專利名稱：繼電器電壓過(guò)零換檔交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流穩(wěn)壓器，特別是涉及一種繼電器電壓過(guò)零換檔交流穩(wěn)壓器。
背景技術(shù)：
對(duì)于正弦市電電壓而言，普通轉(zhuǎn)接換檔式交流穩(wěn)壓器控制繼電器的轉(zhuǎn)換是在正弦波電壓零點(diǎn)到峰值的任意位置隨機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但是存在的問(wèn)題是，若繼電器在電壓峰值時(shí)轉(zhuǎn)換(設(shè)功率因數(shù)為I)，繼電器觸點(diǎn)上承受的電壓和電流都是最大的，此時(shí)切斷變壓器轉(zhuǎn)換，變壓器將產(chǎn)生很高的反向電壓加在兩切斷的觸點(diǎn)間，拉弧產(chǎn)生很大的火花，極易燒壞繼電器觸點(diǎn)，電流越大，變壓器儲(chǔ)能越多，火花越嚴(yán)重，多次轉(zhuǎn)接后，繼電器觸點(diǎn)將被燒熔粘在一起，導(dǎo)至繼電器不能轉(zhuǎn)換。而一般普通的穩(wěn)壓器由于要滿足低電壓輸入的要求，繼電器的初始位置常接在變壓器最少匝數(shù)的位置，上電時(shí)，如市電電壓較高則變壓器上的電壓及電流將極大，繼電器需在此時(shí)轉(zhuǎn)換，同樣容易損壞繼電器觸點(diǎn)。若繼電器觸點(diǎn)粘住，則將失去穩(wěn)壓功能，甚至燒毀保險(xiǎn)絲，造成穩(wěn)壓器損壞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種繼電器電壓過(guò)零換檔交流穩(wěn)壓器。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到一種繼電器電壓過(guò)零換檔交流穩(wěn)壓器，包括采樣電路、滯洄比較電路、零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路、繼電器執(zhí)行電路、電源電路、正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路、低電壓?jiǎn)?dòng)電路、自耦變壓器調(diào)壓電路、與采樣電路⑴和滯洄比較電路⑵功能相同的電路采樣電路；所述的繼電器執(zhí)行電路4，其一端接零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路3中IC2的A 口，另一端接自耦變壓器調(diào)壓電路8抽頭，可由零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路3根據(jù)輸入及輸出電壓的取樣、比較結(jié)果，控制繼電器改變自耦變壓器的抽頭實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓；其中正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路為R13與R14串接后一端接交流市電，一端接運(yùn)放LM324的10腳正端，D4正端接運(yùn)放LM324的10腳，D4負(fù)端接地，D5負(fù)端接LM324的10腳，D5正端接地，LM324的9腳負(fù)端接地，運(yùn)放LM324的8腳接IC2的3腳及9腳，用以檢測(cè)正弦市電的電壓零點(diǎn)。其中零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路為IC2的B0、B1、B2 口連接至滯洄比較電路2及電路9中滯洄比較電路的輸出，B3 口連接至正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路6的輸出，A 口連接至繼電器執(zhí)行電路；通過(guò)單片機(jī)檢測(cè)B3 口電壓的變化，即檢測(cè)正弦市電電壓的零點(diǎn)，此時(shí)再將B0、B1、B2的數(shù)據(jù)運(yùn)算后輸出至A 口。即當(dāng)IC2檢測(cè)到滯洄比較電路及另一功能相同的電路電壓變化，不是立即傳送到繼電器執(zhí)行電路，而是等正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)到市電電壓零點(diǎn)后再在正弦波下一個(gè)零點(diǎn)傳送給繼電器執(zhí)行電路。其中采樣電路包括3路電壓取樣電路，其一端連接至穩(wěn)壓輸出(其中2路連接至市電輸入)，另一端連接至滯洄比較電路的正輸入端；3路滯洄比較電路，其正端接3路取樣電路的輸出，負(fù)端接可設(shè)定的基準(zhǔn)電壓，輸出端接零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路中單片機(jī)的B 口 ；繼電器執(zhí)行電路其一端接零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路中單片機(jī)的A 口，另一端接自耦變壓器抽頭。低電壓?jiǎn)?dòng)電路的一端連接至自耦變壓器抽頭，另一端連接至繼電器直流工作電源端，用以在市電電壓輸入較低的情況下，產(chǎn)生一較高的電壓滿足繼電器吸合所需的電壓，啟動(dòng)后斷開。正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路6及滯洄比較電路所使用的集成塊ICl型號(hào)為L(zhǎng)M324，零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路3中使用的集成塊IC2型號(hào)為PIC16C54C。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)控制繼電器在正弦市電的電壓零點(diǎn)轉(zhuǎn)換變壓器抽頭，大大減小了繼電器切斷變壓器負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的觸點(diǎn)火花，延長(zhǎng)了觸點(diǎn)壽命，提高了繼電器使用時(shí)間，相應(yīng)的提高了穩(wěn)壓設(shè)備的使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例電路原理示意圖。圖2為正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路原理示意圖及其輸入及輸出波形圖。圖3為傳統(tǒng)穩(wěn)壓器自耦變壓器連接圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例電路原理結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖4所示，本實(shí)用新型電路由以下幾部分組成。I)采樣電路I。2)由3/4塊LM324及其外圍電路組成滯洄比較電路2。3)由單片機(jī)及其外圍電路組成零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路3。 4)繼電器執(zhí)行電路4。5)電源電路5。6)由1/4塊LM324及其外圍電路構(gòu)成正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路6。7)低電壓?jiǎn)?dòng)電路7。8)自耦變壓器調(diào)壓電路8。采樣電路I取樣后送滯洄比較電路2比較，將結(jié)果輸出到零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路3，電路9原理同采樣電路1、滯洄比較電路2，零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路3將結(jié)果在正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路6檢測(cè)到電壓零點(diǎn)后運(yùn)算輸出至繼電器執(zhí)行電路4，轉(zhuǎn)換自耦變壓器抽頭，穩(wěn)定輸出電壓。其中，Rl、R2、R3、D2、Cl、組成輸出采樣電路I ;R4、R5、VR1、C2、運(yùn)放 LM324A 組成滯洄比較電路2對(duì)采樣的輸出電壓進(jìn)行比較，第I腳輸出比較結(jié)果至單片機(jī)BO輸入腳。運(yùn)放第三腳電壓隨輸出電壓的升高而升高減小而減小，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的比較電壓值后運(yùn)放第一腳將輸出一高電平至單片機(jī)BO腳，第2腳作為基準(zhǔn)電壓設(shè)定腳，由VRl (IOK)的電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。同理，R6、R7、R8、R9、Rll、C3組成 2 路輸入電壓取樣電路，RIO、R12、VR2、VR3、C4、C5、LM324B、LM324C組成滯洄電壓比較電路，對(duì)采樣的2路輸入電壓進(jìn)行比較，比較結(jié)果由運(yùn)放7腳、14腳輸出至單片機(jī)B1、B2。第13、6腳作為基準(zhǔn)電壓設(shè)定腳，由VR2 (IOK)、VR3 (IOK)的電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。DUCll組成半波整流濾波電路，得到約+15V左右的直流電壓供繼電器使用。R24、VD2、C12、C13、C14、IC3 組成 +5V 電源電路 5，供 ICl、IC2 使用。R20、R21、R22、R23、VT1、VT2、VT3、VT4、D6、D7、D8、D9、Jl、J2、J3、J4 組成繼電器
執(zhí)行電路4。由單片機(jī)跟據(jù)比較器的電壓組合狀態(tài)來(lái)控制吸合及釋放。R13、R14、D4、D5、LM324D組成正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路6，D4、D5為輸入電壓鉗位電路，使輸入電壓不超過(guò)±0. 7V，運(yùn)算放大器的負(fù)端9腳接地，當(dāng)運(yùn)算放大器的正端10腳輸入如圖2中左邊的過(guò)零的正弦波電壓，則運(yùn)放的第8腳就會(huì)得到如圖2中右邊所示的波形。(運(yùn)放在單電源電壓的情況下，需負(fù)端接地，正端接輸入)。DIO、JO構(gòu)成低電壓?jiǎn)?dòng)電路7，普通穩(wěn)壓器輸入電壓初始接在如圖3中變壓器的a+b+c的繞組上，以滿足最低電壓輸入的要求，但如果在高電壓時(shí)接通，將產(chǎn)生很大的沖擊電流，且此時(shí)需轉(zhuǎn)換繼電器，將對(duì)繼電器觸點(diǎn)造成很大的傷害。本實(shí)用新型將初始接在如圖1中變壓器的a+b+c+d+e+f的繞組上，上電時(shí)沖擊電流很小，且控制繼電器在電壓零點(diǎn)轉(zhuǎn)換，對(duì)繼電器觸點(diǎn)傷害極小。但如此則不能滿足低輸入電壓下繼電器的工作電壓要求，所以需增加低電壓?jiǎn)?dòng)電路7，在最低電壓輸入下，將電容充電至滿足繼電器吸合電壓后斷開小繼電器JO。單片機(jī)IC2及其外圍電路構(gòu)成零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路3。當(dāng)上電時(shí)，單片機(jī)復(fù)位后，先等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定，穩(wěn)定后將B0、B1、B2端的數(shù)據(jù)在正弦波電壓零點(diǎn)的時(shí)候運(yùn)算后輸出至A0、A1、A2，循環(huán)檢測(cè)B 口數(shù)據(jù)，運(yùn)算后在電壓零點(diǎn)輸出至A 口，據(jù)延時(shí)要求，延時(shí)相應(yīng)的時(shí)間后吸合繼電器Jl，正常輸出電壓。循環(huán)檢 測(cè)B 口低三位數(shù)據(jù)是否變化，如果B 口低三位數(shù)據(jù)有變化，說(shuō)明繼電器需跳動(dòng)，通過(guò)B3 口判斷正弦波是否電壓過(guò)零，當(dāng)電壓過(guò)零后，再控制繼電器按運(yùn)算后的B 口低三位數(shù)據(jù)要求轉(zhuǎn)換，減少觸點(diǎn)火花，以保護(hù)繼電器J2、J3、J4的觸點(diǎn)，延長(zhǎng)其負(fù)載壽命。本電路因繼電器轉(zhuǎn)換時(shí)間存在將丟失正弦波的一個(gè)半波，約失電10ms。理論上繼電器在正弦電壓零點(diǎn)轉(zhuǎn)換是較好的，但實(shí)際由于繼電器線圈電壓、繼電器本身差異、繼電器觸點(diǎn)損壞較重等因素，繼電器響應(yīng)時(shí)間將發(fā)生變化，將影響繼電器轉(zhuǎn)換偏離電壓零點(diǎn)。所以實(shí)際本電路控制繼電器轉(zhuǎn)換在零點(diǎn)之前18°到零點(diǎn)之后5°之間，繼電器轉(zhuǎn)換時(shí)觸點(diǎn)上的電壓將控制在VXsinl8°以下(V為即時(shí)的峰值電壓)。零點(diǎn)之前90°繼電器觸點(diǎn)上所加的電壓其趨勢(shì)是向零的，所以本電路實(shí)際選擇零點(diǎn)之前10°轉(zhuǎn)換繼電器。表I為繼電器轉(zhuǎn)換狀態(tài)圖。其中“ V ”為繼電器吸合，“ X ”為繼電器釋放，以此通過(guò)不同的檔位在輸入電壓為100-280V時(shí)控制輸出電壓穩(wěn)定在198-242V范圍內(nèi)。運(yùn)放LM324的第I腳相應(yīng)控制J3繼電器，I腳高電平時(shí)J3吸合；運(yùn)放LM324的第7腳相應(yīng)控制J2繼電器，7腳高電平時(shí)J2釋放；運(yùn)放LM324的第14腳相應(yīng)控制J4繼電器，14腳高電平時(shí)J4釋放。表I繼電器轉(zhuǎn)換狀態(tài)圖
權(quán)利要求1.一種繼電器電壓過(guò)零換檔交流穩(wěn)壓器，其特征在于包括采樣電路(I)、滯洄比較電路(2)、零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路(3)、繼電器執(zhí)行電路(4)、電源電路(5)、正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路(6)、低電壓?jiǎn)?dòng)電路(7)、自耦變壓器調(diào)壓電路(8)、與采樣電路(I)和滯洄比較電路(2)功能相同的電路(9)； 所述的采樣電路(1)，其一端連接至穩(wěn)壓輸出，另一端連接至所述的滯洄比較電路(2)的正輸入端； 所述的滯洄比較電路(2)，其正端接所述采樣電路(I)的輸出，其負(fù)端接可設(shè)定的基準(zhǔn)電壓，其輸出端接所述零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路(3)中IC2的B 口； 所述的零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路⑶為IC2的B0、B1、B2 口連接至滯洄比較電路⑵及電路(9)中滯洄比較電路的輸出，B3 口連接至正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路(6)的輸出，A 口連接至繼電器執(zhí)行電路； 所述的繼電器執(zhí)行電路(4)，其一端接零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路(3)中IC2的A 口，另一端接自耦變壓器調(diào)壓電路(8)抽頭，可由零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路(3)根據(jù)輸入及輸出電壓的取樣、t匕較結(jié)果，控制繼電器改變自耦變壓器的抽頭實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓； 所述的正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路(6)為R13與R14串接后一端接交流市電，一端接運(yùn)放LM324的10腳正端，D4正端接運(yùn)放LM324的10腳，D4負(fù)端接地，D5負(fù)端接LM324的10腳，D5正端接地，LM324的9腳負(fù)端接地，運(yùn)放LM324的8腳接IC2的3腳及9腳； 所述的低電壓?jiǎn)?dòng)電路(7)的一端連接至自耦變壓器調(diào)壓電路⑶的抽頭，另一端連接至繼電器直流工作電源端。
2.如權(quán)利要求1所述的一種繼電器電壓過(guò)零換檔交流穩(wěn)壓器，其特征在于正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路(6)及滯洄比較電路所使用的集成塊ICl型號(hào)為L(zhǎng)M324，零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路(3)中使用的集成塊IC2型號(hào)為PIC16C54C。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種繼電器電壓過(guò)零換檔交流穩(wěn)壓器，包括采樣電路、滯回比較電路、正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路、零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路、繼電器執(zhí)行電路；所述采樣電路經(jīng)滯回電壓比較電路至零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路；所述的正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路連接至零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路；所述的零點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制電路根據(jù)滯回比較電路的輸出狀態(tài)、正弦波零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)到的電壓零點(diǎn)，控制繼電器按滯回比較電路的輸出狀態(tài)在電壓零點(diǎn)轉(zhuǎn)換自藕變壓器抽頭，以穩(wěn)定輸出電壓。因?yàn)槔^電器在電壓零點(diǎn)轉(zhuǎn)換變壓器抽頭，所以大大減小了繼電器切斷變壓器負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的觸點(diǎn)火花，延長(zhǎng)了觸點(diǎn)壽命，提高了繼電器使用時(shí)間，相應(yīng)的提高了穩(wěn)壓設(shè)備的使用壽命。
文檔編號(hào)G05F1/12GK202887034SQ20122027066
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者袁應(yīng)波 申請(qǐng)人:東莞市裕隆電器有限公司