CN2459801Y - 三相楼宇公共用电均分器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相楼宇公共用电均分器,它由延时供电电路、控制电路和开关电路组成,延时供电电路的输入端与三相电源中的任一相线相连,输出端与所述控制电路的输入端相连;控制电路的输出端与开关电路的控制端相连,开关电路的一端与用户电表相连,另一端与公共灯相连,为公共灯提供电源。控制电路的信号输出端依次输出高电平,使开关电路依次导通,为公共灯供电,同时,使每户电表依次有电流流过,达到均分的目的,且结构简单,成本低,可控制全楼所有公共灯使其同时点亮或同时熄灭。

Description

三相楼宇公共用电均分器

本实用新型涉及一种控制器，尤指三相楼宇公共用电均分器。

目前，普通住宅楼房公共用电的分配通常是由全楼所有用户均分，公共用电电费由全楼每一用户均摊。公共用电费用的收取，一直是电力部门及住户感到比较棘手的问题，既不能及时收取，又在一定程度上影响住户之间的关系。

我国住宅用电采用三相四线制，根据负载均衡原则，A、B、C三相每一相均可有n个用户，每一户有一个电表，这样就有3n个电表，即A相有A1...An个电表，B相B1...Bn个电表，C相有C1...Cn个电表。公共用电单独使用一个电表Ap，这个电表通常是串联在某一用户的电表后面，例如A相用户A1后面。电力公司按照每户电表A1...An(A相)，B1...Bn(B相)，C1...Cn(C相)的数据收费，而公共用电费用则由A1户主根据Ap的数据平均分成3n份，然后到其他各家挨家挨户收费，这样公共用电费用收取问题就转移到某用户的身上，增加了某一用户的负担，同时也增加了用户间的矛盾。

随着自动交费、智能电表等新技术的推广应用，以及一户一表电网改造的实施，问题变得更加突出。这种强制性指定某用户承担如此烦琐的事务，一方面使此用户感到不满，另外对居民的邻里关系影响很大。市场上有解决这个问题的产品，但是普遍存在成本高，体积大，配套设施昂贵的问题，另外也不符合居民的普遍习惯。

鉴于上述原因，本实用新型的主要目的是提供一种三相楼宇公共用电均分器，该公共用电均分器可自动将公共用电均分到全楼每一用户的电表上。

本实用新型的另一目的是提供一种结构简单，成本低，可控制全楼所有公共灯使其同时点亮或同时熄灭的三相楼宇公共用电均分器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：一种三相楼宇公共用电均分器，包括延时供电电路、控制电路和开关电路，延时供电电路的输入端与三相电源中的任一相线相连，输出端与所述控制电路的输入端相连；控制电路的输出端与所述开关电路的控制端相连，开关电路的一端与用户电表相连，另一端与公共灯相连，为公共灯提供电源。

所述延时供电电路由变压器、整流桥、开关管、开关管控制电路和公共灯开关组成；变压器的原边通过整流桥与三相电源中的任一相线相连，其负边与所述控制电路的输入端相连；开关管控制电路与整流桥直流输出端相连；开关管的阳极和阴极与整流桥的直流输出端相连。

所述变压器原边为220V初级线圈，负边为3组12V次级线圈。

所述控制电路由三个支路构成，每一路依次由整流稳压电路、时钟脉冲电路、脉冲计数/分配电路组成；控制电路的三个支路的输入端分别与变压器的3组12V次级线圈相连；控制电路的输出端与开关电路的控制端相连。

所述整流稳压电路、时钟脉冲电路、脉冲计数/分配电路由12V整流桥、9V稳压芯片、NE555芯片和脉冲计数/分配芯片CD4017B构成；整流桥的直流输出端与稳压芯片的输入端相连，稳压芯片的输出端与NE555芯片的电源端Vcc和R端相连，NE555芯片的Q端与脉冲计数/分配芯片的时钟输入端CLK相连，脉冲计数/分配芯片的输出端分别与可控硅的控制端G相连。

所述开关电路由n个双向可控硅构成；每一可控硅的T1脚分别与A相或B、C相的每一用户的电表相连，可控硅的T2脚相互连接与公共灯相连。

由于本实用新型使用了一个原边为AC220V初级线圈负边为三组互相独立的12V次级线圈的变压器为均分器各相控制电路供电，并使用双层电路板，降低了成本，减小乐体积。另外，在均分器内部加装了延时控制电路，用户只要增加一便宜的按钮开关即可，不必使用昂贵易坏的声光控开关或红外感应开关等设备，即可控制整楼公共灯同时点亮或同时熄灭。另外，本实用新型利用NE555芯片和脉冲计数/分配芯片CD4017B使可控硅依次导通，为公共灯供电，同时，使每户电表依次有电流流过，达到公共用电均分的目的。

下面结合附图和具体实施例进一步说明。

图1为本实用新型三相楼宇公共用电均分器原理框图。

图2为本实用新型三相楼宇公共用电均分器延时供电电路原理图。

图3为本实用新型三相楼宇公共用电均分器控制电路原理图。

如图1所示，本实用新型由延时供电电路1、控制电路2和开关电路3构成，其中，控制电路又是由三路分别由整流稳压电路、时钟脉冲发生电路、脉冲计数/分配电路组成。延时供电电路1的输入端与三相电源的任一相线A、B或C相连，延时供电电路的输出端分别与控制电路的三个支路相连；控制电路的输出端与开关电路的控制端相连；开关电路的一端与用户电表的相线相连，另一端与公共灯相连，为公共灯提供电源。开关电路由n个双向可控硅构成；每一可控硅的T1脚分别与A相或B、C相的每一用户的电表相连，可控硅的T2脚相互连接连与公共灯相连。

如图2所示，延时供电电路由变压器B、整流桥U41、可控硅BCR41、三极管Q41、Q42、电阻R41、R43~R47、稳压管D41、电容C41和公共灯开关K42组成；其中，三极管Q41、Q42、电阻R41、R43~R47、稳压管D41、电容C41和公共灯开关K42组成可控硅BCR41控制端G的控制电路，控制BCR41的导通与关断；BCR41的控制电路并联在整流桥直流侧两端。公共灯开关K42接在图2中R41与C41正极之间。

变压器B的原边为220V初级线圈，负边为3组12V次级线圈。

整流桥U41的二个输入端中的一端与A、B、C三相中的任一相AC220V相连，另一端与变压器的220V初级线圈的一端相连，初级线圈的另一端接地，从而形成回路，为AC220V提供延时输出。变压器的负边侧三组独立的12V次级线圈分别与控制电路的3个支路相连，为其供电。

可控硅的阳极和阴极与整流桥U41的直流输出端相连。

延时供电电路的工作原理是：当公共灯控制开关未被触发闭合时，交流电经过整流桥整流形成直流输出，经R41，稳压二极管D41稳压，R45，R46上端获得4-10V的电压，但此时由于公共灯控制开关K42断开，电容C41没有充电，三极管Q41的b-e之间没有偏置电压，Q41不导通，而Q42则满足导通条件导通，所以，可控硅BCR41的控制极G没有信号(电压)而不导通，因此，延时输出端没有足够的电压使变压器正常工作，三相楼宇公共用电均分器未开始工作。

当用户触发公共灯按钮开关，使其闭合，电容C41被充电，电压约为DC3V(与充电时间有关)，使Q41导通，引起Q42截止，所以在可控硅的G极有一个约为0.9V的信号，从而使可控硅BCR41导通，变压器正常工作，为后面的控制电路2和开关电路3供电，公共灯点亮。电容经过电阻缓慢放电，到达设定时间后，延时供电电路回到初始状态，整个电路停止工作，公共灯熄灭，静待用户的下一次触发。

图3为本实用新型控制电路原理图。该控制电路由三路构成，每一路由整流稳压电路、时钟脉冲电路、脉冲计数/分配电路组成。主要包括12V整流桥U1、9V稳压芯片U2、NE555芯片U3、脉冲计数/分配芯片U4(CD4017B)等，整流桥U1的直流输出端与稳压芯片U2的输入端相连，U2的输出端与U3的电源端Vcc和R端相连，U3的Q端与脉冲计数/分配芯片U4的时钟输入端CLK相连，U4的输出端Q0～Q3分别与可控硅BCR1～BCR4的控制端G相连，BCR1～BCR4的T1脚分别与A相或B、C相的每一用户的电表相连，BCR1～BCR4的T2脚与公共灯相连。

U1、U2为整个电路提供直流9V电源；U3产生脉冲信号；U4对U3产生的脉冲进行计数/分配，输出控制信号控制开关电路3中的可控硅导通或关断。

当用户按下公共灯开关，使其闭合，前述的延时供电电路工作，为变压器提供220V交流电，变压器输出3组12V交流电；经过U1整流形成直流，C1过滤掉交流成分，U2(7809)稳压，给后续电路提供稳定的DC9V电压(C1，C2可省略)。U3(NE555)在RC震荡电路的作用下形成方波脉冲，周期约为1秒(精确数据可根据555集成电路的特性计算)。脉冲信号输入到U4(CD4017)的CLK脚，U4在脉冲的作用下，依次在Q0-Q9输出高电平信号，根据实际需要选取Q0～Q4(假设n＝4，即A相用户数为4)，把Qn通过DIP选择开关连接到U4的RESET脚，从而形成n路的循环。在Q0-Qn的后面，依次接一个发光二极管D，限流电阻R，接到可控硅BCR的控制极G，控制BCR的导通与关断。BCR的输入脚T1与用户电表的相线相连，BCR的输出脚T2连接在一起为公共灯的电源相线，经过公共负载接地，形成交流回路。这样在U3和U4的作用下，U4的信号输出端Q0-Qn依次为高电平，依次使可控硅BCR1～BCR4导通，为公共灯供电，同时，使每户电表依次有电流流过。A相用户依次为A相公共负载供电，达到了均分的目的。同理，B相用户依次为B相公共负载供电，C相用户依次为C相公共负载供电，达到了均分的目的。根据三相负载均衡原则对公共负载合理分配，在三相电的情况下，用户的负担达到了基本一致。

对于其中的一组，经过整流后变成直流电，然后使用三端稳压元件U2使电压稳定在DC9V，U3(555)集成电路在外围电路的驱动下输出脉冲信号到计数/分配器U4(CD4017)，U4的输出信号接到双向可控硅的控制脚G，可控硅的输入脚T1与A相用户电表的输出相线连接，可控硅的输出脚T2脚为公共灯提供电源。对于其它二组，使用与A相相同的方法为B相和C相公共灯供电。

延时控制电路控制了变压器的初级线圈，所以当用户将公共灯开关闭合后，变压器工作，带动三组电路同时工作，使整楼的公共灯同时点亮，达到设定的时间后(约为3分钟)，延时控制电路切断变压器的电源，整个电路随之停止，整楼的公共灯同时被熄灭。

以上这些电路均安装在一壳体内。

Claims (6)

1、一种三相楼宇公共用电均分器，包括延时供电电路、控制电路和开关电路，其特征在于：

所述延时供电电路的输入端与三相电源中的任一相线相连，输出端与所述控制电路的输入端相连；

所述控制电路的输出端与所述开关电路的控制端相连，开关电路的一端与用户电表相连，另一端与公共灯相连，为公共灯提供电源。

2、根据权利要求1所述的一种三相楼宇公共用电均分器，其特征在于：所述延时供电电路由变压器、整流桥、开关管、开关管控制电路和公共灯开关组成；

变压器的原边通过整流桥与三相电源中的任一相线相连，其负边与所述控制电路的输入端相连；开关管控制电路与整流桥直流输出端相连；开关管的阳极和阴极与整流桥的直流输出端相连。

3、根据权利要求2所述的一种三相楼宇公共用电均分器，其特征在于：所述变压器原边为220V初级线圈，负边为3组12V次级线圈。

4、根据权利要求1所述的一种三相楼宇公共用电均分器，其特征在于：所述控制电路由三个支路构成，每一路依次由整流稳压电路、时钟脉冲电路、脉冲计数/分配电路组成；

所述控制电路的三个支路的输入端分别与变压器的3组12V次级线圈相连；控制电路的输出端与开关电路的控制端相连。

5、根据权利要求4所述的一种三相楼宇公共用电均分器，其特征在于：所述整流稳压电路、时钟脉冲电路、脉冲计数/分配电路由12V整流桥、9V稳压芯片、NE555芯片和脉冲计数/分配芯片CD4017B构成；

整流桥的直流输出端与稳压芯片的输入端相连，稳压芯片的输出端与NE555芯片的电源端Vcc和R端相连，NE555芯片的Q端与脉冲计数/分配芯片的时钟输入端CLK相连，脉冲计数/分配芯片的输出端分别与可控硅的控制端G相连。

6、根据权利要求1所述的一种三相楼宇公共用电均分器，其特征在于：所述开关电路由n个双向可控硅构成；每一可控硅的T1脚分别与A相或B、C相的每一用户的电表相连，可控硅的T2脚相互连接与公共灯相连。

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