CN105790595B - 检测电压提升调节器 - Google Patents
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Abstract
一种检测电压提升调节器，升压变压器原边线圈串接在220V交流稳压电源的两输出端之间；该变压器副边线圈一端同时接于可控硅KG阳极和电阻R2一端，可控硅阴极接于电解电容C2正极，C2负极接于三档开关K3的V端子，R2另一端顺次串接电位器同时接于双向二极管D一端以及电容C1一端，D另一端接于可控硅控制极，C1另一端接于可控硅阴极，该变压器副边线圈198V抽头接于K3的Ⅲ端子，该变压器副边线圈242V抽头接于K3的Ⅳ端子，K3的动触头和该变压器副边线圈另一端作为两个电压输出端，该变压器副边线圈另一端串接电容C3后接于K3的Ⅴ端子。本装置输出198V和242V非标准电压，供作仪表220V±10﹪指标校验，具有结构简单、使用方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及稳压装置，特别是用于测量表计作为标准电压校验的升压稳压装置。
背景技术
我们知道，在数字式电压、电流、频率等测量表计中，普遍存在“工作电压：220V±10﹪”的参数指标，由此，在计量检测中，需要对其进行校验。
但是，现有发、供电单位的计量机构，多数应用的是交流稳压电源，而属于非标准的220V±10﹪的电压基本没有设置，故对于相关数据的校验工作很难进行，由此，产生了如何解决的问题。
通过计算，我们可以得到电压220V±10﹪的具体数值：
220×10﹪＝22 (V)
+10﹪为：220+22＝242 (V)
－10﹪为：220－22＝198 (V)
以上电压数值，在220V交流稳压电源以内的198V，通过调压器向下调节，便可得到；但对于242V，是做电压提升，现有条件便办不到了，为此，需要我们进行专项设计，以能提供校验使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测电压提升调节器，以输出242V和198V标准电压供校验测量表计使用。
本发明的目的是这样实现的：一种检测电压提升调节器，包括220V交流稳压电源，升压变压器B的原边线圈串接在所述220V交流稳压电源的火线与零线之间；升压变压器B的副边线圈一端同时接于可控硅KG阳极和电阻R2一端，可控硅KG阴极接于电解电容C2正极，电解电容C2负极接于三档开关K3的V端子，电阻R2另一端顺次串接电位器W同时接于双向二极管D一端以及电容C1一端，双向二极管D另一端接于可控硅KG控制极，电容C1另一端接于可控硅阴极，升压变压器B副边线圈198V抽头接于三档开关K3的Ⅲ端子，升压变压器B副边线圈242V抽头接于三档开关K3的Ⅳ端子，三档开关K3的动触头作为电压输出Ⅵ端，升压变压器B副边线圈另一端作为电压输出另一端，升压变压器B副边线圈另一端串接电容C3后接于三档开关K3的V端子。
所述三档开关K3为DC型双排三档拨动开关。
还具有输入电压和输出电压监测电路：双排4组开关由K2-1、K2-2、K2-3和K2-4组成，交流电压表V连接在Ⅶ公共端和Ⅷ公共端之间，K2-1一端接于升压器B原边线圈一端，K2-1的另一端接于Ⅶ公共端，K2-2一端接于Ⅷ公共端，K2-2另一端接于升压变压器原边线圈另一端，K2-3一端接于电压输出端Ⅵ，公共端Ⅵ接于电压输出一端，K2-3另一端接于Ⅶ公共端，K2-4一端接于电压输出另一端，K2-4另一端接于Ⅷ公共端。
所述220V交流稳压电源火线与升压变压器原边线圈一端之间，还串接有开关K1和保险BX。
还具有指示电路：电阻R1和发光二极管串接后与升压变压器B原边线圈并联。
所述电解电容C2为耐压＞500V，容量2200微法，所述电容C3为耐压＞500V、容量＜0.01微法的云母电容。
本发明的有益效果是：
1、电路结构简单、实用。
2、采用升压变压器及无极调压电路以及一个交流电压表同时实时监测输入电压以及输出电压的波动情况，并实时调节，以满足标准电压输出、供仪表检定的要求。
根据若干仪器仪表具有220V±10﹪工作电压的指标，在计量检测时须对相关电压值进行校验。本专利在进行变压器升压以及无极调压电路的配套使用，完成了242V和198V校验值的提供，解决了该项指标不能校验的问题，同时，经过双排四组开关的设置，实现了一只电压表两处监测使用的功效。该仪器结构简单，使用方便，具有独创性。
附图说明
图1是本调节器的电路图。
图2是开关K3连接示意图。
图3是双排4组开关连接示意图。
图4是本调节器面板示意图。
具体实施方式
为满足校验所需，尤其是满足242V非标电压的提升，我们做了相关电路设计，请见图1：一种检测电压提升调节器，升压变压器B的原边线圈串接在220V交流稳压电源输出端的火线与零线之间；升压变压器B的副边线圈一端同时接于可控硅KG阳极和电阻R2一端，可控硅KG阴极接于电解电容C2正极，电解电容C2负极接于三档开关K3的V端子，电阻R2另一端顺次串接电位器W同时接于双向二极管D一端以及电容C1一端，双向二极管D另一端接于可控硅KG控制极，电容C1另一端接于可控硅阴极，升压变压器B副边线圈198V抽头接于三档开关K3的Ⅲ端子，升压变压器B副边线圈242V抽头接于三档开关K3的Ⅳ端子，三档开关K3的动触头作为电压输出一端，升压变压器B副边线圈另一端作为电压输出另一端，升压变压器B副边线圈另一端串接电容C3后接于三档开关K3的Ⅴ端子。还具有输入电压和输出电压监测电路：双排4组开关由K2-1、K2-2、K2-3和K2-4组成，交流电压表V连接在Ⅶ公共端和Ⅷ公共端之间，K2-1一端接于升压器B原边线圈一端，K2-1的另一端接于Ⅶ公共端，K2-2一端接于Ⅷ公共端，K2-2另一端接于升压变压器原边线圈另一端，K2-3一端接于电压输出端Ⅵ，公共端Ⅵ接于电压输出一端，K2-3另一端接于Ⅶ公共端，K2-4一端接于电压输出另一端，K2-4另一端接于Ⅷ公共端。220V交流稳压电源火线与升压变压器原边线圈一端之间，还串接有开关K1和保险BX。还具有指示电路：电阻R1和发光二极管串接后与升压变压器B原边线圈并联。
因为我们的检测工作是在恒温恒压的标准室中进行，即已经有了220V交流稳压电源，为此，无须再另设工频振荡、正弦波放大等器件，使电路简化。
但要实现242V电压的输出，首先是做电压提升，即要设计一个升压变压器B。考虑电源或负载工作中难免会有冲击、波动等影响，并在各种影响下，均能有242V电压的输出，为此，我们决定将电压提升到260V做设计，接近稳压电源的20﹪，再经过变压器B副边抽头和无极调压电路来实现电压242V高端指标和198V低端指标的校验需求。
实施电路如图1所示，我们直接从交流稳压器的①、②端子引入220V电压值，经K1开关、BX保险、传送给变压器B的原边；变压器B的副边分三路走。
一路设置为198V抽头，传送给K3开关的端子Ⅲ；
二路设置有242V抽头，传送给K3开关的端子Ⅳ；
三路则经无极调压后，经电容C3传送给开关K3的端子Ⅴ。
以上各支路经开关K3拨动选取，再经③、④端子输出。其中前两路直接提供220V±10﹪电压值，以对相关仪器直接进行校验。
第三路则是功能扩展，适用于如JJG603-2006所述频率表校验标准中，对电压变化影响的检验。运用中，首先选定被校表计的刻度值，然后经无极调压电路将提升的260V电压从最低值往上调节和最高值往下调节，直到指针或数字稳定，方读数，由此确定“最低输入电压”和“最高输入电压”两项技术参数，并与规程数据相比较，判断是否合格。
具体的是，变压器B副边的260V电压分又两路传送，一路直接送往可控硅KG阳极，作为等待：另一路经电阻R2、电位器W、电容C1相互串联的支路，与可控硅KG的阴极相连，形成RC振荡器。振荡脉冲由双向二极管D引向可控硅控制极，作导通角控制，如果改变电位器便可改变振荡频率，改变频率将改变导通角，改变导通角便改变可控硅输出电压。通过电位器W，可将电压从高端往低处调节，也可从低端往高端调节，以符合频率等表计的校验要求，寻找到“最低输入电压”和“最高输入电压”两项技术参数。
由于可控硅为半导体器件，工作中可能对220V正弦波电压削顶，即产生直流和谐波分量。为此，电路中我们设计串联了耐压在500V以上、容量为2200微法的电解电容C2，还并联了耐压500V以上、容量0.01微法以下的独石或云母电容C3，以阻挡直流分量和滤去高次谐波；同时让50Hz工频电压顺利通过，由此减少工频电压的失真度，保证光滑的正弦波。可控硅阴极经电解电容C2和C3的交结点抽头，接于开关K3端子Ⅴ。
工作人员根据校验检测的需要，拨动开关K3，将分别接通198V、242V以及可调电压，所被选择接通的电压，传送给公共端子Ⅸ。公共端子Ⅸ在双排4组开关K2的K2-3、交流电压表、K2-4接通的情况下，与变压器副边的另一端，在③、④端子送出所需变化的检测电压。
K3是DC型双排三档开关，其结构与连接标记请件图2。在图2中，Ⅵ是公共端，当拨动键(即动触头)打向左档，则与Ⅲ端子的变压器198V抽头接通；当拨动键打到中间档，则与Ⅳ端子的变压器242V抽头接通；当拨动键打向右档，则与Ⅴ端子无极调压的分支线接通。所有接通得到的电压值，经公共端连接线，送往端子Ⅵ，作为电压表监测的数值信号，均从③、④端子连接的输出。
在图1中，我们可以看到，变压器前的输入电压(尤其在非稳压源输出时)和输出电压均需要进行实时数据监测，以保证校验的准确性。但在同一仪器中装设多支同样表计欠妥，为此我们决定引用K2开关进行转换控制，将一表两用。请看图1和图3：
同时，在图1中我们还以可看到，由于变压器B原、副边的火线、零线完全不同，电压表无共用基础，只能入出线完全折断，重新跨越连接，方能正确使用。为此我们引入了DC型双排4组开关K2来帮助实现。
清结合图1、图2，在K2开关的应用图示中可以看到：
1、当拨动键打向左面，则上排K2-1的公共端Ⅶ与变压器B原边上方引线端子Ⅰ相接；下排K2-2的公共端Ⅷ与变压器B原边下方引线端子Ⅱ相接，由此实现对输入电压的监测。
2、当拨动键打向右面，则上排K2-3的公共端Ⅶ与转化连接的引线端子(即电压输出端)Ⅵ相接；下排K2-4的公共端Ⅷ与变压器B副边下端的引线端子Ⅸ相接，由此又实现对输出电压的监测。
由上可见，由于电路的巧妙设计，只需控制键轻轻拨动，便实现了电压表输入输出线的整体转换，完成了一表两处监测的功用。
变压器原边的电阻R1与发光二极管Fg构成指示电路，发光管点亮表示电源工作正常。
面板设计
根据电路结构，在装配调式完成后，我们进行了外壳及面板设计：
通过图4，可以看到面板中各器件及工作方式是：
面板图中有电源开关K1，保险管BX,工作指示灯Fg，在开关向上开启，指示灯点亮则表示工作正常；有交流电压表和输入输出开关K2及K3，几者配合，可以分别显示原始输入和经过抽头、调节后的电压；由K3旋转选择的电压，经过红色火线和黑色零线接线柱的连接，即可输出所需的电压值，对相关仪器进行检测校验。
变压器设计
变压器B是本专利结构的中心，在其设计中，须考虑变比、匝电压、功率大小等，进行设置。根据所需高端电压为242V的校验值，为有调节裕度，我们则取260V作为设计，原边输入电压为220V，则可计算出变比是：
260÷220≈1.18
以此变比确定匝电压与匝数，都有杂乱小数，不易准确。故根据经验，我们还是将匝电压直接取为0.5V，则原边匝数为
220÷0.5＝440 (匝)
副边匝数为：242÷0.5＝484 (匝)
由于所取电压主要是用做被校仪器的工作电压，耗能较低，一般为几瓦到几十瓦，电流量在毫安级。对此，我们选取铜材漆包线线径为0.5mm，每一层绕制50匝，则需骨架高(长或宽)度为25mm；原、副边分别绕上9和10层即可，加上绝缘薄膜，故深度选为10mm。
经过以上设计计算，实施选材和绕制，再插上相应铁芯，并压紧、浸油、烘干，变压器则制作完成，再按图1结构进行连接，即可投用。
Claims (6)
1.一种检测电压提升调节器，包括220V交流稳压电源，其特征是，升压变压器B的原边线圈串接在所述220V交流稳压电源的火线与零线之间；升压变压器B的副边线圈一端同时接于可控硅KG阳极和电阻R2一端，可控硅KG阴极接于电解电容C2正极，电解电容C2负极接于三档开关K3的V端子，电阻R2另一端顺次串接电位器W同时接于双向二极管D一端以及电容C1一端，双向二极管D另一端接于可控硅KG控制极，电容C1另一端接于可控硅阴极，升压变压器B副边线圈198V抽头接于三档开关K3的Ⅲ端子，升压变压器B副边线圈242V抽头接于三档开关K3的Ⅳ端子，三档开关K3的动触头作为电压输出端Ⅵ，升压变压器B副边线圈另一端作为电压输出另一端，升压变压器B副边线圈另一端串接电容C3后接于三档开关K3的V端子。
2.根据权利要求1所述的检测电压提升调节器，其特征是，所述三档开关K3为双排三档拨动开关。
3.根据权利要求2所述的检测电压提升调节器，其特征是，还具有输入电压和输出电压监测电路：双排4组开关由K2-1、K2-2、K2-3和K2-4组成，交流电压表V连接在Ⅶ公共端和Ⅷ公共端之间，K2-1一端接于升压器B原边线圈一端，K2-1的另一端接于Ⅶ公共端，K2-2一端接于Ⅷ公共端，K2-2另一端接于升压变压器原边线圈另一端，K2-3一端接于电压输出端Ⅵ，K2-3另一端接于Ⅶ公共端，K2-4一端接于电压输出另一端，K2-4另一端接于Ⅷ公共端。
4.根据权利要求3所述的检测电压提升调节器，其特征是，所述220V交流稳压电源火线与升压变压器原边线圈一端之间，还串接有开关K1和保险BX。
5.根据权利要求4所述的检测电压提升调节器，其特征是，还具有指示电路：电阻R1和发光二极管串接后与升压变压器B原边线圈并联。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的检测电压提升调节器，其特征是，所述电解电容C2为耐压＞500V，容量2200微法，所述电容C3为耐压＞500V、容量＜0.01微法的云母电容。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |