專利名稱：全自動交流電源穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及全自動交流電源穩(wěn)壓器，尤其涉及一種可配合輸出電壓的實際值微調(diào)補償電壓值，并可分別作正向補償及負向補償?shù)娜詣臃€(wěn)壓器。
圖3所示是一種作穩(wěn)定電源用途的交流電源穩(wěn)壓器。該穩(wěn)壓器在電源輸入端I與輸出端O間分設有一增減變壓器80，一自耦變壓器81，一控制電路82，及一伺服電動機83。其中控制電路82輸入端與電源輸出端O連接，以對輸出電壓與內(nèi)部預設的基準電壓比較；再根據(jù)比較差值驅(qū)動伺服電動機83正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，伺服電動機83用以控制自耦變壓器81的碳刷臂上下滑移，當自耦變壓器81的碳刷臂改變位置，增減變壓器80的電壓值也隨著作增減修正，通過前述的反饋控制設計使輸出電源趨于穩(wěn)定。
上述自動電源穩(wěn)壓器雖可針對輸出電壓進行補償，卻無法有效提高自耦變壓器的使用效率，因而造成成本增加。主要原因在于上述穩(wěn)壓器中的增減變壓器僅作為單一極性的電壓補償，即當增減變壓器為正極性，只能提高輸出電壓，控制電路82測得穩(wěn)壓器的輸出電壓低于一設定值時，將通過伺服電動機83針對輸出電壓作正向補償；當增減變壓器為負極性時，則只能作衰減補償，當控制電路82測得穩(wěn)壓器的輸出電壓高于一設定值時，則通過伺服電動機83針對輸出電壓作負向補償。
由于增減變壓器僅能作單一極性的電壓補償，使得自耦變壓器的抽頭電壓必須設計于線圈的中心點。當自耦變壓器碳刷臂走到線圈中心點時，增減變壓器不作任何電壓補償，當碳刷臂走到線圈的A點或B點時，電壓補償最高。因此使得自耦變壓器的使用效率降低一半。
由上述可知，自動電源穩(wěn)壓器并未同時兼具正向及負向補償?shù)墓δ芤赃m應輸出電壓的實際變化，從而影響其實用性甚至安全性，故有待進一步改進。
本實用新型的主要目的在于提供一種同時兼具正向及負向補償功能的全自動電源穩(wěn)壓器。
本實用新型的技術(shù)方案在于提供一種全自動交流電源穩(wěn)壓器，它包括在電源輸入、輸出端之間分設有增減變壓器、自耦變壓器、伺服電動機及控制電路，其中所述增減變壓器的初級連接在電源輸入端與輸出端之間，其次級設有一極性切換開關(guān)，所述極性切換開關(guān)的共同端分別與所述增減變壓器次級的兩端連接，其常開、常閉端為交互地與自藕變壓器的炭刷臂及線圈末端抽頭連接，所述自耦變壓器的碳刷臂與控制其升降的伺服電動機連接，所述控制電路的輸入端連接到電源輸出端，且所述控制電路的輸出端與所述極性切換開關(guān)連接。
如上所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其中控制電路包括交流/直流轉(zhuǎn)換電路，反饋比較電路及極性轉(zhuǎn)換電路，其中反饋比較電路包括一高電平比較電路及一低電平比較電路，兩比較電路的一輸入端通過交流/直流轉(zhuǎn)換電路及一反饋變壓器與電源輸出端連接，其輸出端與極性轉(zhuǎn)換電路連接，極性轉(zhuǎn)換電路包括兩組由反饋比較電路分經(jīng)兩晶體管控制的繼電器RY1、RY2，一RS觸發(fā)器，一設于RS觸發(fā)器輸出端的晶體管Q-1，及受前述晶體管Q-1驅(qū)動的兩組功率繼電器RY-1、RY-2，其中繼電器RY1、RY2及功率繼電器RY-2用以控制伺服電動機的電源及其極性，另一功率繼電器RY-1是一極性切換開關(guān)，用以控制增減變壓器的正、負極性。
如上所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其中自耦變壓器在線圈底端抽頭處設有一檢測開關(guān)，檢測開關(guān)與極性轉(zhuǎn)換電路連接，以檢測碳刷臂的位置，進而控制伺服電動機與增減變壓器的極性變換。
如上所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其中由功率繼電器構(gòu)成的極性切換開關(guān)，其接點分別與增減變壓器的次級兩端及自耦變壓器連接。
如上所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其中檢測開關(guān)由微動開關(guān)、光電開關(guān)或其它感測組件構(gòu)成。
如上所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其中
交流/直流轉(zhuǎn)換電路包括一與電源輸出端連接的反饋變壓器，橋式整流器及可變電阻。
由上述電路設計可看出，本實用新型運用于電源穩(wěn)壓時，不論輸出電壓過高或過低，均可通過正向或負向補償使輸出電壓趨于穩(wěn)定，而可有效解決傳統(tǒng)穩(wěn)壓器僅能作單一極性的補償或衰減，無法達到全自動穩(wěn)壓的缺點。
除前述的全自動雙向補償穩(wěn)壓功能外，由于傳統(tǒng)穩(wěn)壓器的自耦變壓器抽頭位于線圈的中心，而本實用新型則將自耦變壓器的抽頭設于線圈的末端即B點處，由此，其容量僅需傳統(tǒng)自耦變壓器的一半，即可達到穩(wěn)壓功能，進而可有效降低生產(chǎn)成本。
由上述可知，本實用新型具有特殊的電路構(gòu)造設計，可在輸入電源過低或過高時，分別以正向補償或負向衰減方式使輸出電壓趨于穩(wěn)定，而達到全自動穩(wěn)壓的目的。
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的技術(shù)特征及目的。


圖1是本實用新型的全自動交流電源穩(wěn)壓器的電路圖。
圖2是本實用新型的控制電路的詳細線路圖。
圖3是傳統(tǒng)全自動電源穩(wěn)壓器的電路圖。
有關(guān)本實用新型的電路構(gòu)造，請參閱圖1所示。其是在電源輸入端I與輸出端O間分設有一增減變壓器10，一自耦變壓器11，一伺服電動機12，及一控制電路20。其中，增減變壓器10的初級連接在電源輸入端I與輸出端O之間，增減變壓器10次級與自耦變壓器11間設有一極性切換開關(guān)30，極性切換開關(guān)30由控制電路20控制，可用以切換增減變壓器10的正、負極性。本實施例中，極性切換開關(guān)30由一功率繼電器構(gòu)成，其包括兩組開關(guān)接點31、32。兩開關(guān)接點31、32的共同端分別與增減變壓器10次級的兩端連接，其常開、常閉端則交替與自耦變壓器11的碳刷臂及線圈末端抽頭處B點連接，當兩開關(guān)接點31、32的接點切換時，將改變增減變壓器10的正、負極性。
自耦變壓器11的碳刷臂由控制電路20經(jīng)伺服電動機12所控制，以調(diào)節(jié)增減變壓器11的電壓。
自耦變壓器11線圈末端處設有一檢測開關(guān)13，其可由微動開關(guān)、光電開關(guān)或其它感應開關(guān)構(gòu)成。本實施例中該檢測開關(guān)13是由一微動開關(guān)構(gòu)成，且連接至控制電路20，其主要用以檢測自耦變壓器11的碳刷臂是否到達末端，當檢測開關(guān)13被觸動時，即由控制電路20變換伺服電動機12的極性而逆向運轉(zhuǎn)。
控制電路20輸入端分別連接于增減變壓器10的輸出端及電源輸出端O上，其輸出端與極性切換開關(guān)30連接?？刂齐娐?0除可判斷輸入電源是否異常外，并可對輸出電壓與其內(nèi)部預設的基準電壓進行比較，再根據(jù)比較差值切換增減變壓器10的極性及驅(qū)動伺服電動機12正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)以控制自耦變壓器11的碳刷臂上下滑移，當自耦變壓器11的碳刷臂改變位置，增減變壓器10的電壓值也隨之作增減修正，以針對輸出電壓作正向或負向補償，而使輸出電壓趨于穩(wěn)定。
有關(guān)前述控制電路20的詳細線路請參閱圖2所示，其包括有一電源電路21，一反饋比較電路22，一交流/直流轉(zhuǎn)換電路23，一極性轉(zhuǎn)換電路24，一參考電壓電路25。反饋比較電路22經(jīng)交流/直流轉(zhuǎn)換電路23與電源輸出端O連接。其中交流/直流轉(zhuǎn)換電路23包括一與電源輸出端O連接的反饋變壓器T2，一橋式整流器BD1，及一可變電阻VR1組成。其用以自電源輸出端O上檢出一直流電壓信號，并送至反饋比較電路22。
反饋比較電路22包括有一高電平比較電路221，一低電平比較電路222。其中高、低電平比較電路221、222分別由參考電壓電路25提供參考電壓，又其輸出端則連接至極性轉(zhuǎn)換電路24上。
極性轉(zhuǎn)換電路24包括兩組由反饋比較電路22分經(jīng)晶體管Q2、Q3控制的繼電器RY1，RY2，一RS觸發(fā)器U-2A，一設于RS觸發(fā)器U-2A輸出端的晶體管Q-1及受前述晶體管Q-1驅(qū)動的兩組功率繼電器RY-1，RY-2組成。其中繼電器RY1，RY2及功率繼電器RY-2用以控制伺服電動機12的電源極性，另一功率繼電器RY-1即前述極性切換開關(guān)30用以控制增減變壓器10的正、負極性。
前述RS觸發(fā)器U-2A的R(RESET)端并通過接頭P-2與自耦變壓器11線圈末端的檢測開關(guān)13連接，以便由檢測開關(guān)13控制伺服電動機12的極性變換。功率繼電器RY-2的5、8腳也通過接頭P-2與伺服電動機12的正、反相電源連接，以控制其電源極性。
由上述說明可看出控制電路20的詳細構(gòu)造，有關(guān)其工作方式謹配合圖1詳述如下反饋比較電路22主要用于檢出電源輸出端O的電壓大小，其上的高、低電平比較電路221、222分別通過參考電壓電路25設定高、低電平參考值。
當反饋比較電路22檢出的電壓信號小于低電平參考值時，顯示輸出電壓偏低，則低電平比較電路222通過繼電器RY2以驅(qū)動伺服電動機12。此時如增減變壓器10為負極性時，碳刷臂位于自耦變壓器11線圈的A點處衰減電壓最高，請參閱圖1所示，移至B點處則不作衰減。因此伺服電動機12將使碳刷臂向下移動以縮小衰減量，如輸出電壓仍有差距時，碳刷臂將持續(xù)移動，直至B點處，碳刷臂將觸動檢測開關(guān)13，而通過極性轉(zhuǎn)換電路24將使伺服電動機12變換極性而反轉(zhuǎn)，并同時使增減變壓器10轉(zhuǎn)換為正極性，在正極性的狀態(tài)下，碳刷臂位于自耦變壓器11線圈的A點處補償電壓最高，B點處則不作補償。因此，當碳刷臂受伺服電動機12控制由B點向A點移動時，增減變壓器10的電壓值即相對遞增，而進一步提高輸出電壓，直至輸出電壓趨于穩(wěn)定為止。
前述是輸出電壓偏低而作正向補償?shù)臓顩r，而當輸出電壓偏高時，其工作狀況如以下所述當檢出的電壓信號大于高電平參考值時，顯示輸出電壓偏高，則高電平比較電路221通過繼電器RY1驅(qū)動伺服電動機12。由于此時增減變壓器10為正極性，當碳刷臂位于自耦變壓器11線圈的A點處補償電壓最高，B點處不作補償。因此，伺服電動機12將使碳刷臂向下移動以縮小補償值，如輸出電壓仍有差距時，碳刷臂將持續(xù)移動，直至B點處，碳刷臂將觸動檢測開關(guān)13，而通過極性轉(zhuǎn)換電路24將使伺服電動機12變換極性而反轉(zhuǎn)，并同時使增減變壓器10轉(zhuǎn)換為負極性，在負極性的狀態(tài)下，碳刷臂位于自耦變壓器11線圈的A點處衰減電壓最大，B點處則不作衰減。因此，當碳刷臂受伺服電動機12控制由B點向A點移動時，增減變壓器10的電壓值即相對遞減，并進一步衰減輸出電壓，使輸出電壓趨于穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種全自動交流電源穩(wěn)壓器，包括在電源輸入、輸出端之間分設有增減變壓器、自耦變壓器、伺服電動機及控制電路，其特征在于所述增減變壓器的初級連接在電源輸入端與輸出端之間，其次級設有一極性切換開關(guān)，所述極性切換開關(guān)的共同端分別與所述增減變壓器次級的兩端連接，其常開、常閉端為交互地與自藕變壓器的炭刷臂及線圈末端抽頭連接，所述自耦變壓器的碳刷臂與控制其升降的伺服電動機連接，所述控制電路的輸入端連接到電源輸出端，且所述控制電路的輸出端與所述極性切換開關(guān)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于控制電路包括有交流/直流轉(zhuǎn)換電路，反饋比較電路及極性轉(zhuǎn)換電路，其中反饋比較電路包括一高電平比較電路及一低電平比較電路，兩比較電路的一輸入端通過交流/直流轉(zhuǎn)換電路及一反饋變壓器與電源輸出端連接，其輸出端與極性轉(zhuǎn)換電路連接，極性轉(zhuǎn)換電路包括兩組由反饋比較電路分經(jīng)兩晶體管控制的繼電器(RY1、RY2)，一RS觸發(fā)器，一設于RS觸發(fā)器輸出端的晶體管(Q-1)，及受所述晶體管(Q-1)驅(qū)動的兩組功率繼電器(RY-1、RY-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于自耦變壓器在線圈底端抽頭處設有一檢測開關(guān)，檢測開關(guān)并與極性轉(zhuǎn)換電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于由功率繼電器(RY-1)構(gòu)成的極性切換開關(guān)，其接點分別與增減變壓器次級兩端及自耦變壓器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于檢測開關(guān)由微動開關(guān)、光電開關(guān)或其它感測組件構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于交流/直流轉(zhuǎn)換電路包括一與電源輸出端連接的反饋變壓器，橋式整流器及可變電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種全自動交流電源穩(wěn)壓器。其主要是在電源輸入、輸出端間分設有增減變壓器,自耦變壓器,伺服電動機,及控制電路。其中,自耦變壓器的碳刷臂由控制電路經(jīng)伺服電動機所控制,以調(diào)節(jié)增減變壓器的電壓。增減變壓器與自耦變壓器間設有一極性切換開關(guān),極性切換開關(guān)由控制電路控制以變換增減變壓器的正、負極性,其可根據(jù)測得的輸出電壓大小,決定補償或衰減輸出電壓,以達到穩(wěn)定電源的目的。
文檔編號G05F1/10GK2443406SQ0020705
公開日2001年8月15日 申請日期2000年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月13日
發(fā)明者郭正隆 申請人:寶應企業(yè)有限公司