專利名稱：交流大范圍、高精度全自動穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種交流穩(wěn)壓裝置，特別是一種交流大范圍、高精度全自動穩(wěn)壓器。
隨著人們生活水平的逐漸提高，家用電器越來越多，因而用電量也越來越多，對供電電網(wǎng)的質(zhì)量要求也越來越高。雖然各地供電部門在逐年改擴供電網(wǎng)絡，但其速度遠遠趕不上社會用電需求增長的速度，大多數(shù)供電網(wǎng)絡在超負荷運行，尤其是在用電高峰的時候，故電網(wǎng)的供電質(zhì)量不太理想，特別是在廣大的農(nóng)村地區(qū)，供電線徑小、線程長，到用戶時，電壓往往很低，大多在150伏左右，有些甚至低到幾十伏，嚴重地影響到家用電器的正常使用。為此，市場上開發(fā)出了各種各類的穩(wěn)壓裝置，如中國專利(專利號95315918.3)“電視機、電冰箱、全自動穩(wěn)壓延時保護器”(由廣東省中山市東風富華電器廠生產(chǎn))，還有廣東省廉江縣廉城新寶電器廠生產(chǎn)的“電視機、電冰箱、全自動穩(wěn)壓延時保護器”等等，這類穩(wěn)壓裝置是利用繼電器轉(zhuǎn)換變壓器的輸出抽頭，雖然既能穩(wěn)壓又能延時，但由于受裝置內(nèi)控制變壓器的尺寸大小和抽頭數(shù)量以及繼電器數(shù)量的限制，存在有容量小、穩(wěn)壓精度低等不足。
本實用新型的目的是提供一種容量大、能耗少、穩(wěn)壓精度高、穩(wěn)壓范圍大，具有過壓輸出保護、變壓器自身保護、延時輸出、自動調(diào)節(jié)、自動恢復和調(diào)節(jié)閃爍、指示等功能的交流全自動穩(wěn)壓裝置。
本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的是由變壓器電路(1)、整流電路(2)、正取樣電路(3)、比較處理器(4)、負取樣電路(5)、推動電路(6)、調(diào)節(jié)電路(7)組成，變壓器電路(1)與整流電路(2)相連接，整流電路(2)與正取樣電路(3)、比較處理器(4)、負取樣電路(5)、推動電路(6)相連，正取樣電(3)與負取樣電路(5)相接后又與比較處理器(4)相接，比較處理器(4)還與推動電路(6)相接，推動電路(6)又與調(diào)節(jié)電路(7)相接，調(diào)節(jié)電路(7)還與變壓器電路(1)相連；a．變壓器電路(1)是由變壓器B和其輸入輸出抽頭A0、A、A1、A2構(gòu)成，變壓器B是一環(huán)式自藕調(diào)節(jié)變壓器，由初級繞組B1、次級繞組B2組成；初級繞組B1的一端A0為輸入和穩(wěn)壓輸出電源的公共端，穩(wěn)壓輸出電源兩種規(guī)格電壓輸出的另一端分別接初級繞組B1中的抽頭A1和A2，輸入電源的另一端接B1上的動觸點A；次級繞組B2帶有中心接地抽頭，其他兩個端點接整流電路(2)；b．整流電路(2)由次級繞組B2的兩個非接地端引入，與二極管D1和D2、D3和D4、D5和D6分別組成三組全波整流電路；(a)由D1和D2組成的負電源整流電路經(jīng)正極接地的電容C1后，一方面經(jīng)電阻R10后，在并聯(lián)接于地的電容C6、C7和二極管D13的非接地端處接比較處理器(4)，D13的負極接地，C7的正極接地；另一方面接負取樣電路(5)；再一方面接推動電路(6)；(b)由D3和D4組成的正電源電路經(jīng)負極接地的電容C2后，一方面依次經(jīng)串接的電阻R1、二極管D11的正、負極、電阻R2，并聯(lián)接地的二極管D12、電容C4、C3的非接地端后，接比較處理器(4)，D12的正極和C4的負極接地；另一方面接推動電路(6)；(c)由D5和D6組成的正電源整流電路接正取樣電路(3)；C．正取樣電路(3)是由電阻R3、R4、R5、R6和電容C5、C6組成；R3和R4的接頭端接D5和D6的負極，R3的另一端接地；R4的另一端依次串接電阻R5和R6，在R4與R5、R5與R6之間分別接負極接地的跨地電容C5、C6；R6的出端分別接比較處理器(4)和負取樣電路(5)；d．比較處理器(4)是由集成塊IC和電阻R8、R9、R7組成，IC的第二腳接R6的出端，并與R9的一端相接；第三腳經(jīng)電阻R7后接地；其中由比較處理器第三腳及R7接地后構(gòu)成零電位的基準電壓，第四腳一方面接R10的出端，另一方面接并聯(lián)接地的C8、C7、D13的非接地端，C7的正極、D13的負極接地；第六腳經(jīng)電阻R8后，一方面接R9的另一端，另一方面接推動電路(6)；第七腳接R2的出端；e．負取樣電路(5)是由電阻R11、R12、R13、可調(diào)電阻W1以及二極管D14、D15組成；R12的入端接C1的負極，出端串接W1、R13到地；D14和D15的負極相接，D14的正極接R12與W1之間，D15的正極接地；W1的動點接R11后接R6的出端；f．推動電路(6)是由動斷微觸開關(guān)K1、K2和推動三極管Q1、Q2組成；微觸開關(guān)K1前接C2的正極，后接三極管Q1的集電極；微觸開關(guān)K2前接C1的負極，后接三極管Q2的集電極；R8的出端同時接Q1和Q2的基極；Q1和Q2的發(fā)射極相接后，接調(diào)節(jié)電路(7)；g．調(diào)節(jié)電路(7)是由伺服電機M、電容C9、減速裝置(15)、傳動軸(17)、傳動臂(18)、碳刷(19)、引入線接頭(20)和止動螺釘(21)組成；伺服電機M裝在變壓器B的底座(16)的中部，其上裝減速裝置(15)，與減速裝置(15)連接的傳動軸(17)向上穿出變壓器(B)的上端蓋(22)的中心孔后，裝傳動臂(18)，由止動螺釘(21)固定；傳動臂(18)的左端下部裝碳刷(19)，上接引入線接頭(20)，碳刷(19)下接變壓器B的初級繞組B1中的A點；引入線接頭(20)與輸入電源的另一端相接；動斷微觸開關(guān)K1與K2分別裝在變壓器B上端面兩個極限處的徑向面上；電容C9與伺服電機M并聯(lián)相接，一端接地，另一端與Q1和Q2的發(fā)射極相接。
變壓器電路(1)中還有一個變壓器穩(wěn)壓輸出抽頭變換電路(23)，該電路從電源輸入線中的一根引入，首先經(jīng)過接地電容C19、再經(jīng)電阻R35降壓后，一方面經(jīng)二極管D38的負、正極到電源輸入線的另一根，另一方面經(jīng)二極管D37的正、負極、電阻R36后，一路接集成塊IC1的第二腳，另一路經(jīng)可調(diào)電阻W4、電阻R37到電源輸入線的另一根，再一路接電容C21的正、負極到電源輸入線的另一根，在D37與R36之間接有跨地電容C20的正、負極；變壓器B″的初級端接A0和A2，次級端經(jīng)過由二極管D33、D34、D35、D36、電容C18組成的橋式整流濾波器后，一方面接電阻R38，另一方面接IC1的第七腳，再一方面接電阻R41，還一方面接二極管D40的負極及與之并聯(lián)的繼電器J5；電阻R38的另一端一方面經(jīng)過電阻R39后接IC1的第三腳，另一方面接跨地電容C22的正極及與之并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管D39的負極，IC1的第三腳經(jīng)過反饋電阻R40后接IC1的第六腳，IC1的第四腳接地；IC1的第六腳一方面接R41的另一端，另一方面接電容C23的正極，還一方面經(jīng)過電阻R42后接三極管Q10的基極，Q10的發(fā)射極接三極管Q11的基極，Q11的發(fā)射極接地，Q10和Q11的集電極相接后與D40的正極相接，J5的兩組觸點中的一組的動端接輸入輸出公共端，其常閉端接變壓器B的初級繞組B1上的A0點，常開端接A0′點；另一組觸點的動端接穩(wěn)壓輸出線，其常閉端接B1上的A2點，常開端接A2′點。
變壓器電路(1)中還有一個由電流繼電器J4、交流接觸器C、動斷微觸開關(guān)K3、二極管D32、控制變壓器B′組成的變壓器保護電路(9)，J4串接在變壓器B的輸入線路中，在兩根輸入線路中分別裝有交流接觸器C的常閉觸點C′和C″；由市電輸入線中還并聯(lián)引出一組輸入電源線，該輸入電源線的一根經(jīng)過J4的動合延時斷開觸點J′4后與另一根分別接在交流接觸器C與控制變壓器B′的初級繞組相并聯(lián)的兩端；B′的次級繞組的一端經(jīng)過與K1并排安裝的動斷微觸開關(guān)K3后接地，另一端經(jīng)過二極管D32的正、負極后接伺服電機M的非接地端。
在調(diào)節(jié)電路(7)中還有一個閃爍電路(8)，該電路由伺服電機M的非接地端出發(fā)，一路經(jīng)過二極管D17的正、負極，電阻R15后，分別接電容C10的負極和三極管Q3的基極，Q3的發(fā)射極接地，Q3的集電極分接電容C12的正極和電阻R17，電容C12的負極既接電容C13的正極，也接電阻R18，還接三極管Q5的基極；Q5的發(fā)射極接地，Q5的集電極接發(fā)光二極管D20的負、正極、電阻R19后，與電阻R18、R17的另一端相接，其后經(jīng)正極接地的穩(wěn)壓二極管D16后，再經(jīng)電阻R14與C2的正極相接；另一路經(jīng)二極管D18的正、負極、電阻R16后，分別接電容C11的負極和三極管Q4的基極，Q4的集電極接地，發(fā)射極一方面接C13的負極，另一方面經(jīng)電阻R20、R21后與C1的負極相接；在R20與R21之間還接有負極接地的穩(wěn)壓二極管D19；電容C10和C11的正極相接后，接至Q5的集電極。
在變壓器電路(1)中，還有一個由次級繞組B3、二極管D7、D8、D9、D10、電容C14組成的橋式整流濾波電路(14)供電的過壓保護電路(13)；該電路由電阻R22、R23、R24、可調(diào)電阻W2、電容C15、二極管D21、D22、發(fā)光二極管D23、三極管Q6、繼電器J1組成，電阻R22、W2、R23依次串接到地，R22的上端接正電源(14)中C14的正極，W2的動端一方面接C15的正、負極到地，另一方面接Q6的基極；Q6的發(fā)射極經(jīng)二極管D22的正、負極到地，Q6的集電極一方面接二極管D21的正、負極到C14的正極，另一方面接J1后到C14的正極，再一方面經(jīng)R24、D23的負、正極后接C14的正極；J1的動斷觸點J1′接在變壓器B的輸出端A2中。
變壓器電路(1)里變壓器B的次級繞組B2中還有一個由電阻R25、R26、R27、可調(diào)電阻W3、二極管D24、D25、發(fā)光二極管D26、電容C16、三極管Q7、繼電器J2組成的電路保護電路(12)，該電路的接法與電路(13)相同，J2的動斷觸點J2′接在B2的中心抽頭與地之間。
本實用新型由于采用了自藕調(diào)節(jié)變壓器，且輸入和輸出為同一繞組，故容量大、能耗少；同時，采用了低壓伺服電機來無級地調(diào)節(jié)輸入繞組的圈數(shù)，故穩(wěn)壓精度高，穩(wěn)壓范圍大，且能自動調(diào)節(jié)，保持恒壓。此外，還采用了變壓器保護電路、過壓保護電路和延時電路、調(diào)節(jié)閃爍電路以及動斷微觸開關(guān)等，因而還具備有過載保護、過壓保護、延時、自動恢復和調(diào)節(jié)顯示等功能。
附

圖1是本實用新型的電原理示意圖；附圖2是本實用新型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主剖示意圖；附圖3是本實用新型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的俯視圖；附圖4是本實用新型的變壓器穩(wěn)壓輸出抽頭變換電路原理示意圖。
以下結(jié)合附圖，詳細說明本實用新型的一個實施例。
本實施例由變壓器電路(1)及其內(nèi)含的變壓器保護電路(9)、變壓器穩(wěn)壓輸出抽頭變換電路(23)、過壓保護電路(13)、電路保護電路(12)、延時輸出電路(11)、電源指示電路(10)，整流電路(2)，正取樣電路(3)，比較處理器(4)，負取樣電路(5)，推動電路(6)，調(diào)節(jié)電路(7)以其內(nèi)含的閃爍電路(8)組成。
變壓器電路(1)中的變壓器B采用環(huán)式自藕調(diào)節(jié)變壓器，電源輸入和穩(wěn)壓輸出為同一初級繞組B1，繞組B1的A0端為輸入和穩(wěn)壓輸出的公共端，A是動點，為輸入的另一端，A2和A1分別是穩(wěn)壓輸出的220伏和110伏的另一端；變壓器B的底座(16)的中間裝有伺服電機M，在伺服電機M的上面輸出端裝有減速裝置(15)，減速裝置(15)的上輸出端又連接著傳動軸(17)，傳動軸(17)向上垂直穿出變壓器(B)的上端蓋(22)的中心孔后的上端部裝水平方向的傳動臂(18)，用止動螺釘(21)固定，在傳動動臂(18)的左端裝有引入線接頭(20)，輸入電源的非公共端從接頭(20)接入；接頭(20)的下部連接著碳刷(19)，碳刷(19)的下端與變壓器B的上端面，即初級繞組B1的動點A相接觸。
變壓器B的次級繞組B2的中心抽頭接地，B2的另兩個抽頭，與由二極管D1和D2、D3和D4、D5和D6組成的全波整流電路，構(gòu)成電壓絕對值相同的一負兩正三組整流電源。由D1和D2組成的負電源經(jīng)正極接地的電容C1濾波后，一方面經(jīng)分壓電阻R10分壓，再經(jīng)由電容C7、C8和二極管D13并聯(lián)組成的濾波器濾波，降低紋波系數(shù)后，從比較處理器(4)中的集成塊IC的第四腳輸入，給IC供應負電源；另一方面，接由電阻R11、R12、R13、可調(diào)電阻W1和二極管D14、D15組成的負取樣電路(5)，R12為輸入端，其后接W1、R13到地，在R12與W1之間還依次接有D14的正、負極、D15的負、正極到地，W1的動點接R11后與正取樣電路(3)的輸出相接，一起接入IC的第二腳；再一方面，經(jīng)推動電路(6)的動斷微觸開關(guān)K2后接PNP型的推動三極管Q2的集電極；還有一方面接閃爍電路(8)的電阻R21的一端。
由D3和D4組成的正電源，經(jīng)負極接地的電容C2濾波后，一方面接推動電路(6)的微觸開關(guān)K1后接NPN型的推動管Q1的集電極；另一方面經(jīng)限流電阻R1、二極管D11、電阻R2后，再經(jīng)由電容C3、C4、二極管D12并聯(lián)組成的濾波器降低紋波系數(shù)后，接IC的第七腳，供給正電源；再一方面接閃爍電路的電阻R14的一端。
由D5和D6組成的另一組電源為正取樣電路(3)提供電源，正取樣電路(3)由電阻R3、R4、R5、R6和電容C5、C6組成，R4、R5、R6串聯(lián)，R6的另一端與IC的第二腳相接，R3的一端接地另一端與R4的進端以及D5和D6的輸出端相接，在R4和R5、R5和R6之間分別接有跨地電容C5和C6。
比較處理器(4)是由集成塊IC和電阻R7、R8和R9組成，IC采用LM741CP,IC的第三腳經(jīng)電阻R7后接地構(gòu)成零電位的基準電壓；誤差電壓經(jīng)IC的第六腳輸出再經(jīng)R8后，一方面接推動管Q1和Q2的基極，另一方面接反饋電阻R9，R9的另一端接IC的第二腳。
推動電路(6)的兩推動管Q1和Q2的發(fā)射極相接后，接調(diào)節(jié)電路(7)中的伺服電機M的一端，電機M的另一端接地，電容C9與電機M并聯(lián)。
調(diào)節(jié)電路(7)中的閃爍電路(8)從Q1的發(fā)射極出發(fā)，一路經(jīng)二級管D17的正、負、電阻R15后，一方面接電容C10的負極，另一方面接三極管Q3的基極；Q3的發(fā)射極接地，集電極一方面接電容C12的正極，另一方面接電阻R17的一端；C12的負極一方面接電阻R18的一端，另一方面接三極管Q5的基極，再一方面接電容C13的正極；Q5的發(fā)射極接地，集電極一方面接C10的正極，另一方面經(jīng)發(fā)光二極管D20的負、正極、電阻R19后與電阻R18、R17的另一端以及正極接地的穩(wěn)壓二極管D16、電阻R14的一端相接。
另一路經(jīng)二極管D18的正、負極、電阻R16后，一方面接電容C11的負極，另一方面接三極管Q4的基極，電容C11的正極與C10的正極相接；Q4的集電極(該管為PNP型)接地，發(fā)射極一方面接電容C13的負極，另一方面經(jīng)電阻R20至R21的另一端，在R20與R21之間接穩(wěn)壓二極管D19的正、負極到地。
變壓器B的另一組次級繞組B3經(jīng)過由二極管D7、D8、D9和D10以及電容C14組成的橋式整流濾波器后，形成正電源(14)，為過壓保護電路(13)、電路保護電路(12)、延時輸出電路(11)以及電源指示電路(10)提供電源。過壓保護電路(13)由電阻R22、R23、R24、可調(diào)電阻W2、電容C15、二極管D21、D22、發(fā)光二極管D23以及繼電器J1組成。R22、W2和R23依次串接到地，R22上端接電源，D21、J1和依次串接的D23、R24并聯(lián)，上端接電源，下端接Q6的集電極，Q6的發(fā)射極經(jīng)D22的正、負極到地。Q6的基極一方面接W2的動點，另一方面接電容C15的正、負極到地；J1的動斷觸點J′1接在變壓器B的220伏輸出端A2中。電路保護電路(12)由電阻R25、R26和R27、可調(diào)電阻W3、二極管D24、D25、發(fā)光二極管D26、三極管Q7、電容C16、繼電器J2組成，連接方法與過壓保護電路(13)相同，但繼電器J2的動斷觸點J′2接在變壓器B的次級繞組B2的中心抽頭與地之間。延時輸出電路(11)由電阻R28、R29、R30、R31、R32、R33、二極管D27、D28、D29、三極管Q8、Q9、發(fā)光二極管D30，電容C17，繼電器J3組成，電阻R28從電源接至D27的負、正極到地，在R28與D27的負極之間，一方面接Q8的集電極，另一方面接電容C17的正極，C17的負極上接Q8的基極，下接D28的負、正極到地，C17的負極還接R29到地；Q8的發(fā)射極一方面接R30到地，另一方面接R31到Q9的基極，D29和J3以及依次串接的D30、R33并聯(lián)后，上接電源，下接Q9的集電極，Q9的發(fā)射極接R32到地，J3的動斷觸點J′3接在變壓器B的220伏輸出端A2中。電阻R34和發(fā)光二極管D31依次從電源串接到地構(gòu)成電源指示電路(10)。
變壓器保護電路(9)由電流繼電器J4、交流接觸器C、動斷微觸開關(guān)K3、二極管D32、控制變壓器B′組成，在變壓器B的兩根輸入線中，分別裝有交流接觸器C的常閉觸點C′和C″，在其中一根串接電流繼電器J4；由市電輸入線中還并聯(lián)接出兩根電源線，其中一根電源線經(jīng)過J4的動合延時斷開觸點J′4后與另外一根分別接在并聯(lián)的交流接觸器C、控制變壓器B′的初級繞組的兩端；B′的次級繞組的一端經(jīng)過與K1并排安裝的動斷微觸開關(guān)K3后接地，另一端經(jīng)過二級管D32的正、負極后接Q1的發(fā)射極。
變壓器穩(wěn)壓輸出抽頭變換電路(23)，由降壓變壓器B″、D33～D36和C18組成的橋式整流濾波器、集成塊IC1、射極跟隨器Q10和Q11、繼電器J5等構(gòu)成，B″的初級端接220伏的穩(wěn)壓輸出端，IC1的第三腳經(jīng)過電阻R39、R38后接整流濾波的正輸出端，第三腳還通過反饋電阻R40與第六腳相接，在R38、R39之間接有并聯(lián)的電容C22的正極、穩(wěn)壓二極管D39的負極，并聯(lián)的另一端接地，電源取樣從市電引入經(jīng)過接地的高頻濾波電容C19、降壓電阻R35、整流二極管D37、降壓電阻R36后，一方面輸入到IC1的第二腳，另一方面經(jīng)過分壓電阻W4、R37后接地，在R36的兩端分別接有接地電容C20、C21的正極，在R35和D37之間接有防干擾二極管D38的負、正極到地，IC1的第四腳接地，第七腳接整流濾波的正輸出端，第六腳一方面經(jīng)過電阻R42后接射極跟隨器中Q10的基極，另一方面接濾波電容C23的正、負到地，再一方面經(jīng)過電阻R41后接整流濾波的正輸出端，D40和J5并聯(lián)，其D40的負端接整流濾波的正輸出端，另一端接射極跟隨器中的Q10和Q11的集電極，Q10的發(fā)射極接Q11的基極Q11的發(fā)射極接地；J5的兩組觸點中的一組的動端接輸入輸出公共端，其常閉端接變壓器B的初級繞組B1上的A0點，常開端接A0′點；另一組觸點的動端接穩(wěn)壓輸出線，其常閉端接B1上的A2點，常開端接A2′點。
產(chǎn)品出廠前，首先用220伏恒壓輸入，調(diào)整W1，使得A與A2重合，這時IC的第二腳輸入電壓為0；其次分別調(diào)整W2和W3，使得當變壓器B中的輸出電源分別達到240伏和260伏時，Q6和Q7分別能導通；再次，調(diào)整微觸開關(guān)的位置，當輸入電源超過380伏時，使得傳動臂(18)觸動K1和K3，當輸入電源低于40伏時，傳動臂(18)觸動K2。
使用時，當輸入電源正常時，發(fā)光二極管D20和D30發(fā)光；電容C17在通電瞬間，快速充電，緊接著經(jīng)Q8、R31和Q9、R32、D28進行放電，使得Q8和Q9導通，電源經(jīng)J3、Q9、R32到地，D30發(fā)光，指示正在延時，由于J3通電，其動斷觸點J3′立即斷開，切斷穩(wěn)壓輸出，經(jīng)過5±1分鐘后，C17放電完畢，Q8的基極偏壓消失，導致Q8和Q9截止，J3斷電，J3′閉合，輸出穩(wěn)壓，同時D30熄滅，指示延時完畢。此外，由于R6和R11的連接點的電壓為0，輸入給IC的第二腳的電壓為0，再與IC的第三腳相比較后，從IC的第六腳輸出為0,Q1和Q2截止，伺服電機M不動。
當輸入電源電壓升高時，經(jīng)R3、R4、C5、R5、C6、R6分壓后，從R6的出端與由R12、W1、R13、R11分壓后的出端對較后，得到一個正電源，供IC的第二腳再與IC的第三腳零電位基準電壓相比較，從第六腳輸出一個誤差控制信號正電壓經(jīng)R8后，供給Q1和Q2的基極作偏壓，Q1為NPN型，在正偏壓作用下，飽和導通；Q2為PNP型，在正偏壓作用下截止，正電源經(jīng)K1和Q1的發(fā)射極給調(diào)節(jié)電路(7)的伺服電機M提供一個正電壓，使其正轉(zhuǎn)，并帶動傳動臂(18)及其上的碳刷(19)順時針方向轉(zhuǎn)動，增大輸入繞組B1的匝數(shù)，從而降低輸出電壓和B2的電壓；當輸出電壓降至220伏時，B2上所提供的電壓使得R11從W1上取得的負分壓與R6的輸出正電壓持平，IC的第二腳輸入為0，與IC的第三腳相比較后，第六腳輸出也為0，從而Q1的基極失去偏壓而截止，伺服電機M停止轉(zhuǎn)動，保持輸出電壓穩(wěn)定不變。由于D14和D15之間點保持在0.7伏左右，可以使W1上分壓不會突變。
由于在電壓正常時，Q5在電阻R18提供的基極偏壓作用下正常導通，故D20正常發(fā)光；而當輸入電壓升高時，Q1的發(fā)射極輸出正電壓，一方面使電機M轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)輸出電壓；另一方面通過D18、R16使Q4截止；再一方面通過D17、R15，加到Q3的基極，使Q3導通，由于R17的存在，Q3一旦導通，則其集電極的電壓就會下降，受C12的影響，Q5的基極電壓也會下降；這樣Q5的導通程度也下降，D20就會暗淡下來；這時，Q5的集電極電壓將增高，一個正反饋信號從電容C10加到Q3的基極，使Q3導通程度加大，Q3的集電極電壓進一步降低，致使Q5的導通程度也進一步降低，D20又一次暗淡下來，依次繼續(xù)下去，將使得D20一閃一閃的更加暗淡下去，而且頻率加快，直到輸出電壓正常時，這時Q1截止，致使Q3也截止，Q5恢復正常導通，D20也正常發(fā)光。
當輸入電源電壓降低時，B2上的電壓也降低，原理同前一樣，給IC的第二腳輸入一個負電源再與IC第三腳的霉電位的基準電壓相比較后，從第六腳也輸出一個負壓，使得Q1截止，Q2飽和導通，負電源經(jīng)K2、Q2后給伺服電機M供電，伺服電機M反轉(zhuǎn)，帶動傳動臂(18)連同碳刷(19)沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，減小輸入繞組B1的匝數(shù)，使得輸出電壓升高，B2的電壓也升高；當輸出電壓升高到220伏時，R11從W1上取得的負分壓與R6腳輸出正電壓持平，IC的第二腳輸入為0，再與IC的第三腳相比較后第六腳輸出為0，同前一樣，Q2截止，伺服電機M停轉(zhuǎn)，保持輸出電壓穩(wěn)定不變，在這個調(diào)節(jié)過程中，同前一樣，Q3截止，Q4導通，引起D20閃爍。由于減速裝置(15)的減速比很大，因而，傳動臂(18)的轉(zhuǎn)動速度很慢，慣性小，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)；同時，由于傳動臂(18)的調(diào)節(jié)范圍在一圈以內(nèi)，故穩(wěn)壓調(diào)節(jié)所需的時間很少。此外，由于碳刷(19)與繞組B1的接觸面較大，故電力省耗少，且無火花產(chǎn)生。同時，由于繞組B1的線匝與電壓之間差比很少，線匝間的電壓在零點幾伏到1伏左右，故調(diào)節(jié)的電壓精度比較高，可以保持在220V±1.5％的范圍內(nèi)。
當輸入電壓降至120伏時，從電源輸入中引出的取樣電壓經(jīng)過降壓、整流濾波后，輸入到IC1的第二腳與基準電壓第三腳相比較后，從第六腳輸入一個高電平，促使Q10和Q11、J5工作，其兩組觸點中的動端分別將由與A0,A2相接轉(zhuǎn)換到A′0、A′2，這樣，就減少了輸入繞組匝數(shù)，提高了輸出電壓，也就是說，增大了調(diào)壓范圍。當輸入電壓又上升到128伏時，J5不工作，其觸點又轉(zhuǎn)接到A0和A2，增加輸入繞組匝數(shù)，便于電壓調(diào)節(jié)。
當輸出電壓升高到240伏時，過壓保護電路(13)中，從W2上取得并供給Q6的基極偏壓也隨著B3上的電壓升高而升高到使Q6飽和導通程度，這時Q6導通，J1工作，其動斷觸點J′1斷開，切斷穩(wěn)壓輸出，同時，電源經(jīng)D23、R24、Q6、D22到地，D23發(fā)光，指示電壓過高，已進行保護。當輸入電壓降低時，Q6基極的偏壓也隨即降低，使得Q6截止，J1斷電，J′1恢復，同時，D23也熄滅。
電路保護電路(12)的工作原理與過壓保護電路(13)相同，當輸出電壓達到250伏時，Q7飽和導通，J2工作，J′2斷開，這時，變壓器B中的次級繞組B2供電電路失壓，保護了電路(2)(3)(4)(5)(6)(7)及(8)中的元件免受損壞；同時，D26發(fā)光，指示電路保護電路(12)已工作。而當穩(wěn)壓輸出電壓降低時，同前一樣，Q7截止，J′2恢復，D26熄滅。
當輸入電壓超過380伏時，伺服電機M帶動傳動臂(18)及碳刷(19)沿順時針方向轉(zhuǎn)動到達B1的最大匝數(shù)位置，這時，傳動臂(18)已觸動動斷微觸開關(guān)K1，使其斷開，切斷了Q1的集電極電源，伺服電機M停轉(zhuǎn)，從而保護了減速裝置(15)免受損壞。同時，過壓保護電路(13)工作，J′1斷開，切斷穩(wěn)壓輸出；電路保護電路(12)也工作，J′2斷開，切斷B2的中心抽頭與地之間的相接。嗣后，當輸入電壓下降到正常時，首先，因為A點處在B1上的最大匝數(shù)位置，因而B3上的電壓較低，故J1和J2停止工作，觸點J′1和J′2復位；這時，由于B2上的電壓也較低，因而IC的第二腳將有一個負電源輸入與IC的第三腳相比較后，從第六腳輸出一個負壓，使得Q2飽和導通，推動伺服電機M帶動傳動臂(18)沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，直到輸出達到正常，K1隨之恢復。
當輸入電壓低于40伏時，碳刷(19)已逆時針方向轉(zhuǎn)到B1上的最小匝數(shù)位置，并觸動K2，使Q2截止，電機M停轉(zhuǎn)，減速裝置(15)得到了保護。這時，若輸入電壓突然升高到正常值，由于A點處于B1的最小匝數(shù)位置，因而B1上的電流就會增大許多，這時，串接在輸入線中的電流繼電器J4工作，其觸點J′4閉合，一方面接通交流接觸器C，使其常閉觸點C′和C″斷開，切斷變壓器B上輸入電源；另一方面，B′的初級接通，這時，B′的次級上感應的電壓其一端經(jīng)并排裝在K1位置的動斷微觸開關(guān)K3后接地，另一端的正電壓經(jīng)過二極管D32的正、負極給伺服電機M供電，使得伺服電機M帶動傳動臂(18)沿順時針方向轉(zhuǎn)動到B1上的最大匝數(shù)位置，觸動K3,B′的次級斷開，切斷伺服電機M的供電，電機M停轉(zhuǎn)，保護減速裝置(15)。
與此同時，由于C′和C″切斷了輸入電源，因此J4停止工作，其動合延時斷開觸點J′4經(jīng)過一定的延時時間后斷開，切斷接觸器C和B′的供電，C′和C″恢復，接通輸入電源，重新啟動電路工作。
當負載過載時，同前述一樣，輸入電流過大，J4工作，其觸點J′4閉合，接通接觸器C，使其觸點C′和C″斷開，切斷輸入電源，電源指示D31熄滅；經(jīng)過J′4延時后，再次接通輸入電源，這時，若負載正常，則經(jīng)過自動穩(wěn)壓調(diào)節(jié)后，正常工作，若負載仍然過載，則重復前面的過程，再次切斷輸入電源。
權(quán)利要求1.一種交流大范圍、高精度全自動穩(wěn)壓器，是由變壓器電路(1)、整流電路(2)、正取樣電路(3)、比較處理器(4)、負取樣電路(5)、推動電路(6)、調(diào)節(jié)電路(7)組成，變壓器電路(1)與整流電路(2)相連接，整流電路(2)與正取樣電路(3)、比較處理器(4)、負取樣電路(5)、推動電路(6)相連，正取樣電路(3)與負取樣電路(5)相接后又與比較處理器(4)相接，比較處理器(4)還與推動電路(6)相接，推動電路(6)又與調(diào)節(jié)電路(7)相接，調(diào)節(jié)電路(7)還與變壓器電路(1)相連；其特征在于a．變壓器電路(1)是由變壓器B和其輸入輸出抽頭A0、A、A1、A2構(gòu)成，變壓器B是一環(huán)式自藕調(diào)節(jié)變壓器，由初級繞組B1、次級繞組B2組成；初級繞組B1的一端A0為輸入和穩(wěn)壓輸出電源的公共端，穩(wěn)壓輸出電源兩種規(guī)格電壓輸出的另一端分別接初級繞組B1中的抽頭A1和A2，輸入電源的另一端接B1上的動觸點A；次級繞組B2帶有中心接地抽頭，其他兩個端點接整流電路(2)；b．整流電路(2)由次級繞組B2的兩個非接地端引入，與二極管D1和D2、D3和D4、D5和D6分別組成三組全波整流電路；(a)由D1和D2組成的負電源整流電路經(jīng)正極接地的電容C1后，一方面經(jīng)電阻R10后，在并聯(lián)接于地的電容C6、C7和二極管D13的非接地端處接比較處理器(4)，D13的負極接地，C7的正極接地；另一方面接負取樣電路(5)；再一方面接推動電路(6)；(b)由D3和D4組成的正電源電路經(jīng)負極接地的電容C2后，一方面依次經(jīng)串接的電阻R1、二極管D11的正、負極、電阻R2，并聯(lián)接地的二極管D12、電容C4、C3的非接地端后，接比較處理器(4)，D12的正極和C4的負極接地；另一方面接推動電路(6)；(c)由D5和D6組成的正電源整流電路接正取樣電路(3)；C．正取樣電路(3)是由電阻R3、R4、R5、R6和電容C5、C6組成；R3和R4的接頭端接D5和D6的負極，R3的另一端接地；R4的另一端依次串接電阻R5和R6，在R4與R5、R5與R6之間分別接負極接地的跨地電容C6、C6；R6的出端分別接比較處理器(4)和負取樣電路(5)；d．比較處理器(4)是由集成塊IC和電阻R8、R9、R7組成，IC的第二腳接R6的出端，并與R9的一端相接；第三腳經(jīng)電阻R7后接地；其中，由第3腳及R7接地后構(gòu)成零電位的基準電壓，第四腳一方面接R10的出端，另一方面接并聯(lián)接地的C8、C7、D13的非接地端，C7的正極、D13的負極接地；第六腳經(jīng)電阻R8后，一方面接R9的另一端，另一方面接推動電路(6)；第七腳接R2的出端；e．負取樣電路(5)是由電阻R11、R12、R13、可調(diào)電阻W1以及二極管D14、D15組成；R12的入端接C1的負極，出端串接W1、R13到地；D14和D15的負極相接，D14的正極接R12與W1之間，D15的正極接地；W1的動點接R11后接R6的出端；f．推動電路(6)是由動斷微觸開關(guān)K1、K2和推動三極管Q1、Q2組成；微觸開關(guān)K1前接C2的正極，后接三極管Q1的集電極；微觸開關(guān)K2前接C1的負極，后接三極管Q2的集電極；R8的出端同時接Q1和Q2的基極；Q1和Q2的發(fā)射極相接后，接調(diào)節(jié)電路(7)；g．調(diào)節(jié)電路(7)是由伺服電機M、電容C9、減速裝置(15)、傳動軸(17)、傳動臂(18)、碳刷(19)、引入線接頭(20)和止動螺釘(21)組成；伺服電機M裝在變壓器B的底座(16)的中部，其上裝減速裝置(15)，與減速裝置(15)連接的傳動軸(17)向上穿出變壓器(B)的上端蓋(22)的中心孔后，裝傳動臂(18)，由止動螺釘(21)固定；傳動臂(18)的左端下部裝碳刷(19)，上接引入線接頭(20)，碳刷(19)下接變壓器B的初級繞組B1中的A點；引入線接頭(20)與輸入電源的另一端相接；動斷微觸開關(guān)K1與K2分別裝在變壓器B上端面兩個極限處的徑向面上；電容C9與伺服電機M并聯(lián)相接，一端接地，另一端與Q1和Q2的發(fā)射極相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流大范圍、高精度全自動穩(wěn)壓器，其特征在于變壓器電路(1)中還有一個變壓器穩(wěn)壓輸出抽頭變換電路(23)，該電路從電源輸入線中的一根引入，首先經(jīng)過接地電容C19，再經(jīng)電阻R35降壓后，一方面經(jīng)二極管D38的負、正極到電源輸入線的另一根，另一方面經(jīng)二極管D37的正、負極、電阻R36后，一路接集成塊IC1的第二腳，另一路經(jīng)可調(diào)電阻W4、電阻R37到電源輸入線的另一根，再一路接電容C21的正、負極到電源輸入線的另一根，在D37與R36之間接有跨地電容C20的正、負極；變壓器B″的初級端接A0和A2，次級端經(jīng)過由二極管D33、D34、D35、D36、電容C18組成的橋式整流濾波器后，一方面接電阻R38，另一方面接IC1的第七腳，再一方面接電阻R41，還一方面接二極管D40的負極及與之并聯(lián)的繼電器J5；電阻R38的另一端一方面經(jīng)過電阻R39后接IC1的第三腳，另一方面接跨地電容C22的正極及與之并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管D39的負極，IC1的第三腳經(jīng)過反饋電阻R40后接IC1的第六腳，IC1的第四腳接地；IC1的第六腳一方面接R41的另一端，另一方面接電容C23的正極，還一方面經(jīng)過電阻R42后接三極管Q10的基極，Q10的發(fā)射極接三極管Q11的基極，Q11的發(fā)射極接地，Q10和Q11的集電極相接后與D40的正極相接，J5的兩組觸點中的一組的動端接輸入輸出公共端，其常閉端接變壓器B的初級繞組B1上的A0點，常開端接A0′點；另一組觸點的動端接穩(wěn)壓輸出線，其常閉端接B1上的A2點，常開端接A2′點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流大范圍、高精度全自動穩(wěn)壓器，其特征在于變壓器電路(1)中還有一個由電流繼電器J4、交流接觸器C、動斷微觸開關(guān)K3、二極管D32、控制變壓器B′組成的變壓器保護電路(9)，J4串接在變壓器B的輸入線路中，在兩根輸入線路中分別裝有交流接觸器C的常閉觸點C′和C″；由市電輸入線中還并聯(lián)引出一組輸入電源線，該輸入電源線的一根經(jīng)過J4的動合延時斷開觸點J′4后與另一根分別接在交流接觸器C與控制變壓器B′的初級繞組相并聯(lián)的兩端；B′的次級繞組的一端經(jīng)過與K1并排安裝的動斷微觸開關(guān)K3后接地，另一端經(jīng)過二極管D32的正、負極后接伺服電機M的非接地端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流大范圍、高精度全自動穩(wěn)壓器，其特征在于在調(diào)節(jié)電路(7)中還有一個閃爍電路(8)，該電路由伺服電機M的非接地端出發(fā)，一路經(jīng)過二極管D17的正、負極，電阻R15后，分別接電容C10的負極和三極管Q3的基極，Q3的發(fā)射極接地，Q3的集電極分接電容C12的正極和電阻R17，電容C12的負極既接電容C13的正極，也接電阻R18，還接三極管Q5的基極；Q5的發(fā)射極接地，Q5的集電極接發(fā)光二極管D20的負、正極、電阻R19后，與電阻R18、R17的另一端相接，其后經(jīng)正極接地的穩(wěn)壓二極管D16后，再經(jīng)電阻R14與C2的正極相接；另一路經(jīng)二極管D18的正、負極、電阻R16后，分別接電容C11的負極和三極管Q4的基極，Q4的集電極接地，發(fā)射極一方面接C13的負極，另一方面經(jīng)電阻R20、R21后與C1的負極相接；在R20與R21之間還接有負極接地的穩(wěn)壓二極管D19；電容C10和C11的正極相接后，接至Q5的集電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流大范圍、高精度全自動穩(wěn)壓器，其特征在于在變壓器電路(1)中，還有一個由次級繞組B3、二極管D7、D8、D9、D10、電容C14組成的橋式整流濾波電路(14)供電的過壓保護電路(13)；該電路由電阻R22、R23、R24、可調(diào)電阻W2、電容C15、二極管D21、D22、發(fā)光二極管D23、三極管Q6、繼電器J1組成，電阻R22、W2、R23依次串接到地，R22的上端接正電源(14)中C14的正極，W2的動端一方面接C15的正、負極到地，另一方面接Q6的基極；Q6的發(fā)射極經(jīng)二極管D22的正、負極到地，Q6的集電極一方面接二極管D21的正、負極到C14的正極，另一方面接J1后到C14的正極，再一方面經(jīng)R24、D23的負、正極后接C14的正極；J1的動斷觸點J1′接在變壓器B的輸出端A2中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流大范圍、高精度全自動穩(wěn)壓器，其特征在于變壓器電路(1)里變壓器B的次級繞組B2中還有一個由電阻R25、R26、R27、可調(diào)電阻W3、二極管D24、D25、發(fā)光二極管D26、電容C16、三極管Q7、繼電器J2組成的電路保護電路(12)，該電路的接法與電路(13)相同，J2的動斷觸點J2′接在B2的中心抽頭與地之間。
專利摘要本實用新型公開了一種由變壓器電路(1)、整流電路(2)、正取樣電路(3)、比較處理器(4)、負取樣電路(5)、推動電路(6)、調(diào)節(jié)電路(7)、閃爍電路(8)、變壓器保護電路(9)、電源指示電路(10)、延時輸出電路(11)、電路保護電路(12)、過壓保護電路(13)以及變壓器穩(wěn)壓輸出抽頭變換電路(23)構(gòu)成的交流大范圍、高精度的全自動穩(wěn)壓裝置,具有容量大、能耗少、穩(wěn)壓精度高、穩(wěn)壓范圍大、自動調(diào)節(jié)、自動恢復、通電延時輸出、過壓和過載自動保護等功能和特點,穩(wěn)壓范圍在40～380伏之間,都可穩(wěn)定輸出220V±1.5%標準電壓。本產(chǎn)品是現(xiàn)有各類家電用的延時、穩(wěn)壓裝置的換代產(chǎn)品,是家庭、賓館和電腦應用等場所穩(wěn)壓保護的最佳產(chǎn)品。
文檔編號H02J3/00GK2307390SQ9722192
公開日1999年2月10日 申請日期1997年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月13日
發(fā)明者桂斌 申請人:桂斌