專利名稱：三相樓宇公共用電均分器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制器，尤指三相樓宇公共用電均分器。
目前，普通住宅樓房公共用電的分配通常是由全樓所有用戶均分，公共用電電費由全樓每一用戶均攤。公共用電費用的收取，一直是電力部門及住戶感到比較棘手的問題，既不能及時收取，又在一定程度上影響住戶之間的關(guān)系。
我國住宅用電采用三相四線制，根據(jù)負(fù)載均衡原則，A、B、C三相每一相均可有n個用戶，每一戶有一個電表，這樣就有3n個電表，即A相有A1...An個電表，B相B1...Bn個電表，C相有C1...Cn個電表。公共用電單獨使用一個電表Ap，這個電表通常是串聯(lián)在某一用戶的電表后面，例如A相用戶A1后面。電力公司按照每戶電表A1...An(A相)，B1...Bn(B相)，C1...Cn(C相)的數(shù)據(jù)收費，而公共用電費用則由A1戶主根據(jù)Ap的數(shù)據(jù)平均分成3n份，然后到其他各家挨家挨戶收費，這樣公共用電費用收取問題就轉(zhuǎn)移到某用戶的身上，增加了某一用戶的負(fù)擔(dān)，同時也增加了用戶間的矛盾。
隨著自動交費、智能電表等新技術(shù)的推廣應(yīng)用，以及一戶一表電網(wǎng)改造的實施，問題變得更加突出。這種強制性指定某用戶承擔(dān)如此煩瑣的事務(wù)，一方面使此用戶感到不滿，另外對居民的鄰里關(guān)系影響很大。市場上有解決這個問題的產(chǎn)品，但是普遍存在成本高，體積大，配套設(shè)施昂貴的問題，另外也不符合居民的普遍習(xí)慣。
鑒于上述原因，本實用新型的主要目的是提供一種三相樓宇公共用電均分器，該公共用電均分器可自動將公共用電均分到全樓每一用戶的電表上。
本實用新型的另一目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可控制全樓所有公共燈使其同時點亮或同時熄滅的三相樓宇公共用電均分器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下設(shè)計方案一種三相樓宇公共用電均分器，包括延時供電電路、控制電路和開關(guān)電路，延時供電電路的輸入端與三相電源中的任一相線相連，輸出端與所述控制電路的輸入端相連；控制電路的輸出端與所述開關(guān)電路的控制端相連，開關(guān)電路的一端與用戶電表相連，另一端與公共燈相連，為公共燈提供電源。
所述延時供電電路由變壓器、整流橋、開關(guān)管、開關(guān)管控制電路和公共燈開關(guān)組成；變壓器的原邊通過整流橋與三相電源中的任一相線相連，其負(fù)邊與所述控制電路的輸入端相連；開關(guān)管控制電路與整流橋直流輸出端相連；開關(guān)管的陽極和陰極與整流橋的直流輸出端相連。
所述變壓器原邊為220V初級線圈，負(fù)邊為3組12V次級線圈。
所述控制電路由三個支路構(gòu)成，每一路依次由整流穩(wěn)壓電路、時鐘脈沖電路、脈沖計數(shù)/分配電路組成；控制電路的三個支路的輸入端分別與變壓器的3組12V次級線圈相連；控制電路的輸出端與開關(guān)電路的控制端相連。
所述整流穩(wěn)壓電路、時鐘脈沖電路、脈沖計數(shù)/分配電路由12V整流橋、9V穩(wěn)壓芯片、NE555芯片和脈沖計數(shù)/分配芯片CD4017B構(gòu)成；整流橋的直流輸出端與穩(wěn)壓芯片的輸入端相連，穩(wěn)壓芯片的輸出端與NE555芯片的電源端Vcc和R端相連，NE555芯片的Q端與脈沖計數(shù)/分配芯片的時鐘輸入端CLK相連，脈沖計數(shù)/分配芯片的輸出端分別與可控硅的控制端G相連。
所述開關(guān)電路由n個雙向可控硅構(gòu)成；每一可控硅的T1腳分別與A相或B、C相的每一用戶的電表相連，可控硅的T2腳相互連接與公共燈相連。
由于本實用新型使用了一個原邊為AC220V初級線圈負(fù)邊為三組互相獨立的12V次級線圈的變壓器為均分器各相控制電路供電，并使用雙層電路板，降低了成本，減小樂體積。另外，在均分器內(nèi)部加裝了延時控制電路，用戶只要增加一便宜的按鈕開關(guān)即可，不必使用昂貴易壞的聲光控開關(guān)或紅外感應(yīng)開關(guān)等設(shè)備，即可控制整樓公共燈同時點亮或同時熄滅。另外，本實用新型利用NE555芯片和脈沖計數(shù)/分配芯片CD4017B使可控硅依次導(dǎo)通，為公共燈供電，同時，使每戶電表依次有電流流過，達(dá)到公共用電均分的目的。
以下結(jié)合附圖和具體實施例進(jìn)一步說明。


圖1為本實用新型三相樓宇公共用電均分器原理框圖。
圖2為本實用新型三相樓宇公共用電均分器延時供電電路原理圖。
圖3為本實用新型三相樓宇公共用電均分器控制電路原理圖。
如圖1所示，本實用新型由延時供電電路1、控制電路2和開關(guān)電路3構(gòu)成，其中，控制電路又是由三路分別由整流穩(wěn)壓電路、時鐘脈沖發(fā)生電路、脈沖計數(shù)/分配電路組成。延時供電電路1的輸入端與三相電源的任一相線A、B或C相連，延時供電電路的輸出端分別與控制電路的三個支路相連；控制電路的輸出端與開關(guān)電路的控制端相連；開關(guān)電路的一端與用戶電表的相線相連，另一端與公共燈相連，為公共燈提供電源。開關(guān)電路由n個雙向可控硅構(gòu)成；每一可控硅的T1腳分別與A相或B、C相的每一用戶的電表相連，可控硅的T2腳相互連接連與公共燈相連。
如圖2所示，延時供電電路由變壓器B、整流橋U41、可控硅BCR41、三極管Q41、Q42、電阻R41、R43~R47、穩(wěn)壓管D41、電容C41和公共燈開關(guān)K42組成；其中，三極管Q41、Q42、電阻R41、R43~R47、穩(wěn)壓管D41、電容C41和公共燈開關(guān)K42組成可控硅BCR41控制端G的控制電路，控制BCR41的導(dǎo)通與關(guān)斷；BCR41的控制電路并聯(lián)在整流橋直流側(cè)兩端。公共燈開關(guān)K42接在圖2中R41與C41正極之間。
變壓器B的原邊為220V初級線圈，負(fù)邊為3組12V次級線圈。
整流橋U41的二個輸入端中的一端與A、B、C三相中的任一相AC220V相連，另一端與變壓器的220V初級線圈的一端相連，初級線圈的另一端接地，從而形成回路，為AC220V提供延時輸出。變壓器的負(fù)邊側(cè)三組獨立的12V次級線圈分別與控制電路的3個支路相連，為其供電。
可控硅的陽極和陰極與整流橋U41的直流輸出端相連。
延時供電電路的工作原理是當(dāng)公共燈控制開關(guān)未被觸發(fā)閉合時，交流電經(jīng)過整流橋整流形成直流輸出，經(jīng)R41，穩(wěn)壓二極管D41穩(wěn)壓，R45，R46上端獲得4-10V的電壓，但此時由于公共燈控制開關(guān)K42斷開，電容C41沒有充電，三極管Q41的b-e之間沒有偏置電壓，Q41不導(dǎo)通，而Q42則滿足導(dǎo)通條件導(dǎo)通，所以，可控硅BCR41的控制極G沒有信號(電壓)而不導(dǎo)通，因此，延時輸出端沒有足夠的電壓使變壓器正常工作，三相樓宇公共用電均分器未開始工作。
當(dāng)用戶觸發(fā)公共燈按鈕開關(guān)，使其閉合，電容C41被充電，電壓約為DC3V(與充電時間有關(guān))，使Q41導(dǎo)通，引起Q42截止，所以在可控硅的G極有一個約為0.9V的信號，從而使可控硅BCR41導(dǎo)通，變壓器正常工作，為后面的控制電路2和開關(guān)電路3供電，公共燈點亮。電容經(jīng)過電阻緩慢放電，到達(dá)設(shè)定時間后，延時供電電路回到初始狀態(tài)，整個電路停止工作，公共燈熄滅，靜待用戶的下一次觸發(fā)。
圖3為本實用新型控制電路原理圖。該控制電路由三路構(gòu)成，每一路由整流穩(wěn)壓電路、時鐘脈沖電路、脈沖計數(shù)/分配電路組成。主要包括12V整流橋U1、9V穩(wěn)壓芯片U2、NE555芯片U3、脈沖計數(shù)/分配芯片U4(CD4017B)等，整流橋U1的直流輸出端與穩(wěn)壓芯片U2的輸入端相連，U2的輸出端與U3的電源端Vcc和R端相連，U3的Q端與脈沖計數(shù)/分配芯片U4的時鐘輸入端CLK相連，U4的輸出端Q0～Q3分別與可控硅BCR1～BCR4的控制端G相連，BCR1～BCR4的T1腳分別與A相或B、C相的每一用戶的電表相連，BCR1～BCR4的T2腳與公共燈相連。
U1、U2為整個電路提供直流9V電源；U3產(chǎn)生脈沖信號；U4對U3產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計數(shù)/分配，輸出控制信號控制開關(guān)電路3中的可控硅導(dǎo)通或關(guān)斷。
當(dāng)用戶按下公共燈開關(guān)，使其閉合，前述的延時供電電路工作，為變壓器提供220V交流電，變壓器輸出3組12V交流電；經(jīng)過U1整流形成直流，C1過濾掉交流成分，U2(7809)穩(wěn)壓，給后續(xù)電路提供穩(wěn)定的DC9V電壓(C1，C2可省略)。U3(NE555)在RC震蕩電路的作用下形成方波脈沖，周期約為1秒(精確數(shù)據(jù)可根據(jù)555集成電路的特性計算)。脈沖信號輸入到U4(CD4017)的CLK腳，U4在脈沖的作用下，依次在Q0-Q9輸出高電平信號，根據(jù)實際需要選取Q0～Q4(假設(shè)n＝4，即A相用戶數(shù)為4)，把Qn通過DIP選擇開關(guān)連接到U4的RESET腳，從而形成n路的循環(huán)。在Q0-Qn的后面，依次接一個發(fā)光二極管D，限流電阻R，接到可控硅BCR的控制極G，控制BCR的導(dǎo)通與關(guān)斷。BCR的輸入腳T1與用戶電表的相線相連，BCR的輸出腳T2連接在一起為公共燈的電源相線，經(jīng)過公共負(fù)載接地，形成交流回路。這樣在U3和U4的作用下，U4的信號輸出端Q0-Qn依次為高電平，依次使可控硅BCR1～BCR4導(dǎo)通，為公共燈供電，同時，使每戶電表依次有電流流過。A相用戶依次為A相公共負(fù)載供電，達(dá)到了均分的目的。同理，B相用戶依次為B相公共負(fù)載供電，C相用戶依次為C相公共負(fù)載供電，達(dá)到了均分的目的。根據(jù)三相負(fù)載均衡原則對公共負(fù)載合理分配，在三相電的情況下，用戶的負(fù)擔(dān)達(dá)到了基本一致。
對于其中的一組，經(jīng)過整流后變成直流電，然后使用三端穩(wěn)壓元件U2使電壓穩(wěn)定在DC9V，U3(555)集成電路在外圍電路的驅(qū)動下輸出脈沖信號到計數(shù)/分配器U4(CD4017)，U4的輸出信號接到雙向可控硅的控制腳G，可控硅的輸入腳T1與A相用戶電表的輸出相線連接，可控硅的輸出腳T2腳為公共燈提供電源。對于其它二組，使用與A相相同的方法為B相和C相公共燈供電。
延時控制電路控制了變壓器的初級線圈，所以當(dāng)用戶將公共燈開關(guān)閉合后，變壓器工作，帶動三組電路同時工作，使整樓的公共燈同時點亮，達(dá)到設(shè)定的時間后(約為3分鐘)，延時控制電路切斷變壓器的電源，整個電路隨之停止，整樓的公共燈同時被熄滅。
以上這些電路均安裝在一殼體內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種三相樓宇公共用電均分器，包括延時供電電路、控制電路和開關(guān)電路，其特征在于所述延時供電電路的輸入端與三相電源中的任一相線相連，輸出端與所述控制電路的輸入端相連；所述控制電路的輸出端與所述開關(guān)電路的控制端相連，開關(guān)電路的一端與用戶電表相連，另一端與公共燈相連，為公共燈提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相樓宇公共用電均分器，其特征在于所述延時供電電路由變壓器、整流橋、開關(guān)管、開關(guān)管控制電路和公共燈開關(guān)組成；變壓器的原邊通過整流橋與三相電源中的任一相線相連，其負(fù)邊與所述控制電路的輸入端相連；開關(guān)管控制電路與整流橋直流輸出端相連；開關(guān)管的陽極和陰極與整流橋的直流輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三相樓宇公共用電均分器，其特征在于所述變壓器原邊為220V初級線圈，負(fù)邊為3組12V次級線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相樓宇公共用電均分器，其特征在于所述控制電路由三個支路構(gòu)成，每一路依次由整流穩(wěn)壓電路、時鐘脈沖電路、脈沖計數(shù)/分配電路組成；所述控制電路的三個支路的輸入端分別與變壓器的3組12V次級線圈相連；控制電路的輸出端與開關(guān)電路的控制端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種三相樓宇公共用電均分器，其特征在于所述整流穩(wěn)壓電路、時鐘脈沖電路、脈沖計數(shù)/分配電路由12V整流橋、9V穩(wěn)壓芯片、NE555芯片和脈沖計數(shù)/分配芯片CD4017B構(gòu)成；整流橋的直流輸出端與穩(wěn)壓芯片的輸入端相連，穩(wěn)壓芯片的輸出端與NE555芯片的電源端Vcc和R端相連，NE555芯片的Q端與脈沖計數(shù)/分配芯片的時鐘輸入端CLK相連，脈沖計數(shù)/分配芯片的輸出端分別與可控硅的控制端G相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相樓宇公共用電均分器，其特征在于所述開關(guān)電路由n個雙向可控硅構(gòu)成；每一可控硅的T1腳分別與A相或B、C相的每一用戶的電表相連，可控硅的T2腳相互連接與公共燈相連。
專利摘要本實用新型公開了一種三相樓宇公共用電均分器,它由延時供電電路、控制電路和開關(guān)電路組成,延時供電電路的輸入端與三相電源中的任一相線相連,輸出端與所述控制電路的輸入端相連;控制電路的輸出端與開關(guān)電路的控制端相連,開關(guān)電路的一端與用戶電表相連,另一端與公共燈相連,為公共燈提供電源?？刂齐娐返男盘栞敵龆艘来屋敵龈唠娖?使開關(guān)電路依次導(dǎo)通,為公共燈供電,同時,使每戶電表依次有電流流過,達(dá)到均分的目的,且結(jié)構(gòu)簡單,成本低,可控制全樓所有公共燈使其同時點亮或同時熄滅。
文檔編號H02J3/00GK2459801SQ00267558
公開日2001年11月14日 申請日期2000年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
發(fā)明者毛興華, 黃傳軍 申請人:毛興華