專利名稱：智能穩(wěn)壓保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及對現(xiàn)有家用電器、電器產(chǎn)品的電源進(jìn)行大范圍穩(wěn)壓和全方位保護(hù)的電器設(shè)備領(lǐng)域。
在目前市場上，由于傳統(tǒng)自動穩(wěn)壓器使用單一的調(diào)節(jié)輸入電壓比或輸出電壓比的穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)，變壓器調(diào)壓抽頭為等比例結(jié)構(gòu)，使穩(wěn)壓器穩(wěn)壓范圍窄，在大范圍穩(wěn)壓時控制電路多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜(四個調(diào)壓單元只能達(dá)到輸入122V--280V，輸出220V±8％的穩(wěn)壓范圍)，和沒有智能開關(guān)機(jī)結(jié)構(gòu)，即在沒有使用電器和電網(wǎng)電壓正常時主變壓器在工作而空載損耗電能(數(shù)十瓦以上，大功率穩(wěn)壓器空截?fù)p耗更大)，保護(hù)功能不完善等一些缺點。
本實用新型的目的在于，和傳統(tǒng)穩(wěn)壓器使用相同器件的情況下擴(kuò)大穩(wěn)壓范圍(用四個調(diào)節(jié)單元能達(dá)到輸入75V--280V，輸出220V±8％的穩(wěn)壓范圍，)、在相同的穩(wěn)壓范圍時，減少器件而降低生產(chǎn)成本(二個調(diào)節(jié)單元能達(dá)到輸入145V--280V，輸出220V±8％，而現(xiàn)有穩(wěn)壓器需要三個調(diào)節(jié)單元)；在沒有負(fù)荷和電壓正常不需要穩(wěn)壓時主變壓器不工作，降低空載損耗節(jié)約電能(二瓦左右，現(xiàn)有穩(wěn)壓器沒有該功能，一年可節(jié)電數(shù)十到數(shù)百KWH的電能)，滿足日益重視的綠色環(huán)保產(chǎn)品的要求；對電器產(chǎn)品和穩(wěn)壓器本身實行全方位保護(hù)，延長電器和穩(wěn)壓器本身的使用壽命。
該智能穩(wěn)壓保護(hù)器是這樣設(shè)計的采用全新的輸入輸出結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)輸入電壓比和調(diào)節(jié)輸出電壓比相結(jié)合的自耦變壓器電路，主變壓器為自耦變壓器，抽頭具有特定電壓比，調(diào)節(jié)輸入電壓比繞組的抽頭的電壓間隔寬，調(diào)節(jié)輸出電壓比繞組的抽頭的電壓間隔窄，輸入繞組抽頭的電壓間隔與輸出繞組抽頭的電壓間隔之比為二倍以上，并為整倍數(shù)，調(diào)節(jié)輸入電壓比的輸入調(diào)壓繼電器連接于主變壓器輸入抽頭上，調(diào)節(jié)輸出電壓比的輸出調(diào)壓繼電器連接于主變壓器輸出抽頭上，輸入調(diào)壓電路中的第一個調(diào)壓繼電器和輸出調(diào)壓電路中的調(diào)壓繼電器的常閉觸點以及主變壓器調(diào)壓端調(diào)壓抽頭聯(lián)接在一起，調(diào)壓單元的運算放大器同相輸入端聯(lián)接于基準(zhǔn)電壓處，同相輸入端和輸出端分別接有正反饋電阻，輸入調(diào)壓電路的取樣電壓直接聯(lián)接于電網(wǎng)電壓輸入處，輸出調(diào)壓電路的取樣電壓直接聯(lián)接于主變壓器抽頭上，輸入調(diào)壓電路比較器輸出端和輸出調(diào)壓電路的驅(qū)動電路輸入端，接有同步電阻和電容，在穩(wěn)壓器交流輸出端前有一小型電流互感器，互感器次級聯(lián)接有運算放大器和大功率開關(guān)晶體管，晶體管集電極和驅(qū)動電路發(fā)射級連接在一起，該機(jī)調(diào)壓、開機(jī)繼電器聯(lián)接于驅(qū)動用大功率晶體管集電極；在第一個輸入調(diào)壓單元電壓比較器和輸出調(diào)壓電路電壓比較器兩輸出端聯(lián)接有開關(guān)二極管和放大電路，放大電路集電極聯(lián)接有智能開關(guān)機(jī)繼電器，智能開關(guān)機(jī)繼電器常開觸點接在主變壓器非調(diào)壓端，智能開關(guān)機(jī)繼電器常閉觸點接在電壓保護(hù)電路上；在主變壓器繞組中加有一溫度傳感器，另外還設(shè)有在本機(jī)工作時為該機(jī)供電的副繞組；該機(jī)設(shè)有主變壓器過熱保護(hù)電路，基準(zhǔn)電壓和調(diào)壓部分的基準(zhǔn)電路共用，溫度傳感器繞在主變壓器中，可調(diào)電阻調(diào)節(jié)靈敏度；延時電路輸入端設(shè)有保護(hù)復(fù)位電路，在報警電路電源端設(shè)有報警時間限制電路；該機(jī)設(shè)有雙路輸出結(jié)構(gòu)，一路經(jīng)過輸出繼電器直接輸出，二路經(jīng)過延時保護(hù)繼電器延時和保護(hù)后輸出；還特設(shè)一在睡眠時為主電路供電的小型變壓器，此變壓器初級并聯(lián)于繼電器的常開觸點上。
當(dāng)電網(wǎng)電壓高于輸出設(shè)計精度值時，輸出調(diào)壓電路的電壓比較器輸出高電位，驅(qū)動電路使繼電器吸合，轉(zhuǎn)變主變壓器的抽頭，通過主變壓器的自耦作用使輸出電壓降低，在電網(wǎng)電壓正常時，由于輸入調(diào)壓電路和輸出調(diào)壓電路繼電器的常閉觸點，連接在一起輸出電網(wǎng)電壓，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低為輸出精度設(shè)計值時，輸入調(diào)壓電路的運算放大器輸出高電位，驅(qū)動電路使繼電器吸合，轉(zhuǎn)變主變壓器的抽頭，通過主變壓器的自耦作用使輸出電壓升高，由于輸入調(diào)壓電路的大間隔調(diào)壓(設(shè)計電壓精度的兩倍)，會使輸出電壓高于正常使用值，這時輸出調(diào)壓電路的電壓比較器會輸出高電位，驅(qū)動電路使輸出調(diào)壓繼電器吸合，轉(zhuǎn)變主變壓器的抽頭，通過主變壓器的自耦作用使輸出電壓降低，達(dá)到電器使用電壓的要求，當(dāng)電網(wǎng)電壓繼續(xù)降低時，由于輸入調(diào)壓電路升高有兩倍輸出精度的電壓，這時輸入調(diào)壓電路維持原狀，由輸出調(diào)壓電路回到以前的狀態(tài)，使電壓升高，達(dá)到兩次升高電壓的目的，通過以上輸入輸出電路的巧妙配合，使調(diào)壓單元的利用率提高30％-45％。在輸入調(diào)壓電路和輸出調(diào)壓電路工作的同時，運算放大器輸出的高電位經(jīng)過開關(guān)二極管驅(qū)動大功率晶體管使聯(lián)接于主變壓器非調(diào)壓端的繼電器吸合，實行輸入輸出調(diào)壓繼電器工作時，主變壓器非調(diào)壓端電流回路接通，主變壓器工作，完成電壓不正常開機(jī)，由于以上各驅(qū)動電路的電源還要受控于負(fù)載檢測電路，即只有在負(fù)載檢測電路檢測到負(fù)載時，該負(fù)載信號通過放大，驅(qū)動大功率晶體管導(dǎo)通，聯(lián)接于該晶體管集電極上的驅(qū)動電路才有工作電源而開始工作，完成智能開機(jī)功能。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
說明書附圖是該智能穩(wěn)壓器電器原理圖。
附圖標(biāo)記為JX*輸入接口，PX*輸出接口，IC*集成塊，R*電阻，C*電容，D*二極管，DW穩(wěn)壓管，SK按扭，B*變壓器，J*繼電器，VT*三極管，RW*可調(diào)電阻，Y喇叭，K開關(guān)。以上*為數(shù)字序號。
未穩(wěn)壓的電網(wǎng)交流電壓從(JX1、JX2)輸入，穩(wěn)定的交流電壓從(PX1、PX2)輸出，經(jīng)過延時和保護(hù)后的交流電壓從(PX1、PX3)輸出，整流濾波網(wǎng)絡(luò)(R22、D4、C5、R21、C7)，聯(lián)接于輸入電壓(JX1)端檢測主電網(wǎng)電壓，作輸入調(diào)壓電路的比較電壓，主變壓器調(diào)壓端(6)抽頭電壓經(jīng)(R23、D3、C6、R24、C8)反向整流濾波而得的負(fù)電壓值，作輸出調(diào)壓電路比較電壓，(R1、R2、DW、C3、RW1、RW2、R3)基準(zhǔn)電壓電路聯(lián)接于工作電源之中，運算放大器(IC1-A、IC1-B、IC1-C、IC1-D組成電壓比較電路對以上電壓進(jìn)行比較，基準(zhǔn)電壓聯(lián)接于運算放大器同相輸入端、比較電壓聯(lián)接于運算放大器反相輸入端。各運算放大器輸入端都有可調(diào)電阻可對比較電壓或基準(zhǔn)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足輸出電壓之調(diào)節(jié)需要。由(R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11)引入了少量的正反饋，防止電網(wǎng)電壓在臨界狀態(tài)和小范圍變化時電路頻繁翻轉(zhuǎn)，繼電器頻繁動作。在輸入繼電器(J1、J2、J3)工作的瞬間，輸出電壓會產(chǎn)生過高或過低的情況，為解決這一問題，該機(jī)由(R16、R17、R18、C4)組成了同步電路，使繼電器(J4)分別和(J1、J2、J3)同步，解決輸出電壓瞬間過高和過低的問題。
負(fù)載互感器(B3)聯(lián)接于輸出端(PX2)前，組成負(fù)載檢測電路，，(C12、D14、D15)諧振、限幅，(IC2-C)對負(fù)載信號放大，檢波濾波(D16、C11)使開關(guān)(VT7)工作，給驅(qū)動電路(VT1、VT2、VT3、VT4、VT5)和繼電器予工作電壓，使該機(jī)有負(fù)載時才工作，(R27)調(diào)整本電路的靈敏度。電壓不正常需要調(diào)壓的開機(jī)信號，直接由(IC1-A、IC1-D)輸出端經(jīng)過(D12、D13、R19)獲取，電壓不正常時它們輸出高電位使(VT5、J5)工作，由(J5)聯(lián)接于主變壓器非調(diào)壓(1)端控制主變壓器，使主變壓器需要穩(wěn)壓時才工作。
安全保護(hù)報警電路由(IC2-A、IC2-B、IC2-D、IC4)熱敏電阻(Rt°、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10、VT11、VT12、LD1、LD2、J6、Y)等組成。(R32、D5、C9、RW7、R40、RW5、R33)組成電壓檢測、調(diào)節(jié)、電路，聯(lián)接于(J6)輸出端，供高低壓保護(hù)電路使用，運算放大器(IC2-A)組成高電壓保護(hù)電路，用發(fā)光二極管(1D2)發(fā)光指示電壓過高。運算放大器(IC2-B、Rt°)等組成溫度保護(hù)電路，溫度傳感器處于主變壓器中，運算放大器(IC2-B)聯(lián)接于(Rt°)后，對(Rt°)的電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，發(fā)光二極管(LD1)指示過載。在各種保護(hù)電路工作的同時通過(R37、VT6)使(VT7)截止，控制驅(qū)動電路停止工作達(dá)到過電壓保護(hù)的目的。(R36、C16)給報警片短時間工作電壓，輸出報警信號驅(qū)動功率放大電路，喇叭(Y)發(fā)音給主人報警。用改變(C15、C16)的大小，控制報警時間的長短。(R39、VT11)使延時保護(hù)輸出端口停電。(D20、R41)組成過壓自鎖電路，需要該機(jī)工作時只有按下復(fù)位按扭(SK)，才能使電路恢復(fù)工作。
常閉觸點(J5)聯(lián)接于電源正端，在該機(jī)處于睡眠時，關(guān)閉電壓保護(hù)電路。為使常閉觸點(J5)和多處比較電壓檢測電路正常工作，主電網(wǎng)的零線也連接到正電源。
停電延時由(IC2-D、VT8、J6)等組成，(IC2-D)負(fù)輸入端接基準(zhǔn)電壓，正輸入端接入(R31、C13、)組成的RC時間延時電路。由(RW7、VT12)組成低電壓保護(hù)電路，在安全保護(hù)電路中，還有由(VT11、R39、R43、C15、D17)組成復(fù)位電路，確保設(shè)備安全。
電源電路由(B2、IC3、D1、D2、C1)(D2為一整流橋堆)等組成，由于為了降低損耗，主變壓器(B1)沒有長期工作，另設(shè)有一小型變壓器(B2)，給電壓比較電路、自動開機(jī)電路待機(jī)電源，在主變壓器工作后(B2)將隨(J5)的吸合停止工作，以延長(B2)的壽命。這時該機(jī)工作電源則由主變壓器(B1)副繞組提供。(IC3)為三端穩(wěn)壓器件，滿足電路對電壓高精度的需要。電容(C1、C2、C3)組成電源濾波電路。
開關(guān)(K)為該機(jī)的工作電源開關(guān)，可對該機(jī)進(jìn)行控制，K打開該機(jī)開始自動工作，K關(guān)閉該機(jī)退出運行，電器直接電網(wǎng)電壓工作。(B4、C17)組成簡單的電源凈化電路，防止電網(wǎng)干擾信號干擾電器。
本實用新型智能穩(wěn)壓保護(hù)器，利用以上全新的調(diào)節(jié)輸入電壓比和輸出電壓比相結(jié)合的調(diào)壓電路結(jié)構(gòu)，使調(diào)壓電路簡化，節(jié)省器件、人力，降低生產(chǎn)成本；智能開關(guān)機(jī)電路使該機(jī)縮短工作時間，節(jié)省大量的電能，滿足綠色環(huán)保產(chǎn)品要求；安全保護(hù)電路使電器產(chǎn)品和該機(jī)本身得到全方位安全保護(hù)，壽命大為延長。對生產(chǎn)廠家降低生產(chǎn)成本提高產(chǎn)品性能，和消費者使用該智能穩(wěn)壓保護(hù)器對電網(wǎng)穩(wěn)壓和設(shè)備保護(hù)，都具有十分重要的意義。
權(quán)利要求1.智能穩(wěn)壓保護(hù)器是一種在現(xiàn)有交流自動穩(wěn)壓器基礎(chǔ)上，更新調(diào)壓電路結(jié)構(gòu)，增加智能開關(guān)機(jī)功能的電器設(shè)備，它包括現(xiàn)有穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)自耦變壓器抽頭改變單一的輸入電壓比、或輸出電壓比，通過自耦變壓器進(jìn)行穩(wěn)壓的多級調(diào)壓的結(jié)構(gòu)原理，和現(xiàn)有電器中普遍運用的運算放大器組成的電壓比較電路，本實用新型的特征在于采用全新的輸入輸出結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)輸入電壓比和調(diào)節(jié)輸出電壓比相結(jié)合的自耦變壓器電路，主變壓器(B1)為自耦變壓器，抽頭具有特定電壓比，調(diào)節(jié)輸入電壓比繞組的抽頭(2、3、4、6)的電壓間隔寬，調(diào)節(jié)輸出電壓比繞組的抽頭(5、6)的電壓間隔窄，輸入繞組抽頭(2、3、4、6)的電壓間隔與輸出繞組抽頭(5、6)的電壓間隔之比為二倍以上，并為整倍數(shù)，調(diào)節(jié)輸入電壓比的輸入調(diào)壓繼電器(J3、J2、J1)連接于主變壓器(B1)輸入抽頭(6、4、3、2)上，調(diào)節(jié)輸出電壓比的輸出調(diào)壓繼電器(J4)連接于主變壓器(B1)輸出抽頭(5、6)上，輸入調(diào)壓電路中的第一個調(diào)壓繼電器(J3)和輸出調(diào)壓電路中的調(diào)壓繼電器(J4)的常閉觸點以及主變壓器(B1)調(diào)壓抽頭(6)聯(lián)接在一起，調(diào)壓單元的運算放大器(IC1-A、IC1-B、IC1-B、IC1-D)同相輸入端聯(lián)接于基準(zhǔn)電壓處，同相輸入端和輸出端分別接有正反饋電阻(R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11)，輸入調(diào)壓電路的取樣電壓(R22、D4、R21、RW4)直接聯(lián)接于電網(wǎng)電壓輸入處(JX1)，輸出調(diào)壓電路的取樣電壓(R23、D3、R24、RW3)直接聯(lián)接于主變壓器抽頭(6)上，輸入調(diào)壓電路比較器(IC1-A、IC1-B、IC1-C)輸出端和輸出調(diào)壓電路的驅(qū)動電路(VT4)輸入端，接有同步電阻(R16、R17、R18、)和電容(C4)。
2.如權(quán)利要求1所述的智能穩(wěn)壓保護(hù)器，其特征在于在穩(wěn)壓器交流輸出端(PX2)前有一小型電流互感器(B3)，互感器(B3)次級聯(lián)接有運算放大器(IC2-B)和大功率開關(guān)晶體管(VT7)，晶體管(VT7)集電極和驅(qū)動電路(VT3、VT2、VT1、VT4、VT5)發(fā)射級連接在一起，該機(jī)調(diào)壓、開機(jī)繼電器(J1、J2、J3、J4、J5)聯(lián)接于驅(qū)動用大功率晶體管(VT3、VT2、VT1、VT4、VT5)集電極。
3.如權(quán)利要求1所述的智能穩(wěn)壓保護(hù)器，其特征在于在第一個輸入調(diào)壓單元電壓比較器(IC1-A)和輸出調(diào)壓電路電壓比較器(IC1-D)兩輸出端聯(lián)接有開關(guān)二極管(D12、D13)和放大電路(VT5)，放大電路(VT5)集電極聯(lián)接有智能開關(guān)機(jī)繼電器(J5)，智能開關(guān)機(jī)繼電器(J5)常開觸點接在主變壓器(B1)非調(diào)壓端(1)，智能開關(guān)機(jī)繼電器(J5)常閉觸點接在電壓保護(hù)電路(RW7)上。
4.如權(quán)利要求1所述的智能穩(wěn)壓保護(hù)器，其特征在于主變壓器(B1)繞組中加有一溫度傳感器(Rt°)，另外還設(shè)有在本機(jī)工作時為該機(jī)供電的副繞組。
5.如權(quán)利要求1所述的智能穩(wěn)壓保護(hù)器，其特征在于設(shè)有主變壓器過熱保護(hù)電路(IC2-B)，基準(zhǔn)電壓(R1、DW、C3)和調(diào)壓部分的基準(zhǔn)電路共用，溫度傳感器(Rt°)繞在主變壓器中，電阻(RW6、R34)調(diào)節(jié)靈敏度。
6.如權(quán)利要求1所述的智能穩(wěn)壓保護(hù)器，其特征在于在延時電路(IC2-D)輸入端設(shè)有保護(hù)復(fù)位電路(R43、C15、VT11、D17)，在報警電路(IC4)電源端設(shè)有報警時間限制電路(R36、C16、R43、C15)。
7.如權(quán)利要求1所述的智能穩(wěn)壓保護(hù)器，其特征在于設(shè)有雙路輸出結(jié)構(gòu)，一路經(jīng)過輸出繼電器(J4、PX1、PX2)直接輸出，二路經(jīng)過延時保護(hù)繼電器(J6、PX3、PX2)延時和保護(hù)后輸出。
8.如權(quán)利要求1所述的智能穩(wěn)壓保護(hù)器，其特征在于特設(shè)一在睡眠時為主電路供電的小型變壓器(B2)，此變壓器初級并聯(lián)于繼電器(J5)的常開觸點上。
專利摘要實用新型智能穩(wěn)壓保護(hù)器,涉及交流自動穩(wěn)壓的電器設(shè)備領(lǐng)域,是針對市場上現(xiàn)有自動穩(wěn)壓器穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)和空載損耗等方面的缺點而設(shè)計,該機(jī)由輸入調(diào)壓電路升壓、輸出調(diào)壓電路降壓,且輸入調(diào)壓間隔是輸出調(diào)壓間隔兩倍的全新的輸入輸出自耦變壓器調(diào)壓結(jié)構(gòu),和通過負(fù)載檢測電路、電壓比較電路控制的智能開關(guān)機(jī)結(jié)構(gòu),以及過電壓、欠電壓、過載、延時保護(hù)電路結(jié)構(gòu)組成,用以達(dá)到擴(kuò)大穩(wěn)壓范圍,降低生產(chǎn)成本,節(jié)約電能,對電器產(chǎn)品和穩(wěn)壓器本身實行全方位保護(hù)的目的。
文檔編號H02H5/00GK2414438SQ9923422
公開日2001年1月10日 申請日期1999年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月13日
發(fā)明者石瑞新 申請人:石瑞新