一種單相高精度交流穩(wěn)壓電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用涉及一種單相高精度交流穩(wěn)壓電源，包括自耦變壓器、調(diào)壓電機(jī)和輸出繼電器，調(diào)壓電機(jī)由自動(dòng)控制單元驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)自耦變壓器的一次側(cè)觸頭滑移以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，自動(dòng)控制單元包括信號(hào)調(diào)理電路、電壓調(diào)節(jié)電路、過欠壓保護(hù)電路、基準(zhǔn)電路、輸出與指示電路、電源電路以及上電延時(shí)電路，信號(hào)調(diào)理電路和電源電路的輸入端并聯(lián)，信號(hào)調(diào)理電路的輸出分別接入電壓調(diào)節(jié)電路的比較端和過欠壓保護(hù)電路的比較端。本實(shí)用新型的自動(dòng)控制單元進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)壓效率低，另外，實(shí)際電路兼容性強(qiáng)，可根據(jù)客戶的要求定制產(chǎn)品的保護(hù)功能；通過電壓調(diào)節(jié)電路監(jiān)測交流電源電壓，當(dāng)偏離用戶設(shè)定的穩(wěn)定電壓工作點(diǎn)時(shí)，電壓調(diào)節(jié)電路響應(yīng)迅速，穩(wěn)壓精度高。
【專利說明】一種單相高精度交流穩(wěn)壓電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種單相交流穩(wěn)壓電源。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的單相交流穩(wěn)壓電源，一般由調(diào)壓電路、控制電路及調(diào)壓電機(jī)等組成，當(dāng)輸入電壓或負(fù)載變化時(shí)，控制電路進(jìn)行取樣、比較、放大，然后控制調(diào)壓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使交流穩(wěn)壓電源的電刷的位置改變，從而保持輸出電壓的穩(wěn)定?，F(xiàn)有的單相交流穩(wěn)壓電源沒有經(jīng)過統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)劃，各廠家出廠的單相交流穩(wěn)壓電源呈現(xiàn)出功能簡單，控制電路復(fù)雜，穩(wěn)壓精度低，以及穩(wěn)壓效率低的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種經(jīng)模塊化電路設(shè)計(jì)，可兼容多種功能，精度高、效率高且控制電路集成度高的單相高精度交流穩(wěn)壓電源。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用這樣一種單相高精度交流穩(wěn)壓電源，包括自耦變壓器、調(diào)壓電機(jī)和輸出繼電器，所述的調(diào)壓電機(jī)由自動(dòng)控制單元驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)所述的自耦變壓器的一次側(cè)觸頭滑移以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，所述的自動(dòng)控制單元包括
[0005]信號(hào)調(diào)理電路，用以采樣所述的自耦變壓器的一組二次側(cè)電壓以及整定所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定輸出電壓；
[0006]電壓調(diào)節(jié)電路，輸出用以控制所述的調(diào)壓電機(jī)正反向轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)初步控制信號(hào)；
[0007]過欠壓保護(hù)電路，輸出用以控制所述的輸出繼電器分合的控制信號(hào)；
[0008]基準(zhǔn)電路，提供用于電壓調(diào)節(jié)與過欠壓保護(hù)的基準(zhǔn)比較電壓；
[0009]輸出與指示電路，用以驅(qū)動(dòng)所述的輸出繼電器動(dòng)作，以及給出工作狀態(tài)的指示；
[0010]電源電路，用以提供所述的基準(zhǔn)比較電壓，以及各單元電路的工作電壓和所述的調(diào)壓電機(jī)的控制電壓；
[0011]以及上電延時(shí)電路，所述的信號(hào)調(diào)理電路和所述的電源電路的輸入端并聯(lián)，所述的信號(hào)調(diào)理電路的輸出分別接入所述的電壓調(diào)節(jié)電路的比較端和所述的過欠壓保護(hù)電路的比較端。
[0012]本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，通過信號(hào)調(diào)理電路采樣交流穩(wěn)壓電源的輸出端電壓，并與基準(zhǔn)電路給出的基準(zhǔn)比較電壓進(jìn)行比較，由電壓調(diào)節(jié)電路和過欠壓保護(hù)電路分別輸出控制信號(hào)給調(diào)壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和輸出繼電器，分別實(shí)現(xiàn)調(diào)壓穩(wěn)壓和保護(hù)的功能。本實(shí)用新型的自動(dòng)控制單元進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)壓效率低，另外，實(shí)際電路兼容性強(qiáng)，可根據(jù)客戶的要求定制產(chǎn)品的保護(hù)功能；通過電壓調(diào)節(jié)電路監(jiān)測交流電源電壓，當(dāng)偏離用戶設(shè)定的穩(wěn)定電壓工作點(diǎn)時(shí)，電壓調(diào)節(jié)電路響應(yīng)迅速，穩(wěn)壓精度高。
[0013]特別地，所述的過欠壓保護(hù)電路包括過壓比較器UlA和欠壓遲滯比較器U1B，所述的欠壓遲滯比較器UlB的同相端和輸出端之間并接一反饋電阻R13。通過設(shè)置欠壓遲滯比較器，使得欠壓保護(hù)點(diǎn)和復(fù)位點(diǎn)有一定的回差，可有效的避免了交流電源電壓在欠壓保護(hù)臨界點(diǎn)時(shí)，輸出繼電器反復(fù)斷開與閉合的現(xiàn)象，從很大程度上減少對(duì)穩(wěn)壓電源本身和后級(jí)用電設(shè)備的損害。
[0014]特別地，所述的電壓調(diào)節(jié)電路的輸出端依次經(jīng)前置放大電路、并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路接至所述的調(diào)壓電機(jī)的控制端。通過設(shè)置前置放大電路和并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路，大大提高了調(diào)壓電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力，即使輸入交流電源電壓較低，也能使調(diào)壓電機(jī)工作，擴(kuò)大了穩(wěn)壓電源的工作范圍，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功率的提升。
[0015]特別地，所述的自動(dòng)控制單元包括補(bǔ)充電源，所述的補(bǔ)充電源自所述的自耦變壓器的另一組二次側(cè)電壓AC 0UT2取電，所述的補(bǔ)充電源的輸出端并接至所述的電源電路的第一級(jí)輸出電源的正極VCC+。通過設(shè)置補(bǔ)充電源，當(dāng)輸入交流電源電壓較低時(shí)，可作為電源電路的補(bǔ)充，保證自動(dòng)控制單元以及調(diào)壓電機(jī)有足夠的驅(qū)動(dòng)能力。
[0016]特別地，所述的并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路的輸出端經(jīng)保險(xiǎn)絲FUSEl接至所述的調(diào)壓電機(jī)的控制端。通過設(shè)置保險(xiǎn)絲，當(dāng)調(diào)壓電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)、短路等故障時(shí)，可有效保護(hù)前級(jí)的自動(dòng)控制單元。
[0017]特別地，所述的輸出與指示電路包括溫控開關(guān)，所述的溫控開關(guān)與所述的輸出繼電器串聯(lián)。通過設(shè)置溫控開關(guān)，當(dāng)穩(wěn)壓電源中的主要元器件，如線圈、碳刷等出現(xiàn)溫度過高的情況時(shí)，斷開穩(wěn)壓電源的輸出電路，保護(hù)穩(wěn)壓電源不受到永久性損壞。
[0018]特別地，所述的自動(dòng)控制單元包括輸出比較器U1D，所述的過壓比較器UlA輸出端、所述的欠壓遲滯比較器UlB的輸出端與所述的上電延時(shí)電路的輸出端并接后，接至所述的輸出比較器UlD的一個(gè)比較端。通過以上電路的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)上電延時(shí)和過欠壓保護(hù)的功能的兼容，簡化了輸出電路。
[0019]特別地，所述的過壓比較器UlA和所述的欠壓遲滯比較器UlB的輸出端并接后經(jīng)一延時(shí)電路接至所述的輸出比較器UlD的一個(gè)比較端。通過設(shè)置延時(shí)電路，當(dāng)發(fā)生短暫瞬時(shí)的過壓和欠壓時(shí)，可防止因這種輸入交流電源電壓的突變而引起穩(wěn)壓電源誤保護(hù)的現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的原理方框圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例信號(hào)調(diào)理電路、部分輸出電路和部分電源電路的原理圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例另一部分電源電路的原理圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例上電延時(shí)電路、過欠壓保護(hù)電路和另一部分輸出電路的原理圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例電壓調(diào)節(jié)電路、前置放大電路和并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1?5所示，一種單相高精度交流穩(wěn)壓電源，包括自耦變壓器、調(diào)壓電機(jī)和輸出繼電器，調(diào)壓電機(jī)由自動(dòng)控制單元驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)自耦變壓器的一次側(cè)觸頭滑移以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，自動(dòng)控制單元包括[0026]信號(hào)調(diào)理電路，用以采樣自耦變壓器的一組二次側(cè)電壓以及整定單相高精度交流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定輸出電壓；
[0027]電壓調(diào)節(jié)電路，輸出用以控制調(diào)壓電機(jī)正反向轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)初步控制信號(hào)；
[0028]過欠壓保護(hù)電路，輸出用以控制輸出繼電器分合的控制信號(hào)；
[0029]基準(zhǔn)電路，提供用于電壓調(diào)節(jié)與過欠壓保護(hù)的基準(zhǔn)比較電壓；
[0030]輸出與指示電路，用以驅(qū)動(dòng)輸出繼電器動(dòng)作，以及給出工作狀態(tài)的指示；
[0031]電源電路，用以提供基準(zhǔn)比較電壓，以及各單元電路的工作電壓和調(diào)壓電機(jī)的控制電壓；
[0032]以及上電延時(shí)電路，信號(hào)調(diào)理電路和電源電路的輸入端并聯(lián)，信號(hào)調(diào)理電路的輸出分別接入電壓調(diào)節(jié)電路的比較端和過欠壓保護(hù)電路的比較端。
[0033]過欠壓保護(hù)電路包括過壓比較器UlA和欠壓遲滯比較器U1B，欠壓遲滯比較器UlB的同相端和輸出端之間并接一反饋電阻R13。
[0034]電壓調(diào)節(jié)電路的輸出端依次經(jīng)前置放大電路、并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路接至調(diào)壓電機(jī)的控制端。
[0035]自動(dòng)控制單元包括補(bǔ)充電源，補(bǔ)充電源自自耦變壓器的另一組二次側(cè)電壓AC0UT2取電，補(bǔ)充電源的輸出端并接至電源電路的第一級(jí)輸出電源的正極VCC+。
[0036]并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路的輸出端經(jīng)保險(xiǎn)絲FUSEl接至調(diào)壓電機(jī)的控制端。
[0037]輸出與指示電路包括溫控開關(guān)，溫控開關(guān)與輸出繼電器串聯(lián)。
[0038]自動(dòng)控制單元包括輸出比較器U1D，過壓比較器UlA輸出端、欠壓遲滯比較器UlB的輸出端與上電延時(shí)電路的輸出端并接后，接至輸出比較器UlD的一個(gè)比較端。
[0039]過壓比較器UlA和欠壓遲滯比較器UlB的輸出端并接后經(jīng)一延時(shí)電路接至輸出比較器UlD的一個(gè)比較端。
[0040]本實(shí)用新型的工作原理:當(dāng)輸入交流穩(wěn)壓電源在穩(wěn)壓電源正常的穩(wěn)壓范圍內(nèi)時(shí)打開穩(wěn)壓電源總開關(guān)，工作指示燈LEDl和延時(shí)指示燈LED4亮，電源電路的第一級(jí)輸出電源VCC+通過電阻R41向電容C9充電，當(dāng)電容C9上的電位高于輸出比較器UlD的同相端的電位時(shí)，輸出比較器UlD輸出負(fù)電壓，開關(guān)管Q7導(dǎo)通,輸出繼電器Kl動(dòng)作,穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓輸出，同時(shí)，延時(shí)指示燈LED4熄滅。
[0041]調(diào)節(jié)電位器RWl可以整定穩(wěn)壓電源的輸出電壓。一旦設(shè)定好穩(wěn)壓電源的輸出電壓，當(dāng)輸入交流電源電壓變低，電壓調(diào)節(jié)電路中的比較器UlC的反相端電位與同相端電位相比較低，比較器UlC輸出正壓，開關(guān)管Q3導(dǎo)通，開關(guān)管Q3的集電極的電位下拉，使開關(guān)管Q4導(dǎo)通，并輸出正壓，該正壓可使開關(guān)管Q8、Q9導(dǎo)通，從而驅(qū)動(dòng)調(diào)壓電機(jī)帶動(dòng)一次側(cè)觸頭向低端滑行，變壓器的變壓比升高，穩(wěn)壓電源的輸出電壓升高，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。反之，若輸入交流電源電壓變高，電壓調(diào)節(jié)電路中的比較器UlC反相端電位與同相端電位相比較高，比較器UlC輸出負(fù)壓，開關(guān)管Ql、Q2、Q10、Ql I導(dǎo)通，從而驅(qū)動(dòng)調(diào)壓電機(jī)帶動(dòng)一次側(cè)觸頭向高端滑行，變壓器的變壓比降低，穩(wěn)壓電源的輸出電壓降低，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。
[0042]當(dāng)輸入交流電源電壓過高，過壓比較器UlA的反相端與同相端的電位相比較低，比較器UlA輸出正壓，過壓燈LED2亮，經(jīng)由電阻R17、R18和電容C6構(gòu)成的延時(shí)電路，開關(guān)管Q5導(dǎo)通,輸出比較器UlD反相端的電位迅速拉低,輸出比較器UlD輸出正壓，開關(guān)管Q7截止，輸出繼電器Kl釋放，穩(wěn)壓電源斷開輸出。[0043]當(dāng)輸入交流電源電壓過低，欠壓遲滯比較器UlB的反相端與同相端的電位相比較低，比較器UlB輸出正壓，欠壓燈LED3亮，經(jīng)由電阻R17、R18和電容C6構(gòu)成的延時(shí)電路，開關(guān)管Q5導(dǎo)通,輸出比較器UlD反相端的電位迅速拉低,輸出比較器UlD輸出正壓,開關(guān)管Q7截止，輸出繼電器Kl釋放，穩(wěn)壓電源斷開輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種單相高精度交流穩(wěn)壓電源，包括自耦變壓器、調(diào)壓電機(jī)和輸出繼電器，所述的調(diào)壓電機(jī)由自動(dòng)控制單元驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)所述的自耦變壓器的一次側(cè)觸頭滑移以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，其特征在于:所述的自動(dòng)控制單元包括 信號(hào)調(diào)理電路，用以采樣所述的自耦變壓器的一組二次側(cè)電壓以及整定所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定輸出電壓； 電壓調(diào)節(jié)電路，輸出用以控制所述的調(diào)壓電機(jī)正反向轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)初步控制信號(hào)； 過欠壓保護(hù)電路，輸出用以控制所述的輸出繼電器分合的控制信號(hào)； 基準(zhǔn)電路，提供用于電壓調(diào)節(jié)與過欠壓保護(hù)的基準(zhǔn)比較電壓； 輸出與指示電路，用以驅(qū)動(dòng)所述的輸出繼電器動(dòng)作，以及給出工作狀態(tài)的指示； 電源電路，用以提供所述的基準(zhǔn)比較電壓，以及各單元電路的工作電壓和所述的調(diào)壓電機(jī)的控制電壓； 以及上電延時(shí)電路，所述的信號(hào)調(diào)理電路和所述的電源電路的輸入端并聯(lián)，所述的信號(hào)調(diào)理電路的輸出分別接入所述的電壓調(diào)節(jié)電路的比較端和所述的過欠壓保護(hù)電路的比較端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的過欠壓保護(hù)電路包括過壓比較器(UlA)和欠壓遲滯比較器(UlB)，所述的欠壓遲滯比較器(UlB)的同相端和輸出端之間并接一反饋電阻(R13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的電壓調(diào)節(jié)電路的輸出端依次經(jīng)前置放大電路、并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路接至所述的調(diào)壓電機(jī)的控制端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的自動(dòng)控制單元包括補(bǔ)充電源，所述的補(bǔ)充電源自所述的自耦變壓器的另一組二次側(cè)電壓(AC0UT2)取電，所述的補(bǔ)充電源的輸出端并接至所述的電源電路的第一級(jí)輸出電源的正極(VCC+)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的自動(dòng)控制單元包括補(bǔ)充電源，所述的補(bǔ)充電源自所述的自耦變壓器的另一組二次側(cè)電壓(AC 0UT2)取電，所述的補(bǔ)充電源的輸出端并接至所述的電源電路的第一級(jí)輸出電源的正極(VCC+)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路的輸出端經(jīng)保險(xiǎn)絲(FUSEl)接至所述的調(diào)壓電機(jī)的控制端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的輸出與指示電路包括溫控開關(guān)，所述的溫控開關(guān)與所述的輸出繼電器串聯(lián)。
8.所述的根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的自動(dòng)控制單元包括輸出比較器(UlD)，所述的過壓比較器(UlA)輸出端、所述的欠壓遲滯比較器(UlB)的輸出端與所述的上電延時(shí)電路的輸出端并接后，接至所述的輸出比較器(UlD)的反向端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的過壓比較器(UlA)和所述的欠壓遲滯比較器(UlB)的輸出端并接后經(jīng)一延時(shí)電路接至所述的輸出比較器(UlD)的反向端。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單相高精度交流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的并聯(lián)輸出擴(kuò)容電路的輸出端經(jīng)保險(xiǎn)絲(FUSEl)接至所述的調(diào)壓電機(jī)的控制端。
【文檔編號(hào)】G05F1/12GK203573194SQ201320321921
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月19日
【發(fā)明者】閆化磊, 馮錦剛, 郭林偉 申請(qǐng)人:浙江弘樂電氣有限公司