CN2136490Y

CN2136490Y - 全自动多功能家用稳压保护器

Info

Publication number: CN2136490Y
Application number: CN 92236116
Authority: CN
Inventors: 郑南平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1993-06-16
Anticipated expiration: 2002-09-30

Abstract

一种全自动多功能家用调压保护器，包括有机座、上盖、面板，面板上设置有电压表、指示灯、功能旋钮、按键。机座上还设置有电路板，其上设置有电源电路、过欠压保护检测和记忆延迟电路、冰箱自动循环电路、继电器节能型电路。本实用新型功能多，使用方便、功耗低、性能优良，广泛用于对家用电器的保护。

Description

本实用新型涉及一种家电保护装置，特别是一种用于电网电压过压、欠压时的自动保护、自动调压、记忆延时起动、冰箱自动循环工作的全自动多功能家用调压保护器。

为了使家电不受电网电压的大波动产生危害，目前，大多数的家用稳压保护器都采用分立元件设计，既使部分采用集成电路，但因器件的类别选择和设计上的不合理，造成了工作不稳定的缺点。另外，千篇一律的固定延时起动，不利于冰箱对食品的保鲜冷藏（尤其是在停电频繁的场合），且稳压和保护特性较差，因此不利于家电实施保护。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种性能良好、功能较多、使用方便的全自动家用多功能稳压保护器。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括有机座、上盖、面板。面板上设置有电压表、指示灯、各功能旋钮、按键。机座上还设置有一个电路板，电路板上设置有由自耦变压器T（在机座上）、整流器、4IC三端稳压器7809组成的直流电源电路；由集成块1IC、电阻组成的电压上限下限基准值调压检测电路；由集成块2IC、电阻、二级管、开关2SB1、2SB2组成的过压、欠压保护检测和记忆延迟电路；由集成块3IC单时基555电路、电阻、电容、二极管组成的冰箱自动循环电路；由三极管、电阻、电容、继电器组成的继电器节能型电路；还有一个控制电路。

本实用新型与现有技术相比，具有功能多、使用方便、功耗低、性能优良等优点。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的整机结构示意图。图中各标号所表示含义是：1.机座，2电压表安装孔，3.面板，4.电压表，5.电源开关，6.强制开关，7.过压自检开关，8.欠压自检开关，9.指示灯，10.循环工作时间调整钮，11.循环停止时间调整钮，12.开关安装孔，13.上盖，14.散热孔，15.调整电位器安装孔，16.指示灯安装孔，17.电路板，18.快速保险座，19.输出插座，20.自耦变压器，21.电源线卡，22.电源进线孔。

图2是本实用新型的电路原理图。

从图2中可知，1IC为CMOS二输入端四与非门MC4011与电阻1R₁、1R2、微调电阻1VR₁、1VR₂、组成电压上限、下限基准值调压检测。晶体管1VT₁、1VT₂、电阻1R₃、1R₄、1R₆、1R₇、1R₈、1R₉、LC₁、LC₂、 1C₃、1C₄、继电器1KR₁、1KR₂、二极管1VD₃、 1VD₄组成调压控制，以上共同组成调压电路。图2中，电阻LR₁、LR₂与电源电路整流二极管4VD₁负极相接，经由1VR₁、1VR₂中心点A、B端接至1IC的12脚和8脚，1VR₁、1VR₂的另一端均接地，其中1VR₁调整基准下限值，1VR₂调整基准上限值。1R₄、1R₆的一端分别与1C₁、1C₂相连，一端并接于1IC的11脚及10脚。1C₁、1C₂负极接地，此处起滤波作用。1R₄的另一端经1R₇与1VT₂基极相连。1R₆一端直接与1VT₁基极相连。1R₃、1R₄和发光二极管1VD₁、1VD₂组成调压状态指示。1VT₁、1VT₂的发射极均接地，集电极分别与1VD₄、1VD₃的正极、1KR₁、1KR₂一端相连，1KR₁、1KR₂另一端分别与1C₃正极、1R₈和1C₄正极、1R₉相连，1C₃、1C₄负极接地，1R₈、LR₉一端接电源正极。1IC的14脚、13脚、9脚均接至9伏电源的正极，1IC的7脚接地。1R₈、1R₉为1KR₁、1KR₂的吸合限流电阻，1C₃、1C₄为吸合储能电容，1VD₃、1VD₄为吸收二极管（以下电路均相同），当电网电压＞180V时，1IC的12脚为高电平（基准检测A端为1），13脚接于9V电源正极，为高电平，4非门翻转，11脚为低电平，1VT₂无偏压截止，1KR₂释放，常闭触点接在变压器T的A点上，输出为市电状态（180V～230V）。当电网电压＜180V时，1IC的12脚变为低电平（基准检测A点为0），13脚仍为高电平，4非门翻转，11脚为高电平，经1C₂滤波后，由1R₄、1R₇送入1VT₂基极，1VT₂导通，1C₄通过1KR₂、1VT₂对地放电，1KR₂吸合，1R₉限流后维持1KR₂的吸合。常开触点接于T的B点上，输出为升压状态（185～220V）。当电网电压＜240V时，1IC的8脚为低电平（基准电压B端为0），9脚接于9V电源正极为高电平，3非门翻转，10脚为高电平，经1C₁滤波后由1R₆送入1VT₁基极，1VT₁导通，1C₃通过1KR₁、1VT₁地放电，1KR₁吸合，1R₈限流维持1KR₁吸合。常开触点接于T的O点上，输出为市电状态（180～230V）。当电网电压＞240V时，1LIC的8脚为高电平（基准电压B端为1）。9脚仍为高电平，3非门翻转，10脚为低电平，1LVT₁失偏压截止，1KR₁释放，常闭触点接于T的C点上，输出为降压状态（210～220V）。电网电压在150～260V之间时，本实用新型均能将输出电压自动调整在185～225之间。

图2中，2IC为四电压比较器LM339，其中三个比较器A₁、A₂、A₃与电阻2R₁、2R₂、2R₃、2R₅、2R₅、2R₆、2R₇、2R₈、2R₁₃、2R₁₄、2R₁₆、二极管2VD₁、2VD₂、微调电阻2VR₁、2VR₂组成过压、欠压自动检测。电阻2R₄、按键开关2SB₁组成过压自检，2R₉、2SB₂组成欠压自检。2R₁₅、发光二极管2VD₃组成保护指示。电阻2R₁₁、电容2C₁组成记忆延时RC并联充放电回路，晶体管2VT、电阻2R₁₇、2R₁₈、电容2C₂、二极管2VD₄、继电器2KR组成保护控制。以上共同组成过压欠压保护、记忆延时电路。

图2中，2VR₁、2VR₂一端共同接于电源正极，2VR₁另一端与2R₁串联接地。2VR₁中心端串接2R₅与2IC的A₁的6脚相连。2R₂另一端与2VR₂串联接地，2VR₂中心端串联2R₇接于2IC的A₂的5脚。组成过压、欠压固定参考电压的上限值、下限值输入。2R₆、2R₈一端通过2R₃限流后接于电源电路整流二极管4VD₁负极，2R₆、2R₈另一端分别接至A₁的11脚、A₂的4脚，组成过压、欠压可变信号电压输入。A₁的1脚一路通过2R₁₃接电源，另一路通过2VD₁接于2R₁₀、2R₁₁、2C₁中点上，并通过2R₁₀至A₃的9脚，A₂的2脚一路通过2R₁₄接于电源，另一路通过2VD₂接于2VD₁负极，组成过压欠压保护信号的输出。A₃的8脚通过2R₁₂接地，14脚经2R₁₇接至晶体管2VT基极，2R₁₆一端接电源，另一端接于A₃的14脚，组成保护信号记忆延时的受控输出。2VT发射极接地，集电极与2KR、2R₁₆串联至电源。2C₂正极接于2KR、2R₁₆接点上，负极接地。2R₁₅一端接电源，另一端串接2VD₃至A₃的14脚，组成保护、记忆延时的执行控制。上述电阻2R₁₃、2R₁₄、2R₁₆为A₁、A₂、A₃上拉电阻，即A内部放大器负载电阻。当A截止时，内部放大器集射开路，输出端通过上拉电阻形成高电平；当A导通时，内部放大器集射形成通路，输出端通过上拉电阻形成低电平。A₁的6脚接固定参考电压，7脚接可变信号电压。A₂接法正好与A₁相反。当电网电压在150～260V之间时，A₁的7脚电位＜6脚电位，A₂的5脚电位＜4脚电位，符合LM339输入特性。A₁、A₂均导通，其输出端1脚、2脚为低电平，因A₃受A₁、A₂作用，A₃的9脚为低电平，与A₃的8脚同电位，故A₃截止，输出端14脚为高电平，2VD₃熄灭。此时，2VT导通，2C₂迅速通过2KR、2VT对地放电，2KR吸合，并通过2R₁₈限流后维持吸合。常开触点2KR接通插座Z₁、Z₂的电源。当电网电压＞260时，A₁的7脚电位＞6脚电位，A₁端截止，1脚输出高电平，此时A₂仍导通，因2VD₂作用不影响A₂状态。此高电平由2VD₁送入A₃的9脚，因9脚电位＞8脚电位，A₃导通，14脚为低电平，2VD₃点亮，指示处于保护状态。2VT失偏而截止，2KR释放，常开触点2KR切断Z₁、Z₂插座电源。当电网电压＜150V时，A₂的4脚电位＜5脚电位，A₂截止，2脚输出高电平，此时A₁仍导通，因2VD₁作用不影响A₁状态。A₃重复上述工作过程。2KR释放，常开触点2KR切断Z₁、Z₂插座电源。

图2中，2R₄与2R₃相连，通过开关2SB₁接于A₁的7脚，组成过压状态自检。2R₉与2R₈相连，并通过开关2SB₂接地，组成欠压状态自检。当电网电压在150～260V之间时，按动2SB₁，电压通过2R₄，2SB₁进入A₁的7脚，形成过压状态，此时A₁的7脚电位＞6脚电位，符合上述过压保护特征。按动2SB₂、2R₉通过2SB₂接地，形成欠压状态，此时，A₂的4脚电位＜5脚电位，符合上述欠压保护特征。

图2中，2R₁₁与2C₁并联，接于2VD₁、2VD₂、2R₁₀共点上，另一端接地，构成记忆延时RC充放电回路。当电网停电瞬间，A₁、A₂迅速截止，电源电路滤波电容4C₃上的残余电荷迅速通过2R₁₃或2R₁₄，2VD₁或2VD₂对2C₁快速充电，因2R₁₁阻值较大，不影响此时对2C₁充电。2C₁充电结束后，立即通过与之并联的2R₁₁放电。在2C₁放电未完之前来电，由于2C₁两端还具有电荷，A₃的9脚电位＞8脚电位，A₃导通，14脚输出低电平，2VT截止，2KR释放，常开触点切断插座电源。等2C₁放电完毕后，A₃的9脚电位≤8脚电位，A₃截止，14脚输出高电平，2VT导通，2KR吸合，常开触点接通插座电源。2C₁放电时间的长短取决于2R₁₈与2C₁的值，本实施例RC放电时间常数t_总取8分钟，即记忆延迟时间＝t_总－t_T（t_T为停电时间）。如：停电时间为6分钟，则记忆延时时间为2分钟；停电时间为8分钟，则记忆延迟时间为0；停电时间为1分钟，则记忆延时时间为7分钟。以上记忆延时时间等于实际延时时间。实际延时时间过后，方能接通插座电源。当电网电压＜150V或＞260V时，能自动地将输出电源切断。当电网电压恢复到＞150V或＜260V时，能自动地将输出电源接通。当电网停电后，能自动地记忆停电时间，确定恢复供电后延迟起动的时间，从而对家电实现了保护。

图2中，3TC为单时基555电路，与电阻3R₁、3R₂、3R₃、3R₄、3R₅、3R₆、微调电阻3VR₁、3VR₂、电容3C₁、3C₂、3C₃、二极管3VD₁、3VD₂、3VD₃、3VD₄、晶体管3VT、开关3SB、继电器3KR组成自动循环控制电路。3IC的4脚、8脚共同接电源，1脚接地，5脚通过3C₂接地，3C₂为抗干扰电容。3R₁为3IC的7脚输入电阻，一端与电源相接，一端与3VD₁正极、3VD₂负极连接至3IC的7脚。3VD₁负极、3VD₂正极分别与3VR₁、3VR₂一端相接，3VR₁、3VR₂中心端分别接至3R₂、3R₃。3R₂、3R₃另一端与3C₁正极相连并且接于3IC的2脚、6脚构成充放电回路，3C₁为充放电定时电容。其中，3VR₁、3VD₁、3R₂、3C₁为充电回路，3VR₂、3VD₂、3R₃、3C₁为放电电路。3IC的3脚一路经3R₄接至3VT基极，3VT集电极与3KR、3R₆串联接至电源，3VD₄并接在3KR与3R₆两端。3C₃正极接于3KR与3R₆交接点上，另一端接地。一路经3R₅、发光二极管3VD₃接地构成自动循环工作指示。3SB并接于3C₁两端，为解除自动循环状态的强制开关。当接通电网电源时，9V电源正极通过3R₁、3VR₁、3R₂对3C₁充电，因电容两端电压不能突变，在充电初始阶段，3IC的2脚电压＜1／3VCC，3IC的3脚输出高电平，指示灯3VD₃点亮。重复上述过程，按下开关3SB，相当于对3C₁快速放电，并一直得保持下去，3IC的2脚电位为0，则3IC的3脚始终为高电平，自动循环工作被解除。本实施例自动循环时间为：工作5分钟，停止20分钟，如要对以上时间修正，则可通过调整3VR₁、3VR₂实现。3VR₁为工作时间调整，3VR₂为停止时间调整。当冰箱在制冷情况良好的状态下出现不停机的故障时，可断开3SB，即可实现对冰箱的自动循环控制，模拟地替代机内温度控制器，让冰箱应急使用，其循环时间可调。

图2中，电阻1R₈、1R₉、2R₁₈、3R₆、电容1C₃、1C₄、2C₂、3C₃、继电器1KR₁、1KR₂、2KR、3KR共同组成四组节能型继电器电路。其中，1R₈、1R₉、2R₁₈、3R₆的一端分别与电源相连，另一端分别通过1KR₁、1KR₂、2KR、3KR接至1VT₁、1VT₂、2VT、3VT集电极。1C₃、1C₄、2C₂、3C₃正极分别接于1R₈、1R₉、2R₁₈、3R₆与1KR₁、1KR₂、2KR、3KR的接点上，负极分别均接地。因电磁式继电器在吸合初期，需要较大电流来保证吸合良好，当吸合后，仅需微小电流即可维持吸合。传统技术中，当继电器吸合后，吸合电流与维持电流相等，而实际吸合后，仅须吸合初始电流的30％来维持吸合，而70％的电能白白地被浪费掉。本实用新型均采用新型继电器节能型电路。以3KR为例，3VT的基极无控制信号时，3VT截止，电源经3₆对电容3C₃充电。当控制信号输入至3VT基极，3VT立即导通，3C₃通过3KR、3VT对地放电，此放电电流足以使3KR吸合，3KR吸合后，经3R₆限流后，以较小的电流维持3KR吸合。维持电流的大小取决于3R₆的值。一般情况下3R₆应与3KR线圈直流阻抗相近，这样能保证正常维持电流。与传统技术方式相比可节约电能50％，又能延长线圈的使用寿命。本节能型方式的释放特性优于传统技术方式。

图2中，T为自耦变压器，其中初级L₁为升压绕组，L₃为降压绕组。次级L₄、L₅、L₆、二极管4VD₁、4VD₂、4VD₃、电容4C₁、4C₂、4IC三端稳压器7809共同组成直流电源电路。其中，L₆与半波整流管4VD₁相接，4C₂滤波后的电压作为自动调压的基准检测电压和过、欠压自动保护的可变信号电压。双绕组L₄、L₅经4VD₂、4VD₃全波整流，4C₁滤波后，一路作为继电器KR的工作电源，另一路经4IC稳压后输出9V电压作为1IC、2IC、3IC的工作电源和过、欠压保护的固定参考电压。

图2中，4R₁、4C₄为RC串联浪涌吸收元件，并接于3KR触点两端，以吸收3KR因带感性负载。工作在周期性接通或断开的瞬间所产生的浪涌电流，以保证3KR因带感性负载、工作在周期性接通性接通或断开的瞬间所产生的浪涌电流，以保证3KR触点的机械特性良好，延长触头的使用寿命。

图2中，插座Z₂为冰箱专用，Z₁可供其它家电使用，V为小型交流电压表，并接于插座两端，以指示输出电压值。4SB为电源开关，RD为快速熔断保险作为整机的过流保护。

本实用新型可根据市场需要，将继电器、自耦变压器功率改变，可形成系列品种，其功率可从500～3000VA范围内形成系列，以满足各种家用电器功率的使用。

Claims

1、一种全自动多功能家用调压保护器，包括有机座、上盖、面板，面板上设置有电压表、指示灯、各功能旋钮、按键，机座上还设置有一个电路板，其特征在于：电路板上设置有由自耦变压器T、整流器、4IC三端稳压器7809组成的直流电源电路；由集成块1IC、电阻组成的电压上限下限基准值调压检测电路；由集成块2IC、电阻、二极管、开关2SB₁、2SB₂组成的过压、欠压保护检测和记忆延迟电路；由集成块3IC单时基555电路、电阻、电容、二极管组成的自动循环电路；由三极管、电阻、电容、继电器组成的继电器节能型电路；还有一个控制电路。

2、根据权利要求1所述的全自动多功能家用调压保护器，其特征在于：上述所说的电压上限下限基准值调压检测电路的具体结构是：电阻1R₁、1R₂一端共同接入电源电路整流二极管4VD₁负端，经由1VR₁、1VR₂中心点A、B端接至1IC的12脚和8脚，1VR₁、1VR₂一端接地，1IC的9脚、13脚、14脚接电源，7脚接地，1IC的10脚通过1R₆与1VT₁基极相接，11脚通过1R₇与1VT₂基极相接。

3、根据权利要求1所述的全自动多功能家用调压保护器，其特征在于：上述所说的过欠压保护检测和记忆延迟电路的具体结构为：2VR₁、2R₂一端接至电源，2VR₁另一端与2R₁串联接地，2VR₁中心端连接2R₅，接于2IC的A₁的6脚、2R₂另一端与2VR₂串联接地，2VR₂中心端连接2R₇接于2IC的A₂的5脚，2R₆、2R₈一端通过2R₃接于二极管4VD₁负极，2R₆、2R₈另一端分别接至A₁的7脚及A₂的4脚，A₁的1脚和A₂的2脚分别通过2VD₁、2VD₂、2R₁₀接至A₃的9脚，A₁的上拉电阻2R₁₃、2A₂的上拉电阻2R₁₄、A₃的上拉电阻2R₁₆一端分别接至A₁的1脚、A₂的2脚、A₃的14脚，另一端与电源相接，A₃的9脚通过2R₁₀接至由2R₁₁、2C₁并联组成的记忆延迟充放电回路，A₃的8脚通过2R₁₂接地，2R₄与2R₃相连，通过2SB₁接于A₁的7脚，2R₉与2R₈相连，通过2SB₂接地。

4、根据权利要求1所述的全自动多功能家用调压保护器，其特征在于：上述所说的自动循环电路的具体结构为：3IC的4脚、8脚及3R₁共同接于电源，1脚接地，5脚通过3I₂接地，3R₁另一端与3VD₁正极、3VD₂负极连接至3IC的7脚；3VD₁负极、3D₂正极分别与3VR₁、3VR₂的一端相接，3VR₁、3VR₂中心端分别接至3R₂、3R₃一端，3R₂、3R₃的另一端与3C₁正极连接且同时与3IC的2脚及6脚相接；3SB与3C₁并联接地；3VD₁、3VR₁、3R₂、3C₁构成充电回路，3VR₂、3VD₂、3R₃、3C₁构成放电回路，3IC的3脚为控制信号输出端。

5、根据权利要求1所述的全自动多功能家用调压保护器，其特征在于：上述所说的继电器节能型电路的具体结构为：1R₈、1R₉、2R₁₈、3R₆的一端分别与电源相连，另一端分别通过1KR₁、1KR₂、2KR、3KR接至1VT₁、1VT₂、2VT、3VT集电极；1C₃、1C₄、2C₂、3C₃正极分别接于1R₈、1R₉、2R₁₈、3R₆与1KR₁、1KR₂、2KR、3KR的接点上，负极均接地。