CN102055185A - 家用电器无能耗待机节能器 - Google Patents

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王林冲
范银军
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Abstract

本发明提供一种家用电器领域中的一种节能器，其结构简单、高效、低成本，由带磁保持继电器的无能耗待机遥控开关，高效低成本的电源变换系统及单片机控制器构成，具有手控、光控、遥控功能的遥控开关无需要予先在开关内储能，大大节省了电能且触发迅速、安全可靠。其电源变换系统由于功率开关管配制数量少、耐压要求低、通态电阻小不仅成本低，而且工作时导通损耗也降低1/2，且工作在软开关和无损吸收状态，所以工作效率大大提高的同时也达到了节能的目的。

Description

家用电器无能耗待机节能器
技术领域：
本发明涉及家用电器领域的一种节能器特别是一种高效低成本的电源变换系统和无能耗待机的遥控通断控制。
技术背景：
当前的家用电器，一般普遍使用交流电机及交流元器件配置，能量消耗大、噪音干扰强。其转速在低速应用时效果不理想，采用直流电器及直流元器件则能得到极大的改善，其应用的遥控开关在取代传统机械开关时，不节能值班待机时，消耗能量并需另外引入一根线或更改原来的布线，电路复杂，非常不方便，不能满足现在各种场所节能的使用需要。
本发明的目的：是提供一种无能耗遥控待机及家用电器遥控通断控制的节能装置，结构简单、高效低成本，克服以上的使用缺陷。
本发明的目的是这样实现的：一种家用电器无能耗待机遥控通断控制的节能器其特征是由以下三大部分组成：
①带磁保持继电器的无能耗待机遥控开关包括：1、稳压滤波器，2、磁保持继电器，3、接收器，4、数码功能器，5、触发开关，6、整流器，7、限流器组成。
②高效低成本的电源变换系统包括：高频变压器7的初级绕组1、2与功率开关管N1串联分别连接在电源的正负极上，N1的栅极与控制电路器10相接，并受其控制截止或导通，高频变压器7的次级绕组3、4按正激方式与整流器8、滤波器9相连接，构成变换器的输出回路，高频变压器7还有一组辅助次级绕组5、6与电容器C1、二极管D1D2一起构成无损吸收回路，辅助次级绕组的6端与功率开关管N1的发射级相连，吸收电容器C1的另一端通过二级管D1与N1的集电极相连，二极管D1的负端和吸收电容器C1的连接点上还有二极管D2、D2的负端接在输入电源的正极上，D2与D1一起同时构成功率管N1的集电极的电压箝位电路。
③实现了软件编程和智能控制的单片机控制器，使用了微处理器。本发明的特点是：
①输入电压范围宽、输出恒定、结构简单、效率高。
②本值班遥控接收开关无需予先在开关内储能，大大节省了电能，且触发动作迅速，满足了过流保护或漏电保护电路不能等待、延迟的要求，安全可靠。
③由于功率开关管配置数量少、耐压要求低、通态电阻小，不仅成本低工作时导通损耗也降低1/2以上且工作在软开关和无损吸收状态工作效率很高、又因功率开关管二端电压被很好箝位。从而可选用耐压稍高于输入电压、内阻较小而成本较低的功率器件实现高效低成本的目的。下面结合附图和具体实施对本发明的作进一步描述。
图1是本发明的原理方框图。
图2是本发明的无储能耗待机的遥控通断控制电路图。
图3是本发明的高效低成本电源变换系统的电路图。
如图1和图2所示的无储能耗的遥控通断控制电路包括：①稳压滤波单元和至少一组的与用电开关相配的②磁保持继电器，①稳压滤波单元和至少一组的与用电开关相配的输出端设有③接收器④数码功能器及⑤触发开关单元。
②磁保持继电器与④数码功能器之间设有⑤触发开关单元，②磁保持继电器与电网之间设有⑥整流单元(二极管)，⑦限流单元设于整流单元与电网之间。
⑤触发开关单元为二个双极型三极管，每一个为一信号组，信号组以达林顿接法连接。
电网通过整流器和限流单元，提供足够的脉动直流电流给磁保持继电器，无需在开关内储能，大大节省了电能，而且这种结构的遥控开关，动作迅速，安全可靠。
1、稳压滤波单元
2、磁保持继电器
3、接收器
4、数码功能器
5、触发开关单元
6、整流器
7、限流单元(功率电阻)
当遥控开关工作时，2磁保持继电器由电网通过7限流单元和6整流器提供足够的脉动直流电流，当3接收器接收外界射频发射信号，经开关内各电路模块处理送至4数码功能器，由4数码功能器发出信号使触发开关单元5触发开关内的一组的双极型三极管导通，电网通过7限流单元和6整流器向2磁保持继电器供电，使2磁保持继电器动作完成对开关K的通断控制。
本值班遥控接收开关，无需予先在开关内储能，大大节省了电能，且触发动作迅速，满足了过流保护或漏电保护电路不能等待延迟的要求，安全可靠。
如图3所示的高效低成本电源变换系统的电路图包括：初级绕组1、2，次级绕组3、4，辅助次级绕组5、6，高频电压器7，整流器8，滤波器9，控制器10，功率管N1，二极管D1，D2，电容器C1等组成。
提供一种由单个耐压稍高于输入电压的功率管作开关管，由高频变压器的一组辅助次级绕组与吸收电容串连，实现开关器件软关断，及构成无损吸收电路，通过二极管电容器组合实现漏感能量回馈和功率开关管二端电压箝位的高效低成本电流变换系统。
高频变压器7的初级绕组1、2与功率开关管N1串联，分别连接在电源的正负极上、N1的栅极与控制电路10相接，并受其控制截止或导通，高频变压器7的次级绕组3、4，按正激方式与整流器8、滤波器9相连接，构成变换器的输出回路，其特征在于7还有一组辅助次级绕组5、6与电容器C1二极管D1D2一起构成无损吸收回路。6端与N1的发射级相连，吸收电容器C1的另一端通过二极管D1与N1的集电极相连，二极管D1的负端和C1的连接点上还有二极管D2、D2的负端接在输入电源的正极上，D2与D1一起同时构成功率管N1的集电极的电压箝位电路。
电源变换器包括：
一个功率开关管N1和控制电路10，该功率开关管N1可以是绝缘栅晶体管IGBT，也可以是功率场效应管MOSFET、大功率晶体管GTR、可关断可控硅GTO等或是上述二个或二个以上器件的并联组合。
该电源变换器还包括：高频变压器7、整流器组8、滤波器9，高频变压器7的次级绕组(1)端与输入电源的正极相连接(2)端与功率管N1的集电极相连接。
其主次级绕组(3)，(4)按正激方式与整流器组8、滤波器9相连接，变换后的电力经整流、滤波输出。
高频变压器的辅助次级绕组(5)(6)其中(5)端与次级绕组(1)端互为同名端，其(6)端与输入电源的负极相连。
该电源变换器有一个由二极管D1电容器C1串联组成的关联在功率开关管N1的集电极与高频变压器7的辅助次级绕组(5)端之间，用来吸收高频变压器组7初级绕组在关断时其漏感所产生的反冲电动势的无损吸收回路，电容器C1的一端与二极管D1负端相连接，另一端与高频变压器7的辅助绕组(5)端相连接，二极管D1的正极与功率开关管N1的集电极相连接。
工作流程：
功率开关管N1导通→输入高频变压器7的初级绕组(1)→通过磁通耦合按正激方式连接主次级绕组(3)(4)→通过整流器8→滤波器9向负载供电→控制器10发出指令→功率开关管截止、高频变压器7磁通量减少→初级绕组(1)(2)漏电感产生反冲电势和电流保持同方向流动→电势方向(1)负(2)正与输入电压叠加→功率开关管N1电压上升由于N1集电→发射极间接有高频变压器7的辅助次级绕组，二极管D1和容量较大的电容器C1，辅助次级绕组的6端与功率开关管N1的发射级相接，5端同时感应出负电势，它与C1二端的电压叠加产生小于或等于零的电位，因电容二端的电压是不能突变的，通过二极管D1，功率开关管N1内置二极管的箝位作用→N1集电压上的电压箝定在接近于零的电位上→因此高频变压器1漏感产生的反电势只能使电流流向电容器C1→给电容器C1充电从而将其反冲电势化解，和实现功率开关管N1在零电压和零电流状态下关断。
由于功率开关管数量少，不仅成本降低，工作时导通损耗也降低1/2，且工作在软开关和无损吸收状态，工作效率很高，又因功率开关管二端电压被很好的箝位，从而可选用耐压稍高于输入电压，内阻较小而成本较低的功率器件实现高效低成本的目的。
单片机控制器使用了微处理器，实现了软件编程和智能控制基本功能表现在其显示功能，保持功能和监测功能。

Claims (2)

1.一种家用电器无能耗待机遥控通断控制的节能器其特征是由：
①带磁保持继电器的无能耗待机遥控开关包括：1、稳压滤波器，2、磁保持继电器，3、接收器，4、数码功能器，5、触发开关，6、整流器，7、限流器组成。
②高效低成本的电源变换系统包括高频变压器7的初级绕组1、2与功率开关管N1串联分别连接在电源的正负极上、N1的栅极与控制电路器10相接、并受其控制截止或导通，高频变压器7的次级绕组3、4按正激方式与整流器8，滤波器9相连接构成变换器的输出回路、高频变压器7还有一组辅助次级绕组5、6与电容器C1、二极管D1D2一起构成无损吸收回路、辅助次级绕组的6端与功率开关管N1的发射级相连、吸收电容器C1的另一端通过二级管D1与N1的集电极相连、二极管D1的负端和吸收电容器C1的连接点上还有二极管D2、D2的负端接在输入电源的正极上，D2与D1一起同时构成功率管N1的集电极的电压箝位电路。
③实现了软件编程和智能控制的单片机控制器、使用了微处理器。三大部分组成。
2.根据权利要求1所述的填入发明名称～其特征是一个功率开关管N1可以是绝缘栅晶体管IGBT也可以是功率场效应管MOSFET，大功率晶体管GTR，可关断、可控硅GTO等或是上述二个或二个以上器件的并联组合。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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