CN2153826Y

CN2153826Y - 耐高压低耗智能延时交流稳压器

Info

Publication number: CN2153826Y
Application number: CN 93209619
Authority: CN
Inventors: 陈德文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2003-04-13

Abstract

一种耐高压低耗智能延时交流稳压器，由电容降压电路、整流滤波电路、电压取样电路、比较放大电路、并联型电压调整电路组成耐高压直流稳压电源。由短延时电路、简易稳压电路、长延时电路、电压比较放大输出电路、状态指示电路组成智能延时部件。本稳压器具有二挡升压、降压、直通、过压关断、欠压关断、延时关断共7种功能；继电器具有回差特性；可承受500V交流电压；工作效率高，功耗小；并具有长延时和短延时功能。

Description

本实用新型涉及一种交流稳压器，特别是一种耐高压智能延时交流稳压器。

目前市场上由继电器切换变压器抽头进行调压的交流稳压器，是由外壳、调压部件、执行部件、和设置在控制电路板上的直流稳压电源、直流串联稳压部件、基准电压部件、电压输入采样部件、比较放大部件、延时部件组成。这种交流稳压器正进入家用市场，而它的输入电压最高仅为260～270V，再高就自身难保了。有时由于线路故障，380V电压误入家庭，会造成一片地区家用电器被损坏。为了避免压缩机为主要部件的用电设备，因瞬间停电而造成重负荷起动，即堵转，都设有延时启动部件。但如果不分各种情况，一律从电网来电时起延时5分钟启动，则会在许多情况下产生不必要的延时。

本实用新型的目的是提供一种在电网电压偏高或偏低时，能自动进行降压或升高，在电压超出电器工作电压范围时，能自动关断电器电源，电网电压恢复到电器工作电压范围时，又能自动恢复供电的交流稳压器，并能长时间承受380V交流电压，并具有智能延时功能。

本实用新型的目的是这样实现的：耐高压直流稳压电源是由电容降压电路、整流滤波电路、电压取样电路、比较放大电路、并联型电压调整电路组成；电容降压电路把输入的交流市电通过电容降压，并通过调压部件的控制，输入整流滤波电路进行整流滤波，输出直流电压给并联型电压调整电路，并由电压取样电路取样，输入比较放大电路，与基准电压部件输入的电压信号作比较并放大，输入并联型电压调整电路作并联型电压调整，使输出电压稳定。智能延时部件是由短延时电路、简易稳压电路、长延时电路、电压比较放大输出电路、状态指示电路组成。短延时电路的电压信号输入电压比较放大输出电路，短延时电路能被比较放大部件送来的信号触发而降低输出的电压信号，简易稳压电路用以提高长延时电路的电压，长延时电路的电压信号输入电压比较放大输出电路，开关K可控制其延时状态，电压比较放大输出电路把输入的电压信号作比较放大，分四路输出：控制执行部件的工作状态；控制状态指示电路指示智能延时部件的工作状态；给短延时电路充电；给长延时电路充电，为延时作准备。耐高压直流稳压电源也可以由电容降压电路、两个整流滤波电路、电压取样电路、两个比较放大电路、并联型电压调整电路、串联型电压调整电路组成。电容降压电路把输入的交流市电通过电容降压，输入整流滤波电路进行整流滤波，输出直流电压，由电压取样电路取样，分别输入两个比较放大电路，与基准电压部件输入的电压信号分别作比较并放大，一个比较放大电路输入并联型电压调整电路作并联型电压调整，使输出电压稳定，由调压部件输出的交流电，经另一个整流滤波电路进行整流滤波，输出直流电，与另一个比较放大电路的电压信号一起，输入串联型电压调整电路作串联电压调整，使输出电压稳定。这里的电压取样电路、两个比较放大电路、与基准电压部件一起组成一个特殊的取样比较放大装置，保证了并联型电压调整电路与串联型电压调整电路不会同时导通。

本实用新型的基本特点如下：

1.有7种工作状态：二档升压、一档降压、一档直通、一档过压关断、一档欠压关断、一档延时关断。二档升压对电压偏低较大的地区特别实用。

2。继电器切换跳变点有一定的回差特性，以避免输入电压在跳变点附近波动时，使继电器来回频繁跳动。

3.电容降压电路能承受500V交流波动电压和能长时间承受380V交流电压。因在过压情况下，稳压器输出早已关断，而控制电路仍处于工作状态，当电压回落到可调压范围时，能自动恢复输出。

4.稳压器效率高，功耗小。在不同工作状态下，稳压器的功耗不一样，因在大多数时间里总是处于直通状态，而在直通状态下，调压变压器脱离工作状态，没有损耗，所以功耗很低。

5.具有智能延时功能。当因过压、欠压关断输出，或断电后即进入5分钟延时状态。在这5分钟内，不管电网电压处于何种状态，如过压、欠压、偏高、偏低、正常、断电、或几种状态相互转换，都不影响设定的延时时间。延时结束后：①如虽电网有电，但电压仍不是电器工作电压范围（过压或欠压），则稳压器处于等待状态，一旦到了电器工作电压范围，则稳压器进行短延时十几秒后开通。②如电网无电则等来电以后再延时十几秒再开通。这十几秒的延时，能使稳压器有时间建立起正常的工作电压，特别是电压输入采样电路，需经过滤波，有较大的时间常数。否则在采样电压上升过程中，稳压器会得到一个电压偏低的误信号，产生误动作。③如电网电压正常，或电压处在偏高、偏低范围内，则立即开通。

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的立体图；

图2是图1的剖视图；

图3是本实用新型的原理框图；

图4是图3的电路图。

参照图1，稳压器外壳上设置了一只输出电压表V；一只开关：开是长延时，关是短延时；和发光二极管D₁₁、D₁₆、D₁₇、D₁₈、D₁₉、D₂₀、D₂₁、D₂₇。

参照图2，稳压器的底座上布置的是调压部件1和执行部件8的调压变压器B、继电器J₁、J₂、J₃，耐高压直流稳压电源的耐压500V的电容C₁、耐压300V的电容C₁₀，和控制电路板9，该板上设置了耐高压直流稳压电源2、直流串联稳压部件3、基准电压部件4、电压输入采样部件5、比较放大部件6、智能延时部件7。

参照图3、图4，调压部件1由调压变压器B、输出电压表V、继电器触头J_1－1、J_1－2、J_2－1、J_2－2、J_3－1、J_3－2组成。电网输入电压Uin与耐高压交流稳压器所具有的功能即输出电压Uout情况如表所述。二次升压时，使调压变压器B有足够的升压比；一次

输入电压Uin	交流稳压器功能
					J₁	J₂	J₃	输出电压Uout
	久压	放	放	放					欠压关断
偏低较多					吸	放	吸	二次升压输出
	偏低较少	吸	吸	吸					一次升压输出
正常					放	放	吸	直通输出
	偏高	放	吸	吸					降压输出
过压					放	放	放	过压关断
	长短延时	放	放	放					延时关断

升压时，保持合适的升压比；直通时调压变压器B不工作；降压时保持合适的降压比；欠压、过压、延时时输出关断。耐高压直流稳压电源2是由电容C₁、C₁₀、电阻R₁、R₃₅构成的电容降压电路，二极管D_1～4、电容C₂构成的整流滤波电路，可调电阻W₁、电阻R₂、R₃构成的电压取样电路，三极管BG₃构成的比较放大电路，三极管BG₄、BG₅、电阻R₄、R₅、二极管D₁₀构成的并联型电压调整电路组成，如图4a中的耐高压直流稳压电源2。在升压、直通、降压工作状态时，输入电压Uin经电容C₁、C₁₀并联降压，二极管D_1～4桥式整流，电容C₂滤波成为直流电。由可调电阻W₁、电阻R₂、R₃分压取样，三极管BG₃把取样信号与基准电压作比较放大，推动三极管BG₄、BG₅组成的复合管，作并联型稳压调整，使电容C₂上的电压成为稳定的电压。这个电压提供给继电器J₁、J₂、J₃和直流串联稳压部件3工作。BX₁、BX₂是保险丝。平时二极管D₁₀不导通，如机器故障导致C₂电压上升，则稳压二极管D₁₀导通，经三极管BG₅放大，限制电容C₂上的电压升高。电容C₁、C₁₀并联后在一次升压状态时，应能满足继电器J₁、J₂、J₃都吸合时的工作电流，并使电容C₂上的电压不下降。耐高压直流稳压电源2也可以是由电容C₁、电阻R₁构成的电容降压电路，二极管D_1～4、电容C₂构成的整流滤波电路，可调电阻W₁、电阻R₂、R₃构成的电压取样电路，三极管BG₃构成的比较放大电路，三极管BG₄、BG₅电阻R₄、R₅、二极管D₁₀构成的并联型电压调整电路，二极管D_5～8、电容C₃构成的整流滤波电路，三极管BG₂构成的比较放大电路，三极管BG₁、二极管D₉构成的串联型电压调整电路组成，如图4b中的耐高压直流稳压电源2。这与前面所述的耐高压直流稳压电源2的不同工作状态有：①输入电压Uin经电容C₁降压，降压的工作电流较小，只能满足在输出关断和直通状态下的工作电流，即只能供给控制电路和一只继电器工作。这时因变压器B不工作，无电压输出。②电容C₃经二极管D₉、三极管BG₁的基－集电极充上了稍低于电容C₂的电压，三极管BG₁、BG₂处于截止状态，当稳压器跳变到升、降压状态时，除继电器J₃外，继电器J₁、J₂也有一只或二只吸合，刚吸合时由大容量的电容C₂提供工作电流。这时超过了电容C₁所能提供的工作电流，所以电容C₂上的电压开始下降。这时因继电器J₁或J₂已投入工作，变压器B进入工作状态，

输出交流电压，经二极管D_5～8桥式整流后，使电容C₃上电压迅速上升。随着电容C₂上电压的下降，三极管BG₃退出放大区进入截止区，三极管BG₄、BG₅也截止。电容C₂上的电压继续下降，三极管BG₂由截止进入放大状态，三极管BG₁也进入放大状态，给电容C₂提供电流，使其电压不再下降，而进入另一个稳定状态。直流串联稳压部件3是由可调电阻W₂、电阻R₇、R₈、电容C₄构成的取样电路，三极管BG₆构成的比较放大电路，三极管BG₇、电阻R₆构成的串联型电压调整电路，电容C₅构成的滤波电路组成，给基准电压部件4、比较放大部件6、智能延时部件7提供工作电源。基准电压部件4是由电阻R₉、二极管D_11～13组成，其基准电压分别输出到耐高压直流稳压电源2、直流串联稳压部件3、比较放大部件6，作为参考标准。电压输入采样部件5是由二极管D₁₄构成的半波整流电路，电阻R₁₀、R₁₁构成的串联降压电路，电阻R₁₂、电容C₆、C₇构成的滤波电路，可调电阻W_3～7、电阻R₁₃构成的分压电路，二极管D₁5构成的保护电路组成，将分压后的信号送入比较放大电路6。比较放大部件6是由运算放大器IC_1～5、电阻R_14～25、二极管D_16～24、三极管BG_8～10组成。它将电压输入采样部件5输入的电压信号，与基准电压部件4输入的标准电压一起由运算放大器IC_1～5进行比较输出信号再经放大后去推动继电器J工作。电阻R₁₅、R₁₆、R₁₈、R₁₉、R₂₃分别是各运算放大器的反馈电阻，使运算放大器产生回差特性。现将稳压器工作状态原理叙述如下：①直通时，运算放大器IC_1～5都输出低电位，继电器J₁、J₂都处释放状态，继电器J₃处吸合状态，二极管D₁₉经电阻R₂₂限流发光指示直通状态。②一次升压时，运算放大器IC₃输出高电位，经电阻R₂₀、R₂₁，二极管D₁₈，使三极管BG₈、BG₉导通，继电器J₁、J₂吸合，运算放大器IC₃经二极管D₂₂旁流了二极管D₁₉的电流，二极管D₁₉熄灭，二极管D₁₈发光指示一次升压状态。③二次升压时，运算放大器IC₂、IC₃都输出高电位，运算放大器IC₂经电阻R₁₇，二极管D₁₇使三极管BG₁₀导通，使三极管BG₉截止，二极管D₁₈熄灭，继电器J₂释放，只有继电器J₁仍吸合，二极管D₁₇发光指示二次升压状态。④欠压时，运算放大器J_1～3都输出高电位，运算放大器IC₁经电阻R₁₄，二极管D₁₆触发单向可控硅SCR，智能迟时部件7动作，三极管BG₁₁、BG₁₂截止，继电器J_1～3都释放，二极管D₁₇熄灭，二极管D₁₆发光指示欠压状态，同时二极管D₂₇也发光指示延时状态。⑤降压时，运算放大器IC₄输出高电位，经电阻R₂₄，二极管D₂₀使三极管BG₉导通，继电器J₂吸合，由于二极管D₂₃旁流了二极管D₁₉的电流，二极管D₁₉熄灭，二极管D₂₀发光指示降压状态。⑥过压时，运算放大器IC₄、IC₅输出高电位，运算放大器IC₅经电阻R₂₅，二极管D₂₁触发单向可控硅SCR后，和欠压时一样智能延时部件7动作并发光指示，这时二极管D₂₀熄灭，二极管D₂₁发光指示过压状态。二极管D₂₄可防止电流倒灌。智能延时部件7是由电阻R₂₆、R₂₇、R₃₁、电容C₈、二极管D₂₈、D₃₀、单向可控硅SCR构成的短延时电路，电阻R₂₈、二极管D₂₅、D₂₆构成的简易稳压电路，电容C₉、电阻R₂₉、R₃₀、二极管D₂₉、三极管BG₁₃、开关K构成的长延时电路，运算放大器IC₆、电阻R₃₃、R₃₄、三极管BG₁₁、BG₁₂构成的电压比较放大输出电路、二极管D₂₇、电阻R₃₂构成的指示电路组成。短延时过程是在刚来电时，由于电容C₈充电较慢，使运算放大器IC₆输出低电位，三极管BG₁₁、BG₁₂截止，二极管D₂₇经电阻R₃₂限流发光，指示延时状态，二极管D₂₈、D₂₉、三极管BG₁₃都截止。随着电容C₈充电电压升高，运算放大器IC₆输出高电位，二极管D₂₈首先导通，三极管BG₁₃、二极管D₂₉也跟着导通，再给电容C₈、C₉充电，此时运算放大器IC₆的正负相输入端电压迅速上升到接近其输出的高电位，运算放大器IC₆输入端正极电位总是略高于负极电位，使其输出稳定的高电位，给三极管BG₁₁、BG₁₂注入基极电流而导通，此时二极管D₂₇熄灭表示延时结束。当市电断电时，电容C₈经二极管D₃₀迅速放电，当过压或欠压触发单向可控硅SCR时，也使电容C₈迅速放电，使运算放大器IC₆的正相输入端电压迅速降为接近地电位。运算放大器IC₆输出低电位，三极管BG₁₁、BG₁₂截止，继电器J_1～3释放。而电容C₉除了经电阻R₂₉缓慢放电外，别无其他放电途径，所以不管输入处于何种状态，都不影响其延时时间。如果把开关K闭合，电容C₉经电阻R₃₀迅速放电，就会结束延时时间。执行部件8是由继电器J₁、J₂、J₃，二极管D₃₁、D₃₂、D₃₃组成。

Claims

1、一种耐高压交流稳压器，是由外壳、调压部件[1]、执行部件[8]、和设置在控制电路板[9]上的直流稳压电源、直流串联稳压部件[3]、基准电压部件[4]、电压输入采样部件[5]、比较放大部件[6]、延时部件组成，本实用新型的特征在于所述直流稳压电源是由电容降压电路、整流滤波电路、电压取样电路、比较放大电路、并联型电压调整电路构成的耐高压直流稳压电源[2]，电容降压电路受调压部件[1]控制，输出接入整流滤波电路，整流滤波电路的输出分别接电压取样电路和并联型电压调整电路的输入端，电压取样电路与基准电压部件[4]的输出端，分别接入比较放大电路，比较放大电路的输出端与并联型电压调整电路的输入端连接；所述延时部件是由短延时电路、简易稳压电路、长延时电路、电压比较放大输出电路、状态指示电路构成的智能延时部件[7]，比较放大部件[6]的输出端与短延时电路连接，简易稳压电路的输出端与长延时电路连接，短延时电路和长延时电路的输出端分别与电压比较放大输出电路的输入端连接，其输出端分别连接执行部件[8]、状态指示电路、短延时电路、长延时电路。

2、根据权利要求1所述的耐高压交流稳压器，其特征在于所述耐高压直流稳压电源〔2〕也可以是由电容降压电路、两个整流滤波电路、电压取样电路、两个比较放大电路、并联型电压调整电路、串联型电压调整电路构成，电容降压电路输出接入一个整流滤波电路，其输出分别接电压取样电路和并联型电压调整电路，电压取样电路与基准电压部件〔4〕的输出端，各分别接入两个比较放大电路，一个比较放大电路的输出端与并联型电压调整电路的输入端连接，另一个整流滤波电路的输入端接调压部件〔1〕，它和另一个比较放大电路的输出端与串联型电压调整电路的输入端连接。