專利名稱：基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于調(diào)壓器領(lǐng)域，具體涉及一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器。
背景技術(shù)：
抽頭式自耦型交流調(diào)壓器的原理圖如圖1所示，輸入U(xiǎn)1接至0-220V兩端，輸出U0通過(guò)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)接至調(diào)壓器線包抽頭(1-8)之一。例如，當(dāng)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)接于抽頭5時(shí)，輸出U。等于250V;分接開(kāi)關(guān)接至不同的抽頭就會(huì)獲得不同的電壓輸出。但是，目前市場(chǎng)上類似的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器設(shè)計(jì)的整個(gè)線包繞組從O h的線徑是等粗細(xì)的。這樣會(huì)浪費(fèi)很多銅線，增加產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器；該基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器可減少銅線消耗，降低產(chǎn)品成本。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，包括繞組，所述繞組為一具有多個(gè)抽頭的繞組，所述多個(gè)抽頭將繞組分為多個(gè)區(qū)段，所述每個(gè)區(qū)段的橫截面面積各不相同。進(jìn)一步的，抽頭式自 耦型交流調(diào)壓器的輸出端通過(guò)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)接至繞組的一個(gè)抽頭。進(jìn)一步的，所述抽頭式自耦型交流調(diào)壓器還包括按鍵電路、主控電路、驅(qū)動(dòng)電路和多個(gè)繼電器；按鍵電路與主控電路相連，主控電路與驅(qū)動(dòng)電路相連，驅(qū)動(dòng)電路與多個(gè)繼電器相連；多個(gè)繼電器分別與繞組的多個(gè)抽頭相連，用于控制所述抽頭的通斷；多個(gè)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)連接在一起。進(jìn)一步的,所述主控電路包括單片機(jī)、8D鎖存器、聞?dòng)行想姀?fù)位電路、低有效上電復(fù)位電路和晶振電路，單片機(jī)與8D鎖存器相連，高有效上電復(fù)位電路與單片機(jī)相連，低有效上電復(fù)位電路與8D鎖存器相連，晶振電路與單片機(jī)相連，用于產(chǎn)生振蕩信號(hào)給單片機(jī)。進(jìn)一步的，所述單片機(jī)還與一顯示器相連。進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)電路包括一 8通道的達(dá)林頓陣列。采用分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器的好處如下:
如果暫不考慮調(diào)壓器的損失，則有:
Pi=P2(I)
亦即有:B1 — U1I1 — U0I2(2)
可見(jiàn)，在傳輸?shù)墓β蔖2 —定的情況下:當(dāng)U0增大時(shí)，I2減?。划?dāng)^減小時(shí)，I2增大。所以我們對(duì)線包繞組可以根據(jù)各段電流的不同選用粗細(xì)不同的線徑:a-b段、b-c段、c-d段、d-e段、一g-h段，越來(lái)越細(xì)。每段的具體線徑可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)的電流來(lái)選擇?？梢?jiàn)，采用分段變截面繞組的抽頭式抽頭式自耦型交流調(diào)壓器可以節(jié)約銅材，降低成本。


圖1為手動(dòng)抽頭式自耦型交流調(diào)壓器的原理 圖2為電子控制式分段變截面繞組抽頭式自耦型調(diào)壓器主回路的原理 圖3為電子控制式分段變截面繞組抽頭式自耦型調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)框 圖4為電子控制式分段變截面繞組抽頭式自耦型調(diào)壓器的控制電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明提供了一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，包括繞組，所述繞組為一具有多個(gè)抽頭的繞組，所述多個(gè)抽頭將繞組分為多個(gè)區(qū)段，所述每個(gè)區(qū)段的橫截面面積各不相同，即繞組選用粗細(xì)不同的線徑。實(shí)施例1:手動(dòng)式基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器；
手動(dòng)式分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器如圖1所示，抽頭式自耦型交流調(diào)壓器的輸出端通過(guò)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)K接至繞組的一個(gè)抽頭(1-8中的任一個(gè))，其中調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)K在市場(chǎng)上有售。實(shí)施例2:采用單片機(jī)的電子控制式基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器；
采用單片機(jī)的電子控制式基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器的主回路原理圖如圖2所示，即通過(guò)控制繼電器的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。其控制電路可以有多種實(shí)施方案，可以全部采用純硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以采用單片機(jī)加上外圍元器件的軟硬件結(jié)合的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例以采用單片機(jī)的控制電路為例，如圖3所示，其主要包括按鍵電路、主控電路、驅(qū)動(dòng)電路和多個(gè)繼電器；按鍵電路與主控電路相連，主控電路與驅(qū)動(dòng)電路相連，驅(qū)動(dòng)電路與多個(gè)繼電器相連；多個(gè)繼電器分別與繞組的多個(gè)抽頭相連，用于控制所述抽頭的通斷；多個(gè)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)的一端連接在一起。圖4中，JDO JD7為8個(gè)12V的繼電器，其對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)在圖2中的JO J7。U4為ULN2803，是一個(gè)8通道的高壓大電流達(dá)林頓陣列，其內(nèi)部的YO Y7是8個(gè)OC門(或OD門)的反相驅(qū)動(dòng)器，該OC門的輸出三極管的耐壓為50V，驅(qū)動(dòng)能力為500mA。Ul為51系列的單片機(jī)(其它類型單片機(jī)亦可)。Cl和Rl構(gòu)成高有效上電復(fù)位電路，上電瞬間，為單片機(jī)Ul的復(fù)位引腳RST提供一個(gè)短暫的復(fù)位高電平。Ul的8位并行接口 Pl (P0.0 P0.7)為U2 (74LS273)提供輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)。U2是8D鎖存器，可采用74LS273 (或74HC273)，起到邏輯緩沖和數(shù)據(jù)鎖存作用，其詳細(xì)作用原理 下文詳述。R4和C2是低有效上電復(fù)位電路，為U2 (74LS273)的清零端(@ )提供一個(gè)低有效的上電復(fù)位信號(hào)，使U2在上電瞬間輸出保證為零。電容C01、C02和晶振X構(gòu)成晶振電路，產(chǎn)生12MHz的振蕩信號(hào)給單片機(jī)Ul。R2和Kl, R3和Κ2組成按鍵電路，為單片機(jī)Ul提供低有效的按鍵輸入信號(hào)。Kl可定義為“增I”按鍵，Κ2可定義為“減I”按鍵。單片機(jī)Ul的Pl 口用來(lái)為顯示器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，顯示器可采用LED顯示模塊，亦可以采用IXD顯示模塊。U3-A是一個(gè)反相器，利用7404(或74LS04，或74HC04亦可)芯片中六個(gè)反相器的一個(gè)即可。單片機(jī)的寫(xiě)信號(hào)SS (低有效)經(jīng)過(guò)U3-A反相器反相，為U2提供一個(gè)上升沿有效的寫(xiě)入信號(hào)。本發(fā)明所述基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器的工作原理如下:
首先闡述U2的邏輯緩沖作用。如果沒(méi)有U2的邏輯緩沖作用，因?yàn)閱纹瑱C(jī)在剛一上電
時(shí)其端口 PO輸出為全“I”(P0=FFH=11111111B)，這個(gè)全“I”信號(hào)(8個(gè)高電平)就會(huì)直接加在U4 (ULN2803)的輸入端，會(huì)導(dǎo)致U4內(nèi)部YO Y7的輸出為低，從而使八個(gè)繼電器都吸合動(dòng)作，進(jìn)而它們的常開(kāi)觸點(diǎn)JO J7全部同時(shí)閉合會(huì)使自耦調(diào)壓器的八個(gè)繞組短路，這會(huì)燒毀整個(gè)調(diào)壓器的。所以應(yīng)該是任何時(shí)刻，要么JO J7全部斷開(kāi)，要么僅有一個(gè)為閉合狀態(tài)，其余為斷開(kāi)狀態(tài)。采用U2以后，就可以解決上電瞬間繼電器全吸合的問(wèn)題。單片機(jī)上電瞬間，U2的復(fù)位電路(R4和C2)為U2的清零端)提供一個(gè)低有效上電復(fù)位信號(hào)，使U2的輸出為全“O” (Q7 Qq=00H=00000000B)，從而使U4內(nèi)部的8個(gè)OC門驅(qū)動(dòng)器全部截止斷開(kāi)，進(jìn)而使8個(gè)繼電·器全部斷電，其8個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)J7 JO不閉合，輸出電壓U0=O。同時(shí)，Ul的復(fù)位電路(Rl和Cl)為Ul的復(fù)位端(RST)提供一個(gè)高有效上電復(fù)位信號(hào)使單片機(jī)復(fù)位，程序從初始化部分開(kāi)始運(yùn)行，首先立即向PO 口寫(xiě)入全“0”(Ρ0=00Η)，此時(shí)寫(xiě)信號(hào)為低(涵=0)使U2的CLK端獲得一個(gè)上升沿觸發(fā)信號(hào)，從而將PO 口數(shù)據(jù)(此時(shí)為8個(gè)全“O”)鎖存進(jìn)入到U2 (74LS273)的輸出端(Q7 Qq=00H=00000000B)。由圖2可見(jiàn)，輸出電壓是按照50V—檔，遞增或遞減的。每按下一次Kl鍵(“UP”±|加鍵)，電壓較原來(lái)遞增一級(jí)(增加50V)，直到達(dá)到最高級(jí)400V (此時(shí)再按下Kl鍵，輸出保持400V不動(dòng)了)。每按下一次K2鍵(“Down”減少鍵)，電壓較原來(lái)遞減一級(jí)(減小50V)，直到達(dá)到最低級(jí)OV (此時(shí)再按下K2鍵，輸出保持OV不動(dòng)了)。在程序的控制下，始終監(jiān)視Kl和K2的狀態(tài)，并根據(jù)它們的狀態(tài)決定輸出電壓是遞增還是遞減等動(dòng)作。并將輸出電壓顯示在顯示器上。輸出電壓U。與繼電器觸點(diǎn)(J7 J0)和U2芯片輸出數(shù)據(jù)(Q7 Qtl)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表I所示。表I輸出電壓與繼電器觸點(diǎn)和U2輸出數(shù)據(jù)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系表
權(quán)利要求
1.一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，包括繞組，其特征在于，所述繞組為一具有多個(gè)抽頭的繞組，所述多個(gè)抽頭將繞組分為多個(gè)區(qū)段，所述每個(gè)區(qū)段的橫截面面積各不相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，其特征在于，抽頭式自耦型交流調(diào)壓器的輸出端通過(guò)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)接至繞組的一個(gè)抽頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，其特征在于，所述抽頭式自耦型交流調(diào)壓器還包括按鍵電路、主控電路、驅(qū)動(dòng)電路和多個(gè)繼電器；按鍵電路與主控電路相連，主控電路與驅(qū)動(dòng)電路相連，驅(qū)動(dòng)電路與多個(gè)繼電器相連；多個(gè)繼電器分別與繞組的多個(gè)抽頭相連，用于控制所述抽頭的通斷；多個(gè)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，其特征在于，所述主控電路包括單片機(jī)、8D鎖存器、聞?dòng)行想姀?fù)位電路、低有效上電復(fù)位電路和晶振電路，單片機(jī)與8D鎖存器相連，高有效上電復(fù)位電路與單片機(jī)相連，低有效上電復(fù)位電路與8D鎖存器相連，晶振電路與單片機(jī)相連，用于產(chǎn)生振蕩信號(hào)給單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，其特征在于，所述單片機(jī)還與一顯示器相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路包括一· 8通道的達(dá)林頓陣列。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器，包括繞組，所述繞組為一具有多個(gè)抽頭的繞組，所述多個(gè)抽頭將繞組分為多個(gè)區(qū)段，所述每個(gè)區(qū)段的橫截面面積各不相同。抽頭式自耦型交流調(diào)壓器可以為手動(dòng)式，即其輸出端通過(guò)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)接至繞組的一個(gè)抽頭；也可為電子式，即還包括按鍵電路、主控電路、驅(qū)動(dòng)電路和多個(gè)繼電器；按鍵電路與主控電路相連，主控電路與驅(qū)動(dòng)電路相連，驅(qū)動(dòng)電路與多個(gè)繼電器相連；多個(gè)繼電器分別與繞組的多個(gè)抽頭相連，用于控制所述抽頭的通斷；多個(gè)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)連接在一起。采用分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調(diào)壓器可以節(jié)約銅材，降低成本。
文檔編號(hào)H02P13/00GK103247433SQ20131019121
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者滕敏亮, 滕騰, 滕軍, 張文超, 王耀華, 林建豪, 余浩, 范桂芳, 蔡景國(guó), 金珍海, 雷建峰 申請(qǐng)人:浙江騰騰電氣有限公司