專利名稱：功率調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種功率調(diào)節(jié)裝置。
現(xiàn)有的功率調(diào)節(jié)器(以下稱調(diào)功器)有兩種，一種是機電式，采用單線串聯(lián)接法，且利用變壓器抽頭分壓降壓來改變加到負(fù)載上的電壓，以達(dá)到功率調(diào)節(jié)的目的。這種方法有如下缺點1.浪費較大，作為分壓器的變壓器將大部分電能轉(zhuǎn)化為熱能白白耗掉，負(fù)載得到的功率越小時，這種消耗越大。
2.功率不能無級調(diào)節(jié)，只能分若干等級來調(diào)節(jié)。
3.體積大且笨重，不便固定，不便加入定時遙控等附加功能。
4.占用大量金屬材料，如矽鋼片、銅線等。
另一種是電子式調(diào)功器，雖然解決了機電式調(diào)功器的一些缺點，但又帶來了新的問題，至今不能普及推廣。
1.相移法這種方法雖然簡單，但由于控制可控硅的導(dǎo)通角，使負(fù)載得到的是畸變的交流電壓波形，這種波形含有許多諧波成分(即高次諧波)產(chǎn)生了高頻干擾，當(dāng)可控硅導(dǎo)通角處于(2N＋1)90度附近時(N為自然數(shù))這種干擾最大，此時負(fù)載電壓由0V突變到交流峰值300多伏；這時對負(fù)載沖擊最大，將大大縮短負(fù)載壽命，同時對交流電網(wǎng)帶來較大危害，還嚴(yán)重影響收音機正常收聽。
2.過零開關(guān)法這種方法采用了可控硅過零檢測電路，可使負(fù)載得到完整的交流波形，且消除了高頻干擾。但其成本大大增加，且接線方式與機電式調(diào)功器截然不同，需四根引出線，兩根接交流電源，兩根接負(fù)載，交流電源與負(fù)載是并聯(lián)接法，與傳統(tǒng)調(diào)功器不能兼容，無法替代或推廣使用。
3.變頻法這種方法是將50HZ的工頻交流電變換為20KHZ左右的高頻交流電，通過改變頻率或占空比來調(diào)節(jié)功率大小，具有節(jié)能作用，但這種方法存在高頻干擾、成本昂貴，不易普及等缺點。
本實用新型的目的是要提供一種價格低廉，簡易可行的新型電子調(diào)功器。它不但能調(diào)節(jié)功率大小，而且還有無級調(diào)功的功能和節(jié)能作用，且該裝置單線串聯(lián)在交流電源與負(fù)載所組成的回路中，實現(xiàn)了與傳統(tǒng)機電式調(diào)功器相同的接線方式，便于普及推廣使用。
其目的是這樣實現(xiàn)的，將交流電源與負(fù)載和調(diào)功器串聯(lián)接于同一回路中，并通過改變可控硅在單位時間內(nèi)的通斷比，來改變加到負(fù)載上的單位時間的周波數(shù)，直接改變了負(fù)載得到的功率，即而達(dá)到了調(diào)功的目的。


圖1為本實用新型實施例的電原理圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
在圖1所示電原理圖中，虛線部分為外接負(fù)載M及交流電源。整個電路分為主控單元、調(diào)功控制單元。
主控單元由電源開關(guān)K1，整流二極管V1-V4，分壓限流電阻R1，整流二極管串V6-V15，電解電容C1等組成。
下面敘述主控單元工作原理交流電源的一端通過負(fù)載M接入本實例主控單元的O端，然后與電源開關(guān)K1連接，再接入橋式整流器的交流輸入端，交流電的另一端則直接與本實例主控單元連接于P端，進(jìn)而接入橋式整流器的另一個交流輸入端，整流二極管V1-V4組成橋式整流器，將OP端送入的交流電變成單向脈動直流電，橋式整流器的輸出電壓經(jīng)電阻R1分壓限流后，由于二極管串V6-V15組成的穩(wěn)壓器，其穩(wěn)壓器的輸出，即B點電壓為6伏的直流電壓?？煽毓鑆m12與電阻R1并聯(lián)，即可控硅V12的主電極MT1，接橋式整流器的輸出端，次電極MT2與R1，二極管串V6-V15，電容C1的正極連接于B點?？煽毓璧目刂茦OG與調(diào)功控制單元中的輸出極相連接。橋式整流器的另一輸出端與二極管串的負(fù)端和電容C1的負(fù)極相連且接地。本實例調(diào)功控制單元由集成塊CC4011，輸出級三極管V5，二極管V16V17，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電位器R9等組成。
下面敘述調(diào)功控制單元的工作原理該調(diào)功控制單元，通過控制可控硅導(dǎo)通時加到負(fù)載M上的周波數(shù)在總周波數(shù)中的比例，達(dá)到調(diào)功的目的。單位時間內(nèi)可控硅通過的(負(fù)載得到的)周波數(shù)越多，負(fù)載上的功率就越大。如下式P＝N/(N＋M)PT N-導(dǎo)通的周波數(shù)，M-阻斷的周波數(shù)，PT單位時間內(nèi)連續(xù)導(dǎo)通時的功率。
為使負(fù)載M上得到的正弦波形完整，由集成電路CC4011的兩與非門，電位器R9，二極管V16V17，電阻R4R5，組成振蕩器圖1中的D點即為振蕩器的輸出端，當(dāng)D點輸出一控制脈沖，此控制脈沖通過輸出級加到可控硅V18的控制極，使V18導(dǎo)通，可控硅V18一旦導(dǎo)通，其電壓降將減為2V左右，橋式整流器輸出由通過R1改為通過可控硅V18，這時主控單元上總電壓降不到9V，即交流電的大部分電壓全降在了負(fù)載M上。當(dāng)下一個半周到來時，振蕩器又輸出一個控制脈沖，使可控硅V18再次導(dǎo)通，負(fù)載M又得到一個半周電壓，與上半周合計正好是一個正弦波，如此下去，負(fù)載得到了與交流電源一致的正弦交流電，每秒50個周波，由于M＝0即沒有阻斷的周波數(shù)，所以P＝PT，此時負(fù)載得到的功率最大。若調(diào)節(jié)電位器R9即改變輸出脈沖的占空比，使可控硅V18導(dǎo)通次數(shù)減少一半，負(fù)載M得到的周波數(shù)隨之減少一半，即每秒25個周波N＝25 M＝25代入上式后P＝1/2PT負(fù)載M實際得到功率為滿功率的一半，達(dá)到了調(diào)功的目的。由于可控硅V18基本上控制在交流電源的電壓過零點附近導(dǎo)通和截止，這時電流變化率較小，使負(fù)載得到了基本完整的波形，大大減少了高頻干擾。
振蕩器的另一輸入端F點，為其他控制信號輸入端，若在F點加入時間控制信號則本調(diào)功器增加定時功能。
通過以上工作原理及電路組成的描述，可將本實用新型與其他現(xiàn)有技術(shù)相比的主要特點歸納如下1.兩根引出線，本實用新型對外只有兩根引出線，一根接交流電源，一根接負(fù)載M，交流電源與負(fù)載M串聯(lián)后再與本實例即調(diào)功器串聯(lián)，與機電式調(diào)功器外引線的連接方法完全一致，可相互取代普及推廣。
2.實現(xiàn)了無級調(diào)功，由于改變振蕩器輸出脈沖的占空比可改變負(fù)載功率，而改變電位器R9可改變占空比，進(jìn)而改變電位器R9可以較細(xì)地，無間隙地任意調(diào)節(jié)負(fù)載的功率，解決了機電式調(diào)功器無法解塊的問題。
3.本實例具有可擴(kuò)展功能的特點，在振蕩器的F輸入端加入不同的控制信號，可實現(xiàn)定時、遙控、觸摸等多種控制功能。
4.解決了高頻干擾和電流沖擊問題，由于采取改變加到負(fù)載上單位時間內(nèi)的周波數(shù)達(dá)到調(diào)功目的，保證了正弦波的完整，大大減少了高頻干擾和電流沖擊。
5.由于大功率穩(wěn)壓管成本太高，實現(xiàn)困難，該實例采用了若干只整流二極管串聯(lián)，以低成本實現(xiàn)了大功率穩(wěn)壓的目的。
權(quán)利要求1.一種功率調(diào)節(jié)器，該裝置包括有主控單元、調(diào)功控制單元、印制板、連接線等，其特征在于功率調(diào)節(jié)器單線串聯(lián)在交流電源與負(fù)載組成的回路中，且主控單元包括有整流器、穩(wěn)壓器、可控硅、分壓限流電阻等，整流器輸入端與交流電源及負(fù)載串聯(lián)，輸出端與可控硅、穩(wěn)壓器串聯(lián)，分壓限流電阻與可控硅并聯(lián)。
2.按權(quán)利要求1所規(guī)定的功率調(diào)節(jié)器，其特征是穩(wěn)壓器的輸出電壓為2V以上。
3.按權(quán)利要求1所規(guī)定的功率調(diào)節(jié)器，其特征是穩(wěn)壓器采用3個以上的二極管串聯(lián)組成。
4.按權(quán)利要求1所規(guī)定的功率調(diào)節(jié)器，其特征是分壓限流電阻先與可控硅并聯(lián)，再與整流器和穩(wěn)壓器串聯(lián)。
5.按權(quán)利要求1所規(guī)定的功率調(diào)節(jié)器，其特征是整流器輸入端與交流電源及負(fù)載串聯(lián)，整流器輸出端與可控硅、穩(wěn)壓器串聯(lián)。
6.按權(quán)利要求1所規(guī)定的功率調(diào)節(jié)器，其特征是可控制硅的控制極與調(diào)功控制單元的輸出極相連接，可控硅的主電極[MT1]與整流器正輸出端連接，其次電極[MT2]與穩(wěn)壓器負(fù)輸出端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種功率調(diào)節(jié)器。該裝置由主控、調(diào)功控制單元組成，其特征在于功率調(diào)節(jié)器單線串聯(lián)在交流電源與負(fù)載組成的回路中，且主控單元包括有整流器、穩(wěn)壓器、可控硅、分壓限流電阻等。本實用新型通過改變可控硅在單位時間內(nèi)的通與斷，來改變負(fù)載得到的交流正弦波電源的周波數(shù)，即達(dá)到無級調(diào)功目的，大大減少了高頻干擾、電流沖擊，且具有一定的節(jié)電作用。
文檔編號G05F1/66GK2257936SQ95203870
公開日1997年7月16日 申請日期1995年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月25日
發(fā)明者陳金生 申請人:陳金生