CN2414438Y - 智能稳压保护器 - Google Patents

Abstract

实用新型智能稳压保护器,涉及交流自动稳压的电器设备领域,是针对市场上现有自动稳压器稳压结构和空载损耗等方面的缺点而设计,该机由输入调压电路升压、输出调压电路降压,且输入调压间隔是输出调压间隔两倍的全新的输入输出自耦变压器调压结构,和通过负载检测电路、电压比较电路控制的智能开关机结构,以及过电压、欠电压、过载、延时保护电路结构组成,用以达到扩大稳压范围,降低生产成本,节约电能,对电器产品和稳压器本身实行全方位保护的目的。

Description

智能稳压保护器

本实用新型涉及对现有家用电器、电器产品的电源进行大范围稳压和全方位保护的电器设备领域。

在目前市场上，由于传统自动稳压器使用单一的调节输入电压比或输出电压比的稳压结构，变压器调压抽头为等比例结构，使稳压器稳压范围窄，在大范围稳压时控制电路多、结构复杂(四个调压单元只能达到输入122V--280V，输出220V±8％的稳压范围)，和没有智能开关机结构，即在没有使用电器和电网电压正常时主变压器在工作而空载损耗电能(数十瓦以上，大功率稳压器空截损耗更大)，保护功能不完善等一些缺点。

本实用新型的目的在于，和传统稳压器使用相同器件的情况下扩大稳压范围(用四个调节单元能达到输入75V--280V，输出220V±8％的稳压范围，)、在相同的稳压范围时，减少器件而降低生产成本(二个调节单元能达到输入145V--280V，输出220V±8％，而现有稳压器需要三个调节单元)；在没有负荷和电压正常不需要稳压时主变压器不工作，降低空载损耗节约电能(二瓦左右，现有稳压器没有该功能，一年可节电数十到数百KWH的电能)，满足日益重视的绿色环保产品的要求；对电器产品和稳压器本身实行全方位保护，延长电器和稳压器本身的使用寿命。

该智能稳压保护器是这样设计的：

采用全新的输入输出结构，调节输入电压比和调节输出电压比相结合的自耦变压器电路，主变压器为自耦变压器，抽头具有特定电压比，调节输入电压比绕组的抽头的电压间隔宽，调节输出电压比绕组的抽头的电压间隔窄，输入绕组抽头的电压间隔与输出绕组抽头的电压间隔之比为二倍以上，并为整倍数，调节输入电压比的输入调压继电器连接于主变压器输入抽头上，调节输出电压比的输出调压继电器连接于主变压器输出抽头上，输入调压电路中的第一个调压继电器和输出调压电路中的调压继电器的常闭触点以及主变压器调压端调压抽头联接在一起，调压单元的运算放大器同相输入端联接于基准电压处，同相输入端和输出端分别接有正反馈电阻，输入调压电路的取样电压直接联接于电网电压输入处，输出调压电路的取样电压直接联接于主变压器抽头上，输入调压电路比较器输出端和输出调压电路的驱动电路输入端，接有同步电阻和电容，在稳压器交流输出端前有一小型电流互感器，互感器次级联接有运算放大器和大功率开关晶体管，晶体管集电极和驱动电路发射级连接在一起，该机调压、开机继电器联接于驱动用大功率晶体管集电极；在第一个输入调压单元电压比较器和输出调压电路电压比较器两输出端联接有开关二极管和放大电路，放大电路集电极联接有智能开关机继电器，智能开关机继电器常开触点接在主变压器非调压端，智能开关机继电器常闭触点接在电压保护电路上；在主变压器绕组中加有一温度传感器，另外还设有在本机工作时为该机供电的副绕组；该机设有主变压器过热保护电路，基准电压和调压部分的基准电路共用，温度传感器绕在主变压器中，可调电阻调节灵敏度；延时电路输入端设有保护复位电路，在报警电路电源端设有报警时间限制电路；该机设有双路输出结构，一路经过输出继电器直接输出，二路经过延时保护继电器延时和保护后输出；还特设一在睡眠时为主电路供电的小型变压器，此变压器初级并联于继电器的常开触点上。

当电网电压高于输出设计精度值时，输出调压电路的电压比较器输出高电位，驱动电路使继电器吸合，转变主变压器的抽头，通过主变压器的自耦作用使输出电压降低，在电网电压正常时，由于输入调压电路和输出调压电路继电器的常闭触点，连接在一起输出电网电压，当电网电压降低为输出精度设计值时，输入调压电路的运算放大器输出高电位，驱动电路使继电器吸合，转变主变压器的抽头，通过主变压器的自耦作用使输出电压升高，由于输入调压电路的大间隔调压(设计电压精度的两倍)，会使输出电压高于正常使用值，这时输出调压电路的电压比较器会输出高电位，驱动电路使输出调压继电器吸合，转变主变压器的抽头，通过主变压器的自耦作用使输出电压降低，达到电器使用电压的要求，当电网电压继续降低时，由于输入调压电路升高有两倍输出精度的电压，这时输入调压电路维持原状，由输出调压电路回到以前的状态，使电压升高，达到两次升高电压的目的，通过以上输入输出电路的巧妙配合，使调压单元的利用率提高30％-45％。在输入调压电路和输出调压电路工作的同时，运算放大器输出的高电位经过开关二极管驱动大功率晶体管使联接于主变压器非调压端的继电器吸合，实行输入输出调压继电器工作时，主变压器非调压端电流回路接通，主变压器工作，完成电压不正常开机，由于以上各驱动电路的电源还要受控于负载检测电路，即只有在负载检测电路检测到负载时，该负载信号通过放大，驱动大功率晶体管导通，联接于该晶体管集电极上的驱动电路才有工作电源而开始工作，完成智能开机功能。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。

说明书附图是该智能稳压器电器原理图。

附图标记为：JX*输入接口，PX*输出接口，IC*集成块，R*电阻，C*电容，D*二极管，DW稳压管，SK按扭，B*变压器，J*继电器，VT*三极管，RW*可调电阻，Y喇叭，K开关。以上*为数字序号。

未稳压的电网交流电压从(JX1、JX2)输入，稳定的交流电压从(PX1、PX2)输出，经过延时和保护后的交流电压从(PX1、PX3)输出，整流滤波网络(R22、D4、C5、R21、C7)，联接于输入电压(JX1)端检测主电网电压，作输入调压电路的比较电压，主变压器调压端(6)抽头电压经(R23、D3、C6、R24、C8)反向整流滤波而得的负电压值，作输出调压电路比较电压，(R1、R2、DW、C3、RW1、RW2、R3)基准电压电路联接于工作电源之中，运算放大器(IC1-A、IC1-B、IC1-C、IC1-D组成电压比较电路对以上电压进行比较，基准电压联接于运算放大器同相输入端、比较电压联接于运算放大器反相输入端。各运算放大器输入端都有可调电阻可对比较电压或基准电压进行调节，以满足输出电压之调节需要。由(R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11)引入了少量的正反馈，防止电网电压在临界状态和小范围变化时电路频繁翻转，继电器频繁动作。在输入继电器(J1、J2、J3)工作的瞬间，输出电压会产生过高或过低的情况，为解决这一问题，该机由(R16、R17、R18、C4)组成了同步电路，使继电器(J4)分别和(J1、J2、J3)同步，解决输出电压瞬间过高和过低的问题。

负载互感器(B3)联接于输出端(PX2)前，组成负载检测电路，，(C12、D14、D15)谐振、限幅，(IC2-C)对负载信号放大，检波滤波(D16、C11)使开关(VT7)工作，给驱动电路(VT1、VT2、VT3、VT4、VT5)和继电器予工作电压，使该机有负载时才工作，(R27)调整本电路的灵敏度。电压不正常需要调压的开机信号，直接由(IC1-A、IC1-D)输出端经过(D12、D13、R19)获取，电压不正常时它们输出高电位使(VT5、J5)工作，由(J5)联接于主变压器非调压(1)端控制主变压器，使主变压器需要稳压时才工作。

安全保护报警电路由(IC2-A、IC2-B、IC2-D、IC4)热敏电阻(Rt°、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10、VT11、VT12、LD1、LD2、J6、Y)等组成。(R32、D5、C9、RW7、R40、RW5、R33)组成电压检测、调节、电路，联接于(J6)输出端，供高低压保护电路使用，运算放大器(IC2-A)组成高电压保护电路，用发光二极管(1D2)发光指示电压过高。运算放大器(IC2-B、Rt°)等组成温度保护电路，温度传感器处于主变压器中，运算放大器(IC2-B)联接于(Rt°)后，对(Rt°)的电压和基准电压进行比较，发光二极管(LD1)指示过载。在各种保护电路工作的同时通过(R37、VT6)使(VT7)截止，控制驱动电路停止工作达到过电压保护的目的。(R36、C16)给报警片短时间工作电压，输出报警信号驱动功率放大电路，喇叭(Y)发音给主人报警。用改变(C15、C16)的大小，控制报警时间的长短。(R39、VT11)使延时保护输出端口停电。(D20、R41)组成过压自锁电路，需要该机工作时只有按下复位按扭(SK)，才能使电路恢复工作。

常闭触点(J5)联接于电源正端，在该机处于睡眠时，关闭电压保护电路。为使常闭触点(J5)和多处比较电压检测电路正常工作，主电网的零线也连接到正电源。

停电延时由(IC2-D、VT8、J6)等组成，(IC2-D)负输入端接基准电压，正输入端接入(R31、C13、)组成的RC时间延时电路。由(RW7、VT12)组成低电压保护电路，在安全保护电路中，还有由(VT11、R39、R43、C15、D17)组成复位电路，确保设备安全。

电源电路由(B2、IC3、D1、D2、C1)(D2为一整流桥堆)等组成，由于为了降低损耗，主变压器(B1)没有长期工作，另设有一小型变压器(B2)，给电压比较电路、自动开机电路待机电源，在主变压器工作后(B2)将随(J5)的吸合停止工作，以延长(B2)的寿命。这时该机工作电源则由主变压器(B1)副绕组提供。(IC3)为三端稳压器件，满足电路对电压高精度的需要。电容(C1、C2、C3)组成电源滤波电路。

开关(K)为该机的工作电源开关，可对该机进行控制，K打开该机开始自动工作，K关闭该机退出运行，电器直接电网电压工作。(B4、C17)组成简单的电源净化电路，防止电网干扰信号干扰电器。

本实用新型智能稳压保护器，利用以上全新的调节输入电压比和输出电压比相结合的调压电路结构，使调压电路简化，节省器件、人力，降低生产成本；智能开关机电路使该机缩短工作时间，节省大量的电能，满足绿色环保产品要求；安全保护电路使电器产品和该机本身得到全方位安全保护，寿命大为延长。对生产厂家降低生产成本提高产品性能，和消费者使用该智能稳压保护器对电网稳压和设备保护，都具有十分重要的意义。

Claims (8)

1、智能稳压保护器是一种在现有交流自动稳压器基础上，更新调压电路结构，增加智能开关机功能的电器设备，它包括现有稳压器调节自耦变压器抽头改变单一的输入电压比、或输出电压比，通过自耦变压器进行稳压的多级调压的结构原理，和现有电器中普遍运用的运算放大器组成的电压比较电路，本实用新型的特征在于：

采用全新的输入输出结构，调节输入电压比和调节输出电压比相结合的自耦变压器电路，主变压器(B1)为自耦变压器，抽头具有特定电压比，调节输入电压比绕组的抽头(2、3、4、6)的电压间隔宽，调节输出电压比绕组的抽头(5、6)的电压间隔窄，输入绕组抽头(2、3、4、6)的电压间隔与输出绕组抽头(5、6)的电压间隔之比为二倍以上，并为整倍数，调节输入电压比的输入调压继电器(J3、J2、J1)连接于主变压器(B1)输入抽头(6、4、3、2)上，调节输出电压比的输出调压继电器(J4)连接于主变压器(B1)输出抽头(5、6)上，输入调压电路中的第一个调压继电器(J3)和输出调压电路中的调压继电器(J4)的常闭触点以及主变压器(B1)调压抽头(6)联接在一起，调压单元的运算放大器(IC1-A、IC1-B、IC1-B、IC1-D)同相输入端联接于基准电压处，同相输入端和输出端分别接有正反馈电阻(R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11)，输入调压电路的取样电压(R22、D4、R21、RW4)直接联接于电网电压输入处(JX1)，输出调压电路的取样电压(R23、D3、R24、RW3)直接联接于主变压器抽头(6)上，输入调压电路比较器(IC1-A、IC1-B、IC1-C)输出端和输出调压电路的驱动电路(VT4)输入端，接有同步电阻(R16、R17、R18、)和电容(C4)。

2、如权利要求1所述的智能稳压保护器，其特征在于：在稳压器交流输出端(PX2)前有一小型电流互感器(B3)，互感器(B3)次级联接有运算放大器(IC2-B)和大功率开关晶体管(VT7)，晶体管(VT7)集电极和驱动电路(VT3、VT2、VT1、VT4、VT5)发射级连接在一起，该机调压、开机继电器(J1、J2、J3、J4、J5)联接于驱动用大功率晶体管(VT3、VT2、VT1、VT4、VT5)集电极。

3、如权利要求1所述的智能稳压保护器，其特征在于：在第一个输入调压单元电压比较器(IC1-A)和输出调压电路电压比较器(IC1-D)两输出端联接有开关二极管(D12、D13)和放大电路(VT5)，放大电路(VT5)集电极联接有智能开关机继电器(J5)，智能开关机继电器(J5)常开触点接在主变压器(B1)非调压端(1)，智能开关机继电器(J5)常闭触点接在电压保护电路(RW7)上。

4、如权利要求1所述的智能稳压保护器，其特征在于：主变压器(B1)绕组中加有一温度传感器(Rt°)，另外还设有在本机工作时为该机供电的副绕组。

5、如权利要求1所述的智能稳压保护器，其特征在于：设有主变压器过热保护电路(IC2-B)，基准电压(R1、DW、C3)和调压部分的基准电路共用，温度传感器(Rt°)绕在主变压器中，电阻(RW6、R34)调节灵敏度。

6、如权利要求1所述的智能稳压保护器，其特征在于：在延时电路(IC2-D)输入端设有保护复位电路(R43、C15、VT11、D17)，在报警电路(IC4)电源端设有报警时间限制电路(R36、C16、R43、C15)。

7、如权利要求1所述的智能稳压保护器，其特征在于：设有双路输出结构，一路经过输出继电器(J4、PX1、PX2)直接输出，二路经过延时保护继电器(J6、PX3、PX2)延时和保护后输出。

8、如权利要求1所述的智能稳压保护器，其特征在于：特设一在睡眠时为主电路供电的小型变压器(B2)，此变压器初级并联于继电器(J5)的常开触点上。

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