專利名稱：一種全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及交流穩(wěn)壓器，特別是一種利用開(kāi)關(guān)元件對(duì)多抽頭變壓器的抽頭進(jìn)行選通，使輸出的交流電壓保持穩(wěn)定的全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器。
現(xiàn)有技術(shù)中，全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器有各種類型，較為典型的一種是名稱為“1KW可控硅交流穩(wěn)壓電源”(《電子報(bào)》93年第5期)的交流穩(wěn)壓器，該交流穩(wěn)壓器由一個(gè)具有多個(gè)抽頭的自耦變壓器(5)，多個(gè)其一端與所述自耦變壓器(5)的抽頭相連，另一端與所述交流輸入一端相連的開(kāi)關(guān)元件(4)，對(duì)交流輸入進(jìn)行采樣的采樣電路(2’)，根據(jù)采樣電路(2’)提供的信號(hào)去控制所述開(kāi)關(guān)元件(4)的開(kāi)閉狀態(tài)以調(diào)節(jié)交流輸出的控制電路(3’)，以及提供工作電壓的穩(wěn)壓電源(1)構(gòu)成，該交流穩(wěn)壓器可以用于需要對(duì)交流電源進(jìn)行穩(wěn)壓的場(chǎng)合，但不足之處是(1)、當(dāng)穩(wěn)壓范圍寬、穩(wěn)壓精度要求較高時(shí)，由于采樣電路(2’)的狀態(tài)較多，使控制電路(3’)，采樣電路(2’)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(2)、由于采樣取自交流輸入，當(dāng)交流輸入為某些值時(shí)，采樣電路將處在各狀態(tài)之間的臨界點(diǎn)——不穩(wěn)定狀態(tài)，輸出交流電壓將來(lái)回連續(xù)跳變。
本實(shí)用新型之目的，是針對(duì)上述技術(shù)的不足而提供一種輸出電壓不會(huì)發(fā)生來(lái)回跳變現(xiàn)象，穩(wěn)壓范圍較寬、精度較高且結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器。
本實(shí)用新型目的可以這樣實(shí)現(xiàn)
一種全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器，它包括由具有多個(gè)抽頭且其中一個(gè)抽頭與交流輸入一端相連的變壓器(5)和一組串聯(lián)在交流輸入另一端與變壓器(5)抽頭之間的開(kāi)關(guān)元件(6c)所構(gòu)成的主回路，一組由放大器U8構(gòu)成且其輸出與所述開(kāi)關(guān)元件(6c)的控制線相連的驅(qū)動(dòng)器(6b)，以及穩(wěn)壓電源(1)；所述變壓器(5)的兩個(gè)抽頭作為交流穩(wěn)壓輸出，所述的全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器還包括a)一個(gè)連接于采樣電壓(由變壓器5輸出)與雙向選通器(6a)之間的采電路(9)，該采樣電路實(shí)質(zhì)上是由用其輸入端與采樣電壓相連的兩只放大器U2－U3構(gòu)成的比較器；b)一個(gè)連接在采樣電路(9)與驅(qū)動(dòng)器(6b)之間的由多個(gè)觸發(fā)器組成的雙向選通器(6a)。采樣電路(9)用于對(duì)變壓器(5)的交流輸出高于、低于或處于穩(wěn)定范圍時(shí)的三種情況進(jìn)行判斷，并向選通器(6a)輸送相應(yīng)的控制信號(hào)，選通器(6a)根據(jù)該信號(hào)去控制驅(qū)動(dòng)器(6b)中相應(yīng)的放大器U8，使變壓器(5)的交流輸出下調(diào)、上調(diào)或保持。
采用如上的方案后，由于采樣電路采用變壓器輸出端采樣，采樣電壓高低隨變壓器(5)的交流輸出變化，采樣電路(9)、雙向選通器(6a)、驅(qū)動(dòng)器(6b)、開(kāi)關(guān)元件(6c)構(gòu)成對(duì)變壓器(5)交流輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。采樣電路的狀態(tài)由輸出交流電壓決定，輸入的交流電壓不參與控制，無(wú)論輸入為穩(wěn)壓范圍內(nèi)的任何值，輸出不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)——連續(xù)來(lái)回跳變；通過(guò)只有兩個(gè)輸出信號(hào)端表示三個(gè)輸出狀態(tài)的采樣電路可以對(duì)多個(gè)選通點(diǎn)(變壓器抽頭)進(jìn)行選通控制，使整個(gè)線路結(jié)構(gòu)變得十分簡(jiǎn)單且調(diào)壓范圍較寬。由于采樣電路(9)中的狀態(tài)較少(只有三種狀態(tài))，設(shè)定狀態(tài)的可調(diào)原件少(只有電位器R4－R5兩個(gè))，故調(diào)試時(shí)極為簡(jiǎn)單方便。
綜上所述，本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，達(dá)到本發(fā)明之目的。
本實(shí)用新型有如下附圖


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本實(shí)用新型的具體實(shí)例1。
圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)例2。
圖5為本實(shí)用新型采用譯碼器的實(shí)施方案。
圖6為圖3～圖5中開(kāi)關(guān)元件J的接線圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)便對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1中
5——具有多個(gè)抽頭的耦變壓器。4——分別和自耦變壓器(5)中抽頭相連的開(kāi)關(guān)元件。3’——控制電路。2’——采樣電路。1——穩(wěn)壓電源。
圖2中
采樣電路(9)將自耦變壓器(5)的輸出實(shí)況比較后提供給雙向選通器(6a)，由雙向選通器中觸發(fā)器的輸出通過(guò)驅(qū)動(dòng)器(6b)與開(kāi)關(guān)元件(6c)的控制線相連，控制開(kāi)關(guān)元件(6c)選通相應(yīng)的變壓器抽頭，使輸出保持穩(wěn)定。
圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例1，其中比較器采用LM339，以可逆計(jì)數(shù)器U7(CD40193構(gòu)成)和由電阻R8——R9，電容C3構(gòu)成的復(fù)位電路組成雙向選通器(6a)，為避免可逆計(jì)數(shù)器U7減至零時(shí)再減數(shù)據(jù)出錯(cuò)，它的最高位輸出Qk通過(guò)反向器U11與置數(shù)端
相連；置數(shù)數(shù)據(jù)端D0——DK-1與地相連；DK與穩(wěn)壓電源相連，電阻R8一端接地，另一端分別與電容C3和電阻R9一端相連，電容C3另一端接穩(wěn)壓電源，電阻R9另一端接U7的復(fù)位端Cr。
圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例2，此例中雙向選通器(6a)由用CD4516構(gòu)成的可逆計(jì)數(shù)器和復(fù)位電路組成，其計(jì)數(shù)端CP與計(jì)數(shù)脈沖形成器(8)中運(yùn)算放大器U1輸出相連，它的加減控制端M和采樣電路(9)的輸出控制端b相連，其保持控制端
和采樣電路(9)的輸出控制信號(hào)端a相連，其輸出Q0——Qk－1分別和驅(qū)動(dòng)器(6a)中放大器U8的輸入順序相連。為避免可逆計(jì)數(shù)器U7減至零時(shí)再減數(shù)據(jù)出錯(cuò)，它的最高位輸出QK與置數(shù)端LP相連，它的置數(shù)數(shù)據(jù)端D0——DK-1和地相連，DK端和穩(wěn)壓電源相連；電阻R8一端接地，另一端分別與電容C3和電阻R9一端相連，電容C3另一端接穩(wěn)壓電源，電阻R9另一端接U7的復(fù)位端Cr。
計(jì)數(shù)脈沖形成器(8)用于提供計(jì)數(shù)脈沖，它由運(yùn)算放大器U1，電阻R1——R2，電容C1構(gòu)成；電阻R1跨接在二極管D1負(fù)端與運(yùn)算放大器U1正輸入之間，U1負(fù)輸入端與運(yùn)算放大器U2負(fù)輸入端相連，電容C1跨接在U1的正輸入與負(fù)輸入之間，電阻R1跨接在穩(wěn)壓電源與U1輸出之間。
在該例中為使采樣電路(9)所輸出的控制信號(hào)更加穩(wěn)定，所述的采樣電路(9)中還可以設(shè)置一個(gè)瞬間采樣電路(7)，它由作為記憶元件的雙D觸發(fā)器U6構(gòu)成，雙D觸發(fā)器U6的數(shù)據(jù)輸入端D1和D2分別與采樣電路(9)的輸出控制信號(hào)端a和b相連，其S1和S2端、R1和R2端均接地，它們的計(jì)數(shù)端CP1和CP2與計(jì)數(shù)脈沖形成器(8)中運(yùn)算放大器U1的輸出相連，它們的輸出端Q2和Q1分別與本例中雙向選通器(6a)的M和
端相連。
在實(shí)施例1和實(shí)施例2中，開(kāi)關(guān)元件(6c)由一組排列成倒寶塔形陣列的繼電器J組成。排布時(shí)，第一排繼電器的數(shù)量為自耦變壓器(5)抽頭數(shù)的一半，第二排的繼電器數(shù)量為第一排繼電器數(shù)量的一半。以下類推，最后一排繼電器的數(shù)量為一個(gè)。處于第一排的繼電器的常閉觸點(diǎn)順序與自耦變壓器(5)的抽頭1°、3°、5°……分別相連，而其常開(kāi)觸點(diǎn)順序與自耦變壓器的抽2°、4°、6°……分別相連，外于第二排中的繼電器的常閉觸點(diǎn)順序與前一排繼電器中的第1個(gè)、第3個(gè)、第5個(gè)……(由右至左)繼電器的公共端相連，而它們的常開(kāi)觸點(diǎn)順序與前一排繼電器中的第二個(gè)、第四個(gè)……繼電器的公共端相連；……最后一排的一個(gè)繼電器除其常開(kāi)常閉觸點(diǎn)按前述方法與前排繼電器相連外，其公共端與交流輸入的另一端相連。驅(qū)動(dòng)器(6b)中放大器輸出(由右至左)順序與構(gòu)成倒寶塔形陣列的繼電器中的第一排繼電器，第二排繼電器……的線圈一端分別相連；所有繼電器線圈另一端接電源。
由于這種倒寶塔形繼電器陣列結(jié)構(gòu)對(duì)自耦變壓器(5)的選通點(diǎn)(各抽頭處)與直接控制繼電器的驅(qū)動(dòng)器(6b)的二進(jìn)制輸入數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器(6b)的輸入數(shù)據(jù)為O(0…00)時(shí)所有繼電器不吸合，這時(shí)選通自耦變壓器(5)抽頭1°，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器(6a)輸入數(shù)據(jù)為1(0…01)時(shí)，僅第一排繼電器吸合，選通自耦變壓器(5)抽頭2°，……當(dāng)驅(qū)動(dòng)器(6b)輸入數(shù)據(jù)為n－1(1…11)時(shí)，選通自耦變壓器(5)抽頭n°。這樣通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)器(6b)的輸入數(shù)據(jù)增加或減少，即可控制自耦變壓器(5)的選通點(diǎn)左移或右移，也即使交流輸出上調(diào)或下調(diào)。如某時(shí)刻交流輸出高于穩(wěn)定范圍，采樣電路(9)中表現(xiàn)為采樣電壓(U2、U3負(fù)輸入端電壓)高于由R4、R5提供的兩個(gè)基準(zhǔn)電壓，U2、U3輸出均為低電平，通過(guò)U4、U5后采樣電路(9)的輸出控制端a和b變?yōu)榈碗娖?，傳送至U6輸入端D1、D2，在CP脈沖作用下，進(jìn)行瞬時(shí)采樣，使U6和Q1、Q2為低電平(用數(shù)字表示時(shí)為“00”)，在CP脈沖的作用下，可逆計(jì)數(shù)器U7將進(jìn)行減計(jì)數(shù)，由于驅(qū)動(dòng)器(6b)的輸入數(shù)據(jù)取自U7的輸出數(shù)據(jù)，減計(jì)數(shù)將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器的輸入數(shù)據(jù)減少，使開(kāi)關(guān)元件對(duì)自耦變壓器(5)的選通點(diǎn)右移，達(dá)到交流輸出下調(diào)之目的，同理，在交流輸出低于或處于穩(wěn)定范圍時(shí)，瞬時(shí)采樣(7)中Q1、Q2的輸出分別為“01”或“11”(1為高電平，0為低電平)……，使開(kāi)關(guān)元件對(duì)自耦變奪器的選通點(diǎn)左移或保持。
為使線路連接簡(jiǎn)單、直觀和維修方便，可以在實(shí)施例1和實(shí)施例2所述方案的雙向選通器(6a)中設(shè)置一個(gè)對(duì)所述可逆計(jì)數(shù)器U7的輸出進(jìn)行譯碼的譯碼器U9，由于譯碼器U9可以將可逆計(jì)數(shù)器U7中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)直接變?yōu)榕c之一一對(duì)應(yīng)的單一有效電平輸出，可以保證驅(qū)動(dòng)器(6b)中有且僅有一個(gè)放大器起作用，使所述開(kāi)關(guān)元件和所述自耦變壓器(5)的連接變得非常直觀。譯碼器U9的輸入分別與可逆計(jì)數(shù)器U7的輸出順序相連，其輸出分別與驅(qū)動(dòng)器(6b)中放大器的輸入順序相連。
在本實(shí)用新型中，采樣電壓雖由變壓器(5)輸出，但也可以從其它部位取出經(jīng)過(guò)某些常規(guī)合成處理，模擬出隨交流輸出高低而變化的采樣電壓。
權(quán)利要求1、一種全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器，它包括由具有多個(gè)抽頭且其中一個(gè)抽頭與交流輸入一端相連的變壓器5和一組串聯(lián)在交流輸入另一端與變壓器5抽頭之間的開(kāi)關(guān)元件6c所構(gòu)成的主回路，一組由放大器U8構(gòu)成且其輸出與所述開(kāi)關(guān)元件6c的控制線相連的驅(qū)動(dòng)器6b以及穩(wěn)壓電源1，所述變壓器5的兩個(gè)抽頭作為交流穩(wěn)壓輸出，其特征是所述的全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器還包括
a)一個(gè)連接于采樣電壓(由變壓器5輸出)與雙向選通器6a之間的采樣電路9，該采樣電路實(shí)質(zhì)上是由用其輸入端與采樣電壓相連的兩只放大器U2-U3構(gòu)成的比較器；
b)一個(gè)連接在采樣電路9與驅(qū)動(dòng)器6b之間的由多個(gè)觸發(fā)器組成的雙向選通器6a。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器，其特征在于所述雙向選通器6a可以直接由可逆計(jì)數(shù)器U7和由R8——R9，電容C3構(gòu)成的復(fù)位電路組成。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器，其特征在于所述雙向選通器6a中，還可以包括一個(gè)可以對(duì)可逆計(jì)數(shù)器U7的輸出進(jìn)行譯碼的譯碼器U9，它用于將可逆計(jì)數(shù)器U7中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)直接變?yōu)榕c之一一對(duì)應(yīng)的單一有效電平輸出；譯碼器U9的輸入分別和可逆計(jì)數(shù)器U7的輸出順序相連，其輸出分別與驅(qū)動(dòng)器6b中放大器的輸入順序相連。
專利摘要一種全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器，由穩(wěn)壓電源(1)、采樣電路(9)，由多個(gè)觸發(fā)器組成的雙向選通器6a，驅(qū)動(dòng)器6b、以及由變壓器(5)和開(kāi)關(guān)元件6c構(gòu)成的主電路構(gòu)成。該交流穩(wěn)壓器的采樣取自其交流輸出；用采樣電路(9)的兩個(gè)輸出控制信號(hào)的改變分別表示其交流輸出高于、低于或處于穩(wěn)定范圍的三種情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)交流輸出。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)壓范圍較寬，調(diào)試方便，輸出不會(huì)發(fā)生連續(xù)跳變等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05F1/10GK2214009SQ9423651
公開(kāi)日1995年11月29日 申請(qǐng)日期1994年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月31日
發(fā)明者吳承金 申請(qǐng)人:吳承金