn)壓器有時(shí)間建立起正常的工作電壓，特別是電壓輸入采樣電路，需經(jīng)過濾波，有較大的時(shí)間常數(shù)。否則在采樣電壓上升過程中，穩(wěn)壓器會(huì)得到一個(gè)電壓偏低的誤信號(hào)，產(chǎn)生誤動(dòng)作。③如電網(wǎng)電壓正常，或電壓處在偏高、偏低范圍內(nèi)，則立即開通。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的立體圖；圖2是圖1的剖視圖；圖3是本實(shí)用新型的原理框圖；圖4是圖3的電路圖。
參照?qǐng)D1，穩(wěn)壓器外殼上設(shè)置了一只輸出電壓表V；一只開關(guān)開是長延時(shí)，關(guān)是短延時(shí)；和發(fā)光二極管D11、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D27。
參照?qǐng)D2，穩(wěn)壓器的底座上布置的是調(diào)壓部件1和執(zhí)行部件8的調(diào)壓變壓器B、繼電器J1、J2、J3，耐高壓直流穩(wěn)壓電源的耐壓500V的電容C1、耐壓300V的電容C10，和控制電路板9，該板上設(shè)置了耐高壓直流穩(wěn)壓電源2、直流串聯(lián)穩(wěn)壓部件3、基準(zhǔn)電壓部件4、電壓輸入采樣部件5、比較放大部件6、智能延時(shí)部件7。
參照?qǐng)D3、圖4，調(diào)壓部件1由調(diào)壓變壓器B、輸出電壓表V、繼電器觸頭J1－1、J1－2、J2－1、J2－2、J3－1、J3－2組成。電網(wǎng)輸入電壓Uin與耐高壓交流穩(wěn)壓器所具有的功能即輸出電壓Uout情況如表所述。二次升壓時(shí)，使調(diào)壓變壓器B有足夠的升壓比；一次
升壓時(shí)，保持合適的升壓比；直通時(shí)調(diào)壓變壓器B不工作；降壓時(shí)保持合適的降壓比；欠壓、過壓、延時(shí)時(shí)輸出關(guān)斷。耐高壓直流穩(wěn)壓電源2是由電容C1、C10、電阻R1、R35構(gòu)成的電容降壓電路，二極管D1～4、電容C2構(gòu)成的整流濾波電路，可調(diào)電阻W1、電阻R2、R3構(gòu)成的電壓取樣電路，三極管BG3構(gòu)成的比較放大電路，三極管BG4、BG5、電阻R4、R5、二極管D10構(gòu)成的并聯(lián)型電壓調(diào)整電路組成，如圖4a中的耐高壓直流穩(wěn)壓電源2。在升壓、直通、降壓工作狀態(tài)時(shí)，輸入電壓Uin經(jīng)電容C1、C10并聯(lián)降壓，二極管D1～4橋式整流，電容C2濾波成為直流電。由可調(diào)電阻W1、電阻R2、R3分壓取樣，三極管BG3把取樣信號(hào)與基準(zhǔn)電壓作比較放大，推動(dòng)三極管BG4、BG5組成的復(fù)合管，作并聯(lián)型穩(wěn)壓調(diào)整，使電容C2上的電壓成為穩(wěn)定的電壓。這個(gè)電壓提供給繼電器J1、J2、J3和直流串聯(lián)穩(wěn)壓部件3工作。BX1、BX2是保險(xiǎn)絲。平時(shí)二極管D10不導(dǎo)通，如機(jī)器故障導(dǎo)致C2電壓上升，則穩(wěn)壓二極管D10導(dǎo)通，經(jīng)三極管BG5放大，限制電容C2上的電壓升高。電容C1、C10并聯(lián)后在一次升壓狀態(tài)時(shí)，應(yīng)能滿足繼電器J1、J2、J3都吸合時(shí)的工作電流，并使電容C2上的電壓不下降。耐高壓直流穩(wěn)壓電源2也可以是由電容C1、電阻R1構(gòu)成的電容降壓電路，二極管D1～4、電容C2構(gòu)成的整流濾波電路，可調(diào)電阻W1、電阻R2、R3構(gòu)成的電壓取樣電路，三極管BG3構(gòu)成的比較放大電路，三極管BG4、BG5電阻R4、R5、二極管D10構(gòu)成的并聯(lián)型電壓調(diào)整電路，二極管D5～8、電容C3構(gòu)成的整流濾波電路，三極管BG2構(gòu)成的比較放大電路，三極管BG1、二極管D9構(gòu)成的串聯(lián)型電壓調(diào)整電路組成，如圖4b中的耐高壓直流穩(wěn)壓電源2。這與前面所述的耐高壓直流穩(wěn)壓電源2的不同工作狀態(tài)有①輸入電壓Uin經(jīng)電容C1降壓，降壓的工作電流較小，只能滿足在輸出關(guān)斷和直通狀態(tài)下的工作電流，即只能供給控制電路和一只繼電器工作。這時(shí)因變壓器B不工作，無電壓輸出。②電容C3經(jīng)二極管D9、三極管BG1的基－集電極充上了稍低于電容C2的電壓，三極管BG1、BG2處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)穩(wěn)壓器跳變到升、降壓狀態(tài)時(shí)，除繼電器J3外，繼電器J1、J2也有一只或二只吸合，剛吸合時(shí)由大容量的電容C2提供工作電流。這時(shí)超過了電容C1所能提供的工作電流，所以電容C2上的電壓開始下降。這時(shí)因繼電器J1或J2已投入工作，變壓器B進(jìn)入工作狀態(tài)，輸出交流電壓，經(jīng)二極管D5～8橋式整流后，使電容C3上電壓迅速上升。隨著電容C2上電壓的下降，三極管BG3退出放大區(qū)進(jìn)入截止區(qū)，三極管BG4、BG5也截止。電容C2上的電壓繼續(xù)下降，三極管BG2由截止進(jìn)入放大狀態(tài)，三極管BG1也進(jìn)入放大狀態(tài)，給電容C2提供電流，使其電壓不再下降，而進(jìn)入另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。直流串聯(lián)穩(wěn)壓部件3是由可調(diào)電阻W2、電阻R7、R8、電容C4構(gòu)成的取樣電路，三極管BG6構(gòu)成的比較放大電路，三極管BG7、電阻R6構(gòu)成的串聯(lián)型電壓調(diào)整電路，電容C5構(gòu)成的濾波電路組成，給基準(zhǔn)電壓部件4、比較放大部件6、智能延時(shí)部件7提供工作電源。基準(zhǔn)電壓部件4是由電阻R9、二極管D11～13組成，其基準(zhǔn)電壓分別輸出到耐高壓直流穩(wěn)壓電源2、直流串聯(lián)穩(wěn)壓部件3、比較放大部件6，作為參考標(biāo)準(zhǔn)。電壓輸入采樣部件5是由二極管D14構(gòu)成的半波整流電路，電阻R10、R11構(gòu)成的串聯(lián)降壓電路，電阻R12、電容C6、C7構(gòu)成的濾波電路，可調(diào)電阻W3～7、電阻R13構(gòu)成的分壓電路，二極管D15構(gòu)成的保護(hù)電路組成，將分壓后的信號(hào)送入比較放大電路6。比較放大部件6是由運(yùn)算放大器IC1～5、電阻R14～25、二極管D16～24、三極管BG8～10組成。它將電壓輸入采樣部件5輸入的電壓信號(hào)，與基準(zhǔn)電壓部件4輸入的標(biāo)準(zhǔn)電壓一起由運(yùn)算放大器IC1～5進(jìn)行比較輸出信號(hào)再經(jīng)放大后去推動(dòng)繼電器J工作。電阻R15、R16、R18、R19、R23分別是各運(yùn)算放大器的反饋電阻，使運(yùn)算放大器產(chǎn)生回差特性?，F(xiàn)將穩(wěn)壓器工作狀態(tài)原理敘述如下①直通時(shí)，運(yùn)算放大器IC1～5都輸出低電位，繼電器J1、J2都處釋放狀態(tài)，繼電器J3處吸合狀態(tài)，二極管D19經(jīng)電阻R22限流發(fā)光指示直通狀態(tài)。②一次升壓時(shí)，運(yùn)算放大器IC3輸出高電位，經(jīng)電阻R20、R21，二極管D18，使三極管BG8、BG9導(dǎo)通，繼電器J1、J2吸合，運(yùn)算放大器IC3經(jīng)二極管D22旁流了二極管D19的電流，二極管D19熄滅，二極管D18發(fā)光指示一次升壓狀態(tài)。③二次升壓時(shí)，運(yùn)算放大器IC2、IC3都輸出高電位，運(yùn)算放大器IC2經(jīng)電阻R17，二極管D17使三極管BG10導(dǎo)通，使三極管BG9截止，二極管D18熄滅，繼電器J2釋放，只有繼電器J1仍吸合，二極管D17發(fā)光指示二次升壓狀態(tài)。④欠壓時(shí)，運(yùn)算放大器J1～3都輸出高電位，運(yùn)算放大器IC1經(jīng)電阻R14，二極管D16觸發(fā)單向可控硅SCR，智能遲時(shí)部件7動(dòng)作，三極管BG11、BG12截止，繼電器J1～3都釋放，二極管D17熄滅，二極管D16發(fā)光指示欠壓狀態(tài)，同時(shí)二極管D27也發(fā)光指示延時(shí)狀態(tài)。⑤降壓時(shí)，運(yùn)算放大器IC4輸出高電位，經(jīng)電阻R24，二極管D20使三極管BG9導(dǎo)通，繼電器J2吸合，由于二極管D23旁流了二極管D19的電流，二極管D19熄滅，二極管D20發(fā)光指示降壓狀態(tài)。⑥過壓時(shí)，運(yùn)算放大器IC4、IC5輸出高電位，運(yùn)算放大器IC5經(jīng)電阻R25，二極管D21觸發(fā)單向可控硅SCR后，和欠壓時(shí)一樣智能延時(shí)部件7動(dòng)作并發(fā)光指示，這時(shí)二極管D20熄滅，二極管D21發(fā)光指示過壓狀態(tài)。二極管D24可防止電流倒灌。智能延時(shí)部件7是由電阻R26、R27、R31、電容C8、二極管D28、D30、單向可控硅SCR構(gòu)成的短延時(shí)電路，電阻R28、二極管D25、D26構(gòu)成的簡易穩(wěn)壓電路，電容C9、電阻R29、R30、二極管D29、三極管BG13、開關(guān)K構(gòu)成的長延時(shí)電路，運(yùn)算放大器IC6、電阻R33、R34、三極管BG11、BG12構(gòu)成的電壓比較放大輸出電路、二極管D27、電阻R32構(gòu)成的指示電路組成。短延時(shí)過程是在剛來電時(shí)，由于電容C8充電較慢，使運(yùn)算放大器IC6輸出低電位，三極管BG11、BG12截止，二極管D27經(jīng)電阻R32限流發(fā)光，指示延時(shí)狀態(tài)，二極管D28、D29、三極管BG13都截止。隨著電容C8充電電壓升高，運(yùn)算放大器IC6輸出高電位，二極管D28首先導(dǎo)通，三極管BG13、二極管D29也跟著導(dǎo)通，再給電容C8、C9充電，此時(shí)運(yùn)算放大器IC6的正負(fù)相輸入端電壓迅速上升到接近其輸出的高電位，運(yùn)算放大器IC6輸入端正極電位總是略高于負(fù)極電位，使其輸出穩(wěn)定的高電位，給三極管BG11、BG12注入基極電流而導(dǎo)通，此時(shí)二極管D27熄滅表示延時(shí)結(jié)束。當(dāng)市電斷電時(shí)，電容C8經(jīng)二極管D30迅速放電，當(dāng)過壓或欠壓觸發(fā)單向可控硅SCR時(shí)，也使電容C8迅速放電，使運(yùn)算放大器IC6的正相輸入端電壓迅速降為接近地電位。運(yùn)算放大器IC6輸出低電位，三極管BG11、BG12截止，繼電器J1～3釋放。而電容C9除了經(jīng)電阻R29緩慢放電外，別無其他放電途徑，所以不管輸入處于何種狀態(tài)，都不影響其延時(shí)時(shí)間。如果把開關(guān)K閉合，電容C9經(jīng)電阻R30迅速放電，就會(huì)結(jié)束延時(shí)時(shí)間。執(zhí)行部件8是由繼電器J1、J2、J3，二極管D31、D32、D33組成。
權(quán)利要求1.一種耐高壓交流穩(wěn)壓器，是由外殼、調(diào)壓部件[1]、執(zhí)行部件[8]、和設(shè)置在控制電路板[9]上的直流穩(wěn)壓電源、直流串聯(lián)穩(wěn)壓部件[3]、基準(zhǔn)電壓部件[4]、電壓輸入采樣部件[5]、比較放大部件[6]、延時(shí)部件組成，本實(shí)用新型的特征在于所述直流穩(wěn)壓電源是由電容降壓電路、整流濾波電路、電壓取樣電路、比較放大電路、并聯(lián)型電壓調(diào)整電路構(gòu)成的耐高壓直流穩(wěn)壓電源[2]，電容降壓電路受調(diào)壓部件[1]控制，輸出接入整流濾波電路，整流濾波電路的輸出分別接電壓取樣電路和并聯(lián)型電壓調(diào)整電路的輸入端，電壓取樣電路與基準(zhǔn)電壓部件[4]的輸出端，分別接入比較放大電路，比較放大電路的輸出端與并聯(lián)型電壓調(diào)整電路的輸入端連接；所述延時(shí)部件是由短延時(shí)電路、簡易穩(wěn)壓電路、長延時(shí)電路、電壓比較放大輸出電路、狀態(tài)指示電路構(gòu)成的智能延時(shí)部件[7]，比較放大部件[6]的輸出端與短延時(shí)電路連接，簡易穩(wěn)壓電路的輸出端與長延時(shí)電路連接，短延時(shí)電路和長延時(shí)電路的輸出端分別與電壓比較放大輸出電路的輸入端連接，其輸出端分別連接執(zhí)行部件[8]、狀態(tài)指示電路、短延時(shí)電路、長延時(shí)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓交流穩(wěn)壓器，其特征在于所述耐高壓直流穩(wěn)壓電源〔2〕也可以是由電容降壓電路、兩個(gè)整流濾波電路、電壓取樣電路、兩個(gè)比較放大電路、并聯(lián)型電壓調(diào)整電路、串聯(lián)型電壓調(diào)整電路構(gòu)成，電容降壓電路輸出接入一個(gè)整流濾波電路，其輸出分別接電壓取樣電路和并聯(lián)型電壓調(diào)整電路，電壓取樣電路與基準(zhǔn)電壓部件〔4〕的輸出端，各分別接入兩個(gè)比較放大電路，一個(gè)比較放大電路的輸出端與并聯(lián)型電壓調(diào)整電路的輸入端連接，另一個(gè)整流濾波電路的輸入端接調(diào)壓部件〔1〕，它和另一個(gè)比較放大電路的輸出端與串聯(lián)型電壓調(diào)整電路的輸入端連接。
專利摘要一種耐高壓低耗智能延時(shí)交流穩(wěn)壓器，由電容降壓電路、整流濾波電路、電壓取樣電路、比較放大電路、并聯(lián)型電壓調(diào)整電路組成耐高壓直流穩(wěn)壓電源。由短延時(shí)電路、簡易穩(wěn)壓電路、長延時(shí)電路、電壓比較放大輸出電路、狀態(tài)指示電路組成智能延時(shí)部件。本穩(wěn)壓器具有二擋升壓、降壓、直通、過壓關(guān)斷、欠壓關(guān)斷、延時(shí)關(guān)斷共7種功能；繼電器具有回差特性；可承受500V交流電壓；工作效率高，功耗??；并具有長延時(shí)和短延時(shí)功能。
文檔編號(hào)G05F1/10GK2153826SQ93209619
公開日1994年1月19日 申請(qǐng)日期1993年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月13日
發(fā)明者陳德文 申請(qǐng)人:陳德文