CN101236404B - 一种延时切换控制器 - Google Patents

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一种延时切换控制器，涉及一种控制电路。包括设置在交流输入电压上的第一组并联的电容，在第一组并联的电容的另一端和交流输入电压的另一端分别设置负载接入端；在第一组并联的电容两端并联有包括第二组电容、电阻和继电器触点串联组成的切换选择电容电路；在交流输入电压上连接有直流整流电路，在直流整流电路上连接上述继电器的驱动延时电路。初始通电后继电器吸合，使第二组电容并联在第一组电容上同时工作，让负载快速、大功率地发热。延时一段时间后，继电器断开，此时电路输出电流自动减少，负载的发热量也下降一点，并在此后的连续通电期间内，始终保持这种小功率发热状态，达到既满足保温防冻的目的又能减少耗电量的目的。

Description

一种延时切换控制器
技术领域
本发明涉及一种控制电路，特别是供负载使用的延时切换控制电路技术。
背景技术
随着太阳能热水器的普遍使用，人们在享受太阳能带来的温暖外，在低温的冬季也给人们带了烦恼：由于室外的外界气温低，使与太阳能热水器水箱连接的进出水管受冻，水箱内的热水不能供出，甚至还冻裂水管，以至冬季不能正常使用。
现在虽有一种可以为水管加热，目的是将水管中的水保温不冻，以使水箱内热水可顺利利用。但，由于大多采用碳纤维为加热元件，碳纤维的加热功率处于小功率的加热保温状态，不能快速地把水管内已经结冻的冰化开，人们需要等待的时间较长，所以也不太方便。
发明内容
本发明目的在于设计一种可先大电流大功率快速加热、而后改为小电流小功率保温加热的为电阻性加热元件服务的延时切换控制器。
本发明包括设置在交流输入电压上的第一组并联的电容，在第一组并联的电容的另一端和交流输入电压的另一端分别设置负载接入端(D、E)；其特征在于在第一组并联的电容两端并联有包括第二组电容、电阻和继电器(J)触点串联组成的切换选择电容电路；在交流输入电压上连接有直流整流电路，在直流整流电路上连接上述继电器(J)的驱动延时电路。
本发明通过继电器(J)的驱动延时电路以驱动继电器吸合，使第二组电容并联在第一组电容上同时工作，为负载(加热元件)提供较大的工作电流，让负载(加热元件)快速、大功率地发热，从而有利于快速化开可能在水管里已经冻堵的冰块，等几分钟或一段时间后，就可化冻，延时一段时间后，继电器断开，此时电路输出电流自动减少，负载的发热量也下降一点，并在此后的连续通电期间内，始终保持这种小功率发热状态，达到既满足保温防冻的目的又能减少耗电量的目的。
为稳定地获得延时驱动电路的直流供电电压，且不受负载阻值变化的影响，本发明的降压电容C1和采样电压电阻(R3)串联后接入交流输入电压两端，采样电压电阻(R3)的两端连接直流整流电路。
为了抑制和降低继电器触点接通瞬间的冲击电流，保护继电器，延长继电器(J)的使用寿命。本发明所述与继电器(J)触点串联的电阻为NTC电阻(R50)。
在第一组电容的两端并联第一放电电阻(R1-1)，在电源断开后与第一组电容构成放电回路。
同理，在第二组电容的两端并联第二放电电阻(R1-2)，在继电器(J)断开后与第二组电容构成放电回路。
所述直流整流电路包括由四只二极管(D3-1、D3-2、D3-3、D3-4)组成的全波桥式整流电路，以及连接在全波桥式整流电路两个输出端之间的滤波电解电容(C10)。
所述继电器(J)的驱动延时电路包括电阻(R2-1)、电解电容(C11)、电阻(R2-2)、电阻(R2-3)电阻(R2-4)、与运算放大器(AR1)组成的延时比较器，电阻(R2-1)和电解电容(C11)串联后并联在直流整流电路的正极输出端和负极输出端上，电阻(R2-2)和电阻(R2-3)串联后并联在直流整流电路的正极输出端和负极输出端上，电阻(R2-5)和电阻(R2-6)串联后也并联在直流整流电路的正极输出端和负极输出端上，运算放大器(AR1)的反相高阻抗输入端连接在电阻(R2-1)和电解电容(C11)之间，运算放大器(AR1)的正相高阻抗输入端连接在电阻(R2-2)和电阻(R2-3)之间，运算放大器(AR1)的正相高阻抗输入端和输出端之间连接电阻(R2-4)，运算放大器(AR1)的输出端连接到另一只运算放大器(AR2)的正相高阻抗输入端，运算放大器(AR2)的反相高阻抗输入端连接在电阻(R2-5)和电阻(R2-6)之间，快速加热指示灯电路与继电器(J)的线圈串联后连接在运算放大器(AR2)的输出端和全波桥式整流电路的负极输出端之间。
在采样电压电阻(R3)上产生的采样交流电压经全波桥式整流电路变成直流电压，此直流电压通过滤波电解电容(C10)滤波后，提供给后续电路，此直流电压的实际范围可以在10V～25V左右。由电阻(R2-1)、电解电容(C11)与电阻(R2-2)与电阻(R2-3)及电阻(R2-4)与运算放大器(AR1)一起构成延时比较器，此比较器的输出端接到由一只运算放大器(AR2)所组成的比较器去驱动继电器工作。为防止继电器(J)线圈工作回路对运算放大器(AR1)的输出端造成干扰，在运算放大器(AR1)的输出端和继电器(J)线圈工作回路之间加入由运算放大器(AR2)构成的同相比较器，从而起到缓冲隔离作用。
为了让电解电容(C11)在断电后快速放电，在电阻(R2-1)两端并联放电二极管(D5)。
本发明还在220伏交流输入电压上设置保险丝(F1)。
为了显示工作状态，取样电阻(R3)的输出端和保险丝(F1)的输出端通过导线连接，导线的另一端与负载接入端(E)之间设置包括指示灯(D2-2)的交流电工作指示灯电路。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
图2为本发明的一种应用图。
图3为本发明的另一种应用图。
具体实施方式
在220伏交流输入端A端设置由电容C2、C3、C4、C5、C6组成的第一组并联电容，在第一组并联电容的另一端设置负载接入D端。第一组电容C2、C3、C4、C5、C6两端并联第一放电电阻R1-1。
在第一组并联电容两端并联有包括第二组电容、NTC电阻R50和继电器J的触点串联组成的选择电容电路。第二组电容由C7、C8并联组成，在第二组电容两端还并联第二放电电阻R1-2。在继电器J的另一个触点和负载接入D端之间串联保险丝F2。
在交流输入端A端还分别连接降压电容C1和C9，C9的另一端通过导线预留出接点C，降压电容C1另一端串联采样电压电阻R3，采样电压电阻R3的两端连接全波桥式整流电路的两个输入端1端和3端，全波桥式整流电路由四只二极管D3-1、D3-2、D3-3、D3-4组成，全波桥式整流电路的两个输出端2端和4端之间连接滤波电解电容C10。
电阻R2-1和电解电容C11串联后并联在滤波电解电容C10两端，放电二极管(D5)并联在电阻(R2-1)两端。
电阻R2-2和R2-3串联后并联在滤波电解电容C10两端。电阻R2-5和R2-6串联后也并联在滤波电解电容C10两端。
运算放大器AR1的反相高阻抗输入端连接在电阻R2-1和电解电容C11之间，正相高阻抗输入端连接在电阻R2-2和R2-3之间，正相高阻抗输入端和输出端之间连接电阻R2-4，运算放大器AR1的V+端和V-端分别连接在滤波电解电容C10两端。运算放大器AR1的输出端连接到另一只运算放大器AR2的正相高阻抗输入端。
运算放大器AR2的反相高阻抗输入端连接在电阻R2-5和R2-6之间，运算放大器AR2的V+端和V-端分别连接在滤波电解电容C10两端。运算放大器AR2输出端和V+端之间连接放电电阻R2-7。
继电器J的线圈两端并联二极管D6。继电器J的负极端通过导线与全波桥式整流电路4端连接，继电器J的正极端通过指示灯电路与运算放大器AR2输出端连接，指示灯电路由电阻R2-8和快速加热指示灯(D2-1)并联组成。
在交流输入端B端串联有保险丝F1，保险丝F1另一端与采样电压电阻R3连接。在保险丝F1与采样电压电阻R3连接的接点和负载接入E端设置交流电工作指示灯电路。
交流电工作指示灯电路由二极管D1、D2、D3、D4、电阻R4-1、R4-2和指示灯(D2-2)组成，二极管D2、D3、D4串联后并联在电阻R4-1两端，二极管D1与电阻R4-1并联，指示灯(D2-2)和电阻R4-2串联后并联在电阻R4-1两端。
如图2所示，在负载接入D端和E端之间连接阻值较小的负载，负载可以是起发热作用的碳纤维。
如图3所示，将与电容C9连接的接点C和负载接入D端连接，在负载接入D端和E端之间连接阻值较大的负载，负载可以是起发热作用的碳纤维。

Claims (8)

1.一种延时切换控制器，包括设置在交流输入电压端A上的第一组并联的电容，在第一组并联的电容的另一端设置负载接入端D，在交流输入电压端B设置负载接入端E；其特征在于在第一组并联的电容两端并联有包括第二组电容、电阻R50和继电器J的触点串联组成的选择电容电路；在交流输入电压上连接有直流整流电路，在直流整流电路的输出端连接上述继电器J的驱动延时电路；
所述直流整流电路包括由四只二极管组成的全波桥式整流电路，以及连接在全波桥式整流电路的两个输出端之间的滤波电解电容C10；
所述继电器J的驱动延时电路包括电阻R2-1、电解电容C11、电阻R2-2、电阻R2-3、电阻R2-4与运算放大器AR1组成的延时比较器，电阻R2-1和电解电容C11的正极端串联，电阻R2-1的另一端连接在所述全波桥式整流电路的正极输出端，电解电容C11的负极端连接在所述全波桥式整流电路的负极输出端上，电阻R2-2和电阻R2-3串联后并联在所述全波桥式整流电路的正极输出端和负极输出端上，电阻R2-5和电阻R2-6串联后也并联在所述全波桥式整流电路的正极输出端和负极输出端上，运算放大器AR1的反相高阻抗输入端连接在电阻R2-1和电解电容C11之间，运算放大器AR1的正相高阻抗输入端连接在电阻R2-2和电阻R2-3之间，运算放大器AR1的正相高阻抗输入端和输出端之间连接电阻R2-4，运算放大器AR1的输出端连接到另一只运算放大器AR2的正相高阻抗输入端，运算放大器AR2的反相高阻抗输入端连接在电阻R2-5和电阻R2-6之间，快速加热指示灯电路与继电器J的线圈串联后连接在运算放大器AR2的输出端和全波桥式整流电路的负极输出端之间。
2.根据权利要求1所述延时切换控制器，其特征在于在交流输入电压端A还连接降压电容C1，降压电容C1的另一端串联采样电压电阻R3，采样电压电阻R3的两端连接所述全波桥式整流电路的两个输入端。
3.根据权利要求1所述延时切换控制器，其特征在于所述与继电器J的触点串联的电阻R50为NTC电阻。
4.根据权利要求1所述延时切换控制器，其特征在于在所述第一组并联的电容的两端并联第一放电电阻R1-1。
5.根据权利要求1所述延时切换控制器，其特征在于在所述第二组电容的两端并联第二放电电阻R1-2。
6.根据权利要求1所述延时切换控制器，其特征在于在电阻R2-1两端并联放电二极管D5，所述放电二极管D5的正极端连接所述全波桥式整流电路的正极输出端。
7.根据权利要求2所述延时切换控制器，其特征在于在交流输入电压上设置保险丝F1。
8.根据权利要求7所述延时切换控制器，其特征在于所述保险丝F1的一端连接交流输入电压端B，保险丝F1的另一端连接所述全波桥式整流电路的负极输入端，所述全波桥式整流电路的负极输入端与负载接入端E之间设置包括指示灯D2-2的交流电工作指示灯电路。
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