CN2443406Y - 全自动交流电源稳压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动交流电源稳压器。其主要是在电源输入、输出端间分设有增减变压器,自耦变压器,伺服电动机,及控制电路。其中,自耦变压器的碳刷臂由控制电路经伺服电动机所控制,以调节增减变压器的电压。增减变压器与自耦变压器间设有一极性切换开关,极性切换开关由控制电路控制以变换增减变压器的正、负极性,其可根据测得的输出电压大小,决定补偿或衰减输出电压,以达到稳定电源的目的。

Description

全自动交流电源稳压器

本实用新型涉及全自动交流电源稳压器，尤其涉及一种可配合输出电压的实际值微调补偿电压值，并可分别作正向补偿及负向补偿的全自动稳压器。

图3所示是一种作稳定电源用途的交流电源稳压器。该稳压器在电源输入端I与输出端O间分设有一增减变压器80，一自耦变压器81，一控制电路82，及一伺服电动机83。其中控制电路82输入端与电源输出端O连接，以对输出电压与内部预设的基准电压比较；再根据比较差值驱动伺服电动机83正转或反转，伺服电动机83用以控制自耦变压器81的碳刷臂上下滑移，当自耦变压器81的碳刷臂改变位置，增减变压器80的电压值也随着作增减修正，通过前述的反馈控制设计使输出电源趋于稳定。

上述自动电源稳压器虽可针对输出电压进行补偿，却无法有效提高自耦变压器的使用效率，因而造成成本增加。主要原因在于上述稳压器中的增减变压器仅作为单一极性的电压补偿，即当增减变压器为正极性，只能提高输出电压，控制电路82测得稳压器的输出电压低于一设定值时，将通过伺服电动机83针对输出电压作正向补偿；当增减变压器为负极性时，则只能作衰减补偿，当控制电路82测得稳压器的输出电压高于一设定值时，则通过伺服电动机83针对输出电压作负向补偿。

由于增减变压器仅能作单一极性的电压补偿，使得自耦变压器的抽头电压必须设计于线圈的中心点。当自耦变压器碳刷臂走到线圈中心点时，增减变压器不作任何电压补偿，当碳刷臂走到线圈的A点或B点时，电压补偿最高。因此使得自耦变压器的使用效率降低一半。

由上述可知，自动电源稳压器并未同时兼具正向及负向补偿的功能以适应输出电压的实际变化，从而影响其实用性甚至安全性，故有待进一步改进。

本实用新型的主要目的在于提供一种同时兼具正向及负向补偿功能的全自动电源稳压器。

本实用新型的技术方案在于提供一种全自动交流电源稳压器，它包括在电源输入、输出端之间分设有增减变压器、自耦变压器、伺服电动机及控制电路，其中：

所述增减变压器的初级连接在电源输入端与输出端之间，其次级设有一极性切换开关，所述极性切换开关的共同端分别与所述增减变压器次级的两端连接，其常开、常闭端为交互地与自藕变压器的炭刷臂及线圈末端抽头连接，

所述自耦变压器的碳刷臂与控制其升降的伺服电动机连接，

所述控制电路的输入端连接到电源输出端，且所述控制电路的输出端与所述极性切换开关连接。

如上所述的全自动交流电源稳压器，其中：

控制电路包括交流/直流转换电路，反馈比较电路及极性转换电路，其中反馈比较电路包括一高电平比较电路及一低电平比较电路，两比较电路的一输入端通过交流/直流转换电路及一反馈变压器与电源输出端连接，其输出端与极性转换电路连接，

极性转换电路包括两组由反馈比较电路分经两晶体管控制的继电器RY1、RY2，一RS触发器，一设于RS触发器输出端的晶体管Q-1，及受前述晶体管Q-1驱动的两组功率继电器RY-1、RY-2，其中继电器RY1、RY2及功率继电器RY-2用以控制伺服电动机的电源及其极性，另一功率继电器RY-1是一极性切换开关，用以控制增减变压器的正、负极性。

如上所述的全自动交流电源稳压器，其中：

自耦变压器在线圈底端抽头处设有一检测开关，检测开关与极性转换电路连接，以检测碳刷臂的位置，进而控制伺服电动机与增减变压器的极性变换。

如上所述的全自动交流电源稳压器，其中：

由功率继电器构成的极性切换开关，其接点分别与增减变压器的次级两端及自耦变压器连接。

如上所述的全自动交流电源稳压器，其中：

检测开关由微动开关、光电开关或其它感测组件构成。

如上所述的全自动交流电源稳压器，其中：

交流/直流转换电路包括一与电源输出端连接的反馈变压器，桥式整流器及可变电阻。

由上述电路设计可看出，本实用新型运用于电源稳压时，不论输出电压过高或过低，均可通过正向或负向补偿使输出电压趋于稳定，而可有效解决传统稳压器仅能作单一极性的补偿或衰减，无法达到全自动稳压的缺点。

除前述的全自动双向补偿稳压功能外，由于传统稳压器的自耦变压器抽头位于线圈的中心，而本实用新型则将自耦变压器的抽头设于线圈的末端即B点处，由此，其容量仅需传统自耦变压器的一半，即可达到稳压功能，进而可有效降低生产成本。

由上述可知，本实用新型具有特殊的电路构造设计，可在输入电源过低或过高时，分别以正向补偿或负向衰减方式使输出电压趋于稳定，而达到全自动稳压的目的。

以下结合附图进一步说明本实用新型的技术特征及目的。

图1是本实用新型的全自动交流电源稳压器的电路图。

图2是本实用新型的控制电路的详细线路图。

图3是传统全自动电源稳压器的电路图。

有关本实用新型的电路构造，请参阅图1所示。其是在电源输入端I与输出端O间分设有一增减变压器10，一自耦变压器11，一伺服电动机12，及一控制电路20。其中，增减变压器10的初级连接在电源输入端I与输出端O之间，增减变压器10次级与自耦变压器11间设有一极性切换开关30，极性切换开关30由控制电路20控制，可用以切换增减变压器10的正、负极性。本实施例中，极性切换开关30由一功率继电器构成，其包括两组开关接点31、32。两开关接点31、32的共同端分别与增减变压器10次级的两端连接，其常开、常闭端则交替与自耦变压器11的碳刷臂及线圈末端抽头处B点连接，当两开关接点31、32的接点切换时，将改变增减变压器10的正、负极性。

自耦变压器11的碳刷臂由控制电路20经伺服电动机12所控制，以调节增减变压器11的电压。

自耦变压器11线圈末端处设有一检测开关13，其可由微动开关、光电开关或其它感应开关构成。本实施例中该检测开关13是由一微动开关构成，且连接至控制电路20，其主要用以检测自耦变压器11的碳刷臂是否到达末端，当检测开关13被触动时，即由控制电路20变换伺服电动机12的极性而逆向运转。

控制电路20输入端分别连接于增减变压器10的输出端及电源输出端O上，其输出端与极性切换开关30连接。控制电路20除可判断输入电源是否异常外，并可对输出电压与其内部预设的基准电压进行比较，再根据比较差值切换增减变压器10的极性及驱动伺服电动机12正转或反转以控制自耦变压器11的碳刷臂上下滑移，当自耦变压器11的碳刷臂改变位置，增减变压器10的电压值也随之作增减修正，以针对输出电压作正向或负向补偿，而使输出电压趋于稳定。

有关前述控制电路20的详细线路请参阅图2所示，其包括有一电源电路21，一反馈比较电路22，一交流/直流转换电路23，一极性转换电路24，一参考电压电路25。反馈比较电路22经交流/直流转换电路23与电源输出端O连接。其中交流/直流转换电路23包括一与电源输出端O连接的反馈变压器T2，一桥式整流器BD1，及一可变电阻VR1组成。其用以自电源输出端O上检出一直流电压信号，并送至反馈比较电路22。

反馈比较电路22包括有一高电平比较电路221，一低电平比较电路222。其中高、低电平比较电路221、222分别由参考电压电路25提供参考电压，又其输出端则连接至极性转换电路24上。

极性转换电路24包括两组由反馈比较电路22分经晶体管Q2、Q3控制的继电器RY1，RY2，一RS触发器U-2A，一设于RS触发器U-2A输出端的晶体管Q-1及受前述晶体管Q-1驱动的两组功率继电器RY-1，RY-2组成。其中继电器RY1，RY2及功率继电器RY-2用以控制伺服电动机12的电源极性，另一功率继电器RY-1即前述极性切换开关30用以控制增减变压器10的正、负极性。

前述RS触发器U-2A的R(RESET)端并通过接头P-2与自耦变压器11线圈末端的检测开关13连接，以便由检测开关13控制伺服电动机12的极性变换。功率继电器RY-2的5、8脚也通过接头P-2与伺服电动机12的正、反相电源连接，以控制其电源极性。

由上述说明可看出控制电路20的详细构造，有关其工作方式谨配合图1详述如下：

反馈比较电路22主要用于检出电源输出端O的电压大小，其上的高、低电平比较电路221、222分别通过参考电压电路25设定高、低电平参考值。

当反馈比较电路22检出的电压信号小于低电平参考值时，显示输出电压偏低，则低电平比较电路222通过继电器RY2以驱动伺服电动机12。此时如增减变压器10为负极性时，碳刷臂位于自耦变压器11线圈的A点处衰减电压最高，请参阅图1所示，移至B点处则不作衰减。因此伺服电动机12将使碳刷臂向下移动以缩小衰减量，如输出电压仍有差距时，碳刷臂将持续移动，直至B点处，碳刷臂将触动检测开关13，而通过极性转换电路24将使伺服电动机12变换极性而反转，并同时使增减变压器10转换为正极性，在正极性的状态下，碳刷臂位于自耦变压器11线圈的A点处补偿电压最高，B点处则不作补偿。因此，当碳刷臂受伺服电动机12控制由B点向A点移动时，增减变压器10的电压值即相对递增，而进一步提高输出电压，直至输出电压趋于稳定为止。

前述是输出电压偏低而作正向补偿的状况，而当输出电压偏高时，其工作状况如以下所述：

当检出的电压信号大于高电平参考值时，显示输出电压偏高，则高电平比较电路221通过继电器RY1驱动伺服电动机12。由于此时增减变压器10为正极性，当碳刷臂位于自耦变压器11线圈的A点处补偿电压最高，B点处不作补偿。因此，伺服电动机12将使碳刷臂向下移动以缩小补偿值，如输出电压仍有差距时，碳刷臂将持续移动，直至B点处，碳刷臂将触动检测开关13，而通过极性转换电路24将使伺服电动机12变换极性而反转，并同时使增减变压器10转换为负极性，在负极性的状态下，碳刷臂位于自耦变压器11线圈的A点处衰减电压最大，B点处则不作衰减。因此，当碳刷臂受伺服电动机12控制由B点向A点移动时，增减变压器10的电压值即相对递减，并进一步衰减输出电压，使输出电压趋于稳定。

Claims (6)

1.一种全自动交流电源稳压器，包括在电源输入、输出端之间分设有增减变压器、自耦变压器、伺服电动机及控制电路，其特征在于：

所述增减变压器的初级连接在电源输入端与输出端之间，其次级设有一极性切换开关，所述极性切换开关的共同端分别与所述增减变压器次级的两端连接，其常开、常闭端为交互地与自藕变压器的炭刷臂及线圈末端抽头连接，

所述自耦变压器的碳刷臂与控制其升降的伺服电动机连接，

所述控制电路的输入端连接到电源输出端，且所述控制电路的输出端与所述极性切换开关连接。

2.根据权利要求1所述的全自动交流电源稳压器，其特征在于：

控制电路包括有交流/直流转换电路，反馈比较电路及极性转换电路，其中反馈比较电路包括一高电平比较电路及一低电平比较电路，两比较电路的一输入端通过交流/直流转换电路及一反馈变压器与电源输出端连接，其输出端与极性转换电路连接，

极性转换电路包括两组由反馈比较电路分经两晶体管控制的继电器(RY1、RY2)，一RS触发器，一设于RS触发器输出端的晶体管(Q-1)，及受所述晶体管(Q-1)驱动的两组功率继电器(RY-1、RY-2)。

3.根据权利要求2所述的全自动交流电源稳压器，其特征在于：

自耦变压器在线圈底端抽头处设有一检测开关，检测开关并与极性转换电路连接。

4.根据权利要求2所述的全自动交流电源稳压器，其特征在于：

由功率继电器(RY-1)构成的极性切换开关，其接点分别与增减变压器次级两端及自耦变压器连接。

5.根据权利要求3所述的全自动交流电源稳压器，其特征在于：

检测开关由微动开关、光电开关或其它感测组件构成。

6.根据权利要求2所述的全自动交流电源稳压器，其特征在于：

交流/直流转换电路包括一与电源输出端连接的反馈变压器，桥式整流器及可变电阻。

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