專利名稱：交流電凈化程控穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于交流電的穩(wěn)壓技術(shù)領(lǐng)域，是一種交流電凈化程控穩(wěn)壓器。
目前，國(guó)內(nèi)外已有各種交流穩(wěn)壓(調(diào)壓器)，這些穩(wěn)壓器一般功能單一，穩(wěn)壓范圍窄、價(jià)格高，故障率高，不適應(yīng)現(xiàn)代電器設(shè)備的穩(wěn)壓需要。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種穩(wěn)壓范圍寬，能抑制高頻和尖峰電壓，過(guò)壓保護(hù)等多種功能的交流電凈化程控穩(wěn)壓器。
本實(shí)用新型的目的是用以下方式實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型包括自耦變壓器、自耦變壓器抽頭、程控自耦變壓器抽頭連接方式的繼電器觸頭矩陣，還包括有由變壓器和二極管、電容、電位器、電阻組成的取樣電路，與取樣電路連接的運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路，運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)算放大器組，晶體三極管、控制繼電器觸頭矩陣的繼電器組成，自耦變壓器的次級(jí)線圈直接與外電網(wǎng)連接和作為輸出端。下面結(jié)合最佳實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。


圖1本實(shí)用新型電路原理圖；圖2本實(shí)用新型電壓輸入輸出特性圖；圖3本實(shí)用新型外形圖；。
圖中B1－降壓變壓器，B2－取樣變壓器，B3－自耦變壓器，B4－電磁罐，1、2、3、4、5、6－自耦變壓器抽頭，Ⅰ－繼電器觸頭矩陣，Ⅱ－過(guò)壓保護(hù)電路，Ⅲ－整流電路，Ⅳ－取樣電路，Ⅴ－運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路，Ⅵ－濾波電路，b1、b2－變壓器(B1)輸出端，IC1、IC2、IC3、IC4－運(yùn)算放大器，IC5－穩(wěn)壓集成塊，IC6－555時(shí)基集成電路塊，J1、J2、J3、J4、J5－繼電器，J1－1、J2－1、J3－1、J3－2、J3－3、J4－1、J4－2、J4－3－繼電器觸頭，BG1、BG2、BG3、BG4、BG5、BG6－晶體三極管，W1、W2－電位器，G－整流電橋，D－二極管，C－電容，R－電阻，g－電壓表，K－開(kāi)關(guān)，10－外殼，11－電壓表(g)，12－指示燈(D9)，13－指示燈(D8)，14－開(kāi)關(guān)(K)，15－輸入電線，16－輸出電線。
運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路(V)里的運(yùn)算放大器組為四個(gè)運(yùn)算放大器(IC1、IC2、IC3、IC4)并聯(lián)成四級(jí)運(yùn)算放大器，每一個(gè)運(yùn)算放大器的輸出腳與一個(gè)晶體三極管的基極連接，四個(gè)晶體三極管(BG1、BG2、BG3、BG4)分別連接、驅(qū)動(dòng)四個(gè)繼電器(J1、J2、J3、J4)。四個(gè)繼電器(J1、J2、J3、J4)的觸頭(J1－1、J2－1、J3－1、J3－2、J3－3、J4－1、J4－2、J4－3)形成繼電器觸頭矩陣(Ⅰ)，繼電器觸頭間開(kāi)或閉的不同組合，能使自耦變壓器(B3)輸出穩(wěn)定的電壓。自耦變壓器(B3)的輸出端即抽頭6連接有電磁罐(B4)、電容C13、C14組成的濾波電路。該濾波電路(Ⅵ)能夠?yàn)V除市電和本機(jī)產(chǎn)生的高頻和尖峰干擾，使輸出的電壓得到凈化、無(wú)干擾波。自耦變壓器(B3)的輸出端還并聯(lián)有降壓變壓器(B1)、降壓變壓器(B1)的輸出端(b1)與過(guò)壓保護(hù)電路(Ⅱ)連接，該過(guò)壓保護(hù)電路主要由一片555時(shí)基集成電路塊(IC6)及其外圍電路、整流電路(由二極管D1、電阻R21、電容C8組成)、繼電器(J5)組成，555時(shí)基集成電路塊(IC6)的輸出腳即3腳與晶體三極管(BG6)的基極連接，驅(qū)動(dòng)繼電器(J5)、控制繼電器觸頭(J5－1)的開(kāi)或閉，一般在過(guò)壓時(shí)，觸頭(J5－1)斷開(kāi)，則自耦變壓器(B3)無(wú)輸出，起到過(guò)壓保護(hù)作用，降壓變壓器(B1)的輸出端(b2)與整流電路(Ⅲ)連接，該整流電路由整流電橋(G)、穩(wěn)壓集成塊(IC5)、電容(C1、C2)、電阻(R2)、穩(wěn)壓二極管(D3)組成，向過(guò)壓保護(hù)電路(Ⅱ)和運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路(Ⅴ)提供直流工作電源。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下，取樣電路(Ⅳ)由取樣變壓器(B2)直接提取外電網(wǎng)(市電)電壓，經(jīng)二極管(D2)、電容(C7)等的整流濾波，成為運(yùn)算驅(qū)動(dòng)電路(Ⅴ)的比較信號(hào)。四個(gè)運(yùn)算放大器(IC1、IC2、IC3、IC4)的負(fù)端共一個(gè)基準(zhǔn)電壓，這個(gè)基準(zhǔn)電壓由整流電路里的穩(wěn)壓二極管(D3)提供，取樣電路(Ⅳ)的取樣電壓經(jīng)電阻(R15、R16、R17、R18)分壓后，分別通過(guò)電阻R4、R7、R10、R13送到四個(gè)運(yùn)算放大器(IC1、IC2、IC3、IC4)的正端，隨著外電網(wǎng)電壓的變化，取樣變壓器(B2)的取樣電壓也隨著變化，這樣加至四個(gè)運(yùn)算放大器(IC1、IC2、IC3、IC4)的正端電壓也依次變化，四個(gè)作為比較器的運(yùn)算放大器的輸出端也按程序依次輸出高電平或低電平，輸出的高電平就能驅(qū)動(dòng)與之對(duì)應(yīng)的繼電器(J1、J2、J3、J4)，通過(guò)繼電器對(duì)應(yīng)的觸頭控制自耦變壓器(B3)的抽頭(1、2、3、4)的連接方式，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。由于自耦變壓器(B3)的次級(jí)線圈把外電網(wǎng)和負(fù)載直接連通，因此雖然是繼電器控制自耦變壓器(B3)的抽頭，但是輸出不存在斷電現(xiàn)象。在工作過(guò)程中，當(dāng)外電網(wǎng)電壓很低時(shí)(低于所需工作電壓210V時(shí))，繼電器(J1、J2、J3、J4)是全部釋放的，自耦變壓器(B3)的抽頭5通過(guò)觸頭(J3－3)的常閉觸點(diǎn)和觸頭(J1－1)的常閉觸點(diǎn)與抽頭2相連接，自耦變壓器(B3)的抽頭1通過(guò)觸頭(J3－2)的常閉觸點(diǎn)與零線連接，這樣整個(gè)自耦變壓器(B3)成為一個(gè)升壓變壓器。將輸出的電壓升為所需的數(shù)值(220伏左右)，當(dāng)外電網(wǎng)電壓上升但仍低于所需電壓(220伏)時(shí)，取樣變壓器(B2)輸出取樣電壓也相應(yīng)升高，運(yùn)算放大器(IC1)輸出高電平(IC2、IC3、IC4輸出低電平)，三極管(BG1)導(dǎo)通，推動(dòng)繼電器(J1)吸合，這樣觸頭(J1－1)的常閉點(diǎn)斷開(kāi)，與常開(kāi)點(diǎn)(a)閉合，即自耦變壓器(B3)的抽頭與通過(guò)觸頭(J1－1)的常開(kāi)觸點(diǎn)(a)、觸頭(J2－1)的常閉觸點(diǎn)與自耦變壓器(B3)的抽頭3連接，也就是把自耦變壓器(B3)的連接點(diǎn)從抽頭2移到抽頭3，使自耦變壓器(B3)的升壓程度減??；當(dāng)外電繼續(xù)上升，使運(yùn)算放大器(IC1、IC2)都輸出高電平(而IC3、IC4仍輸出低電平)，繼電器(J2)被三極管(BG2)驅(qū)動(dòng)也吸合，觸頭(J2－1)的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)、而與抽頭4閉合即升壓抽頭由抽頭3接到抽頭4，升壓程度進(jìn)一步減小，自耦變壓器的輸出保持在220伏左右。外電壓再上升，升到220伏時(shí)，運(yùn)算放大器(IC1、IC2、IC3)輸出高電平(而IC4仍輸出低電平)。繼電器(J3)吸合，觸頭(J3－1)與常開(kāi)觸點(diǎn)(b)連接，觸頭(J3－2)的常閉觸頭(J3－3)的常閉觸頭斷開(kāi)而與常開(kāi)觸點(diǎn)(d)連接，則升壓線圈斷開(kāi)，這時(shí)外電直接通過(guò)自耦變壓器(B3)的次級(jí)線圈給負(fù)載供電。由于自耦變壓器(B3)的抽頭4和抽頭1短路，使變壓器U／匝為零，這樣抽頭5和抽頭6之間次級(jí)線圈上壓降變?yōu)榱悖舜渭?jí)線圈的電感性給輸出電壓穩(wěn)定帶來(lái)影響。當(dāng)外電壓繼續(xù)上升時(shí)(如超過(guò)230伏)，運(yùn)算放大器(IC1、CI2、IC3、IC4)都輸出高電平，繼電器(J4)也吸合，觸頭(J4－1)斷開(kāi)，觸頭(J4－2)與觸點(diǎn)(f)連接，觸頭(J4－3)與觸點(diǎn)(e)連接，使自耦變壓器(B3)抽頭與抽頭1之間的升壓線圈與抽頭5和抽頭6之間的次級(jí)線圈反向，這樣自耦變壓器(B3)變成降壓變壓器而降壓，使輸出電壓保持在230伏以下。在繼電器(J1、J2、J3、J4)全部吸合，自耦變壓器(B3)成為降壓變壓器，此時(shí)當(dāng)外電網(wǎng)電壓繼續(xù)上升，輸出電壓超過(guò)242伏時(shí)(輸入電壓超過(guò)265伏)，由于降壓變壓器(B1)的輸入端接在自耦變壓器(B3)的輸出端，由輸出端(b1)分出的電壓使三極管(BG5)導(dǎo)通，Vc＝0，555時(shí)基集成電路塊(IC6)的3腳輸出一個(gè)高電平，驅(qū)動(dòng)三極管(BG6)，從而使繼電器(J5)吸合，常閉觸頭(J5－1)斷開(kāi)，切斷自耦變壓器(B3)的輸出，同時(shí)發(fā)光二極管(D8)亮，指示進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。圖3顯示了輸入輸出電壓特性及過(guò)壓保護(hù)特性。由于繼電器觸頭與自耦變壓器抽頭的連接方式受輸入電壓的影響，抽頭的改接都相隔一段電壓值并且是自動(dòng)接換，因此稱為程控，輸出的電壓特性為鋸齒形。
當(dāng)外電網(wǎng)突然斷電再來(lái)電時(shí)，由于555時(shí)基集成電路塊的6、7腳上的電容(C11)電壓不能立即上升到它翻轉(zhuǎn)為低電平的電壓，因此，繼電器(J5)是吸合的，觸頭(J5－1)斷開(kāi)，輸出無(wú)電壓，隨著電容上電壓升高，超過(guò)555電路的翻轉(zhuǎn)電壓，輸出低電平，繼電器(J5)釋放，觸頭(J5－1)閉合，重新輸出電壓。因此突然來(lái)電時(shí)具有延時(shí)保護(hù)作用。
由于有濾波電路(Ⅵ)，能夠?yàn)V除外電網(wǎng)和自生產(chǎn)生的尖峰電壓干擾、高頻電壓干擾等，保證對(duì)這些技術(shù)參數(shù)有要求的儀器能夠正常使用。
本實(shí)用新型對(duì)交流電壓具有自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定、抑制輸入的尖峰、高頻電壓、失真為零、響應(yīng)快、不間斷、穩(wěn)壓范圍寬、過(guò)壓保護(hù)等功能，特別適用于作復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、電子計(jì)算機(jī)和通訊儀器裝置等對(duì)電源的凈化穩(wěn)壓之用。
權(quán)利要求1.一種交流電凈化程控穩(wěn)壓器，包括自耦變壓器(B3)、自耦變壓器抽頭、程控自耦變壓器抽頭連接方式的繼電器觸頭矩陣(I)，其特征在于還包括有由取樣變壓器(B2)和二極管(D2)、電容(C7)、電位器(W2)、電阻(R20)組成的取樣電路(IV)、與取樣電路連接的運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路(V)，運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路(V)由運(yùn)算放大器組、晶體三極管、控制繼電器觸頭矩陣(I)的繼電器組成，自耦變壓器(B3)的次級(jí)線圈直接與外電網(wǎng)連接和作為輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電凈化程控穩(wěn)壓器，其特征在于運(yùn)算放大器組為四個(gè)運(yùn)算放大器(IC1、IC2、IC3、IC4)并聯(lián)成四級(jí)運(yùn)算放大器，每一個(gè)運(yùn)算放大器的輸出腳與一個(gè)晶體三極管的基極連接，四個(gè)晶體三極管(BG1、BG2、BG3、BG4)分別連接、驅(qū)動(dòng)四個(gè)繼電器(J1、J2、J3、J4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流電凈化程控穩(wěn)壓器，其特征在于自耦變壓器的輸出端連接有電磁罐(B4)、電容C13、C14組成的濾波電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流電凈化程控穩(wěn)壓器，其特征在于自耦變壓器的輸出端并聯(lián)有降壓變壓器(B1)，變壓器的輸出端(b1)與過(guò)壓保護(hù)電路連接，該過(guò)壓保護(hù)電路主要由一片555時(shí)基集成塊及其外圍電路、整流電路、繼電器(J5)組成，555時(shí)基集成電路塊(IC6)的輸出腳與晶體三極管(BG6)的基極連接，驅(qū)動(dòng)繼電器(J5)、控制繼電器觸頭(J5－1)的開(kāi)或閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流電凈化程控穩(wěn)壓器，其特征在于降壓變壓器(B1)的輸出端(b2)與整流電路(Ⅲ)連接，該整流電路由整流電橋(G)、穩(wěn)壓集成塊(IC5)、電容(C1、C2)、電阻(R2)、穩(wěn)壓二極管(D3)組成，向過(guò)壓保護(hù)電路和運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路提供直流工作電源。
專利摘要本實(shí)用新型屬于交流電的穩(wěn)壓技術(shù)領(lǐng)域，是一種交流電凈化程控穩(wěn)壓器，它包括自耦變壓器、自耦變壓器抽頭、程控自耦變壓器抽頭連接方式的繼電器觸頭矩陣，還包括有取樣電路、與取樣電路連接的運(yùn)放驅(qū)動(dòng)電路、整流電路、濾波電路，自耦變壓器的次級(jí)線圈直接與外電網(wǎng)連接和作為輸出端。本實(shí)用新型具有對(duì)交流電自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定、穩(wěn)壓范圍寬，抑制尖峰和高頻電壓，過(guò)壓保護(hù)等多種功能。
文檔編號(hào)G05F1/10GK2096082SQ9121271
公開(kāi)日1992年2月12日 申請(qǐng)日期1991年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月22日
發(fā)明者譚杰, 李渝基 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙市振興工業(yè)公司電子電器廠