專利名稱：耐高壓低耗智能延時交流穩(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)壓器，特別是一種耐高壓智能延時交流穩(wěn)壓器。
目前市場上由繼電器切換變壓器抽頭進行調(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、基準電壓部件、電壓輸入采樣部件、比較放大部件、延時部件組成。這種交流穩(wěn)壓器正進入家用市場，而它的輸入電壓最高僅為260～270V，再高就自身難保了。有時由于線路故障，380V電壓誤入家庭，會造成一片地區(qū)家用電器被損壞。為了避免壓縮機為主要部件的用電設(shè)備，因瞬間停電而造成重負荷起動，即堵轉(zhuǎn)，都設(shè)有延時啟動部件。但如果不分各種情況，一律從電網(wǎng)來電時起延時5分鐘啟動，則會在許多情況下產(chǎn)生不必要的延時。
本實用新型的目的是提供一種在電網(wǎng)電壓偏高或偏低時，能自動進行降壓或升高，在電壓超出電器工作電壓范圍時，能自動關(guān)斷電器電源，電網(wǎng)電壓恢復(fù)到電器工作電壓范圍時，又能自動恢復(fù)供電的交流穩(wěn)壓器，并能長時間承受380V交流電壓，并具有智能延時功能。
本實用新型的目的是這樣實現(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，與基準電壓部件輸入的電壓信號作比較并放大，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。智能延時部件是由短延時電路、簡易穩(wěn)壓電路、長延時電路、電壓比較放大輸出電路、狀態(tài)指示電路組成。短延時電路的電壓信號輸入電壓比較放大輸出電路，短延時電路能被比較放大部件送來的信號觸發(fā)而降低輸出的電壓信號，簡易穩(wěn)壓電路用以提高長延時電路的電壓，長延時電路的電壓信號輸入電壓比較放大輸出電路，開關(guān)K可控制其延時狀態(tài)，電壓比較放大輸出電路把輸入的電壓信號作比較放大，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部件的工作狀態(tài)；給短延時電路充電；給長延時電路充電，為延時作準備。耐高壓直流穩(wěn)壓電源也可以由電容降壓電路、兩個整流濾波電路、電壓取樣電路、兩個比較放大電路、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，分別輸入兩個比較放大電路，與基準電壓部件輸入的電壓信號分別作比較并放大，一個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)另一個整流濾波電路進行整流濾波，輸出直流電，與另一個比較放大電路的電壓信號一起，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、兩個比較放大電路、與基準電壓部件一起組成一個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)整電路不會同時導(dǎo)通。
本實用新型的基本特點如下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、一檔延時關(guān)斷。二檔升壓對電壓偏低較大的地區(qū)特別實用。
2。繼電器切換跳變點有一定的回差特性，以避免輸入電壓在跳變點附近波動時，使繼電器來回頻繁跳動。
3.電容降壓電路能承受500V交流波動電壓和能長時間承受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)，當電壓回落到可調(diào)壓范圍時，能自動恢復(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.具有智能延時功能。當因過壓、欠壓關(guān)斷輸出，或斷電后即進入5分鐘延時狀態(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)定的延時時間。延時結(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)壓器進行短延時十幾秒后開通。②如電網(wǎng)無電則等來電以后再延時十幾秒再開通。這十幾秒的延時，能使穩(wěn)壓器有時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，有較大的時間常數(shù)。否則在采樣電壓上升過程中，穩(wěn)壓器會得到一個電壓偏低的誤信號，產(chǎn)生誤動作。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)合附圖對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的立體圖；圖2是圖1的剖視圖；圖3是本實用新型的原理框圖；圖4是圖3的電路圖。
參照圖1，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，關(guān)是短延時；和發(fā)光二極管D11、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D27。
參照圖2，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、智能延時部件7。
參照圖3、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，使調(diào)壓變壓器B有足夠的升壓比；一次
升壓時，保持合適的升壓比；直通時調(diào)壓變壓器B不工作；降壓時保持合適的降壓比；欠壓、過壓、延時時輸出關(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，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把取樣信號與基準電壓作比較放大，推動三極管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是保險絲。平時二極管D10不導(dǎo)通，如機器故障導(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，應(yīng)能滿足繼電器J1、J2、J3都吸合時的工作電流，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處于截止狀態(tài)，當穩(wěn)壓器跳變到升、降壓狀態(tài)時，除繼電器J3外，繼電器J1、J2也有一只或二只吸合，剛吸合時由大容量的電容C2提供工作電流。這時超過了電容C1所能提供的工作電流，所以電容C2上的電壓開始下降。這時因繼電器J1或J2已投入工作，變壓器B進入工作狀態(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由截止進入放大狀態(tài)，三極管BG1也進入放大狀態(tài)，給電容C2提供電流，使其電壓不再下降，而進入另一個穩(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，給基準電壓部件4、比較放大部件6、智能延時部件7提供工作電源。基準電壓部件4是由電阻R9、二極管D11～13組成，其基準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，作為參考標準。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)成的保護電路組成，將分壓后的信號送入比較放大電路6。比較放大部件6是由運算放大器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，與基準電壓部件4輸入的標準電壓一起由運算放大器IC1～5進行比較輸出信號再經(jīng)放大后去推動繼電器J工作。電阻R15、R16、R18、R19、R23分別是各運算放大器的反饋電阻，使運算放大器產(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，運算放大器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，運算放大器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，運算放大器IC2、IC3都輸出高電位，運算放大器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，運算放大器J1～3都輸出高電位，運算放大器IC1經(jīng)電阻R14，二極管D16觸發(fā)單向可控硅SCR，智能遲時部件7動作，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)，同時二極管D27也發(fā)光指示延時狀態(tài)。⑤降壓時，運算放大器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，運算放大器IC4、IC5輸出高電位，運算放大器IC5經(jīng)電阻R25，二極管D21觸發(fā)單向可控硅SCR后，和欠壓時一樣智能延時部件7動作并發(fā)光指示，這時二極管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)成的長延時電路，運算放大器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。短延時過程是在剛來電時，由于電容C8充電較慢，使運算放大器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，此時運算放大器IC6的正負相輸入端電壓迅速上升到接近其輸出的高電位，運算放大器IC6輸入端正極電位總是略高于負極電位，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，此時二極管D27熄滅表示延時結(jié)束。當市電斷電時，電容C8經(jīng)二極管D30迅速放電，當過壓或欠壓觸發(fā)單向可控硅SCR時，也使電容C8迅速放電，使運算放大器IC6的正相輸入端電壓迅速降為接近地電位。運算放大器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)，都不影響其延時時間。如果把開關(guān)K閉合，電容C9經(jīng)電阻R30迅速放電，就會結(jié)束延時時間。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]、基準電壓部件[4]、電壓輸入采樣部件[5]、比較放大部件[6]、延時部件組成，本實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；所述延時部件是由短延時電路、簡易穩(wěn)壓電路、長延時電路、電壓比較放大輸出電路、狀態(tài)指示電路構(gòu)成的智能延時部件[7]，比較放大部件[6]的輸出端與短延時電路連接，簡易穩(wěn)壓電路的輸出端與長延時電路連接，短延時電路和長延時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、短延時電路、長延時電路。
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、兩個整流濾波電路、電壓取樣電路、兩個比較放大電路、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電壓部件〔4〕的輸出端，各分別接入兩個比較放大電路，一個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，另一個整流濾波電路的輸入端接調(diào)壓部件〔1〕，它和另一個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。由短延時電路、簡易穩(wěn)壓電路、長延時電路、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，功耗小；并具有長延時和短延時功能。
文檔編號G05F1/10GK2153826SQ93209619
公開日1994年1月19日 申請日期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 申請人:陳德文