专利名称：节能型交流稳压电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种稳压电源，尤其是指一种交流稳压电源。
二背景技术：
中国专利曾公开了一种“节能交流精密净化交流稳压电源”(CN86207823U，公告日1987年12月9日)，它主要由变压器、控制线路和电磁继电器等组成，由电压检测控制电路和电流检测电路控制变压器的工作与停，整个控制电路另设电源电压，来达到降低电能消耗的目的。目前市面上有很多种交流稳压电源，它们都没有节能效果。在当前电力很紧张的情况下，开发节能稳压电源设备显得十分重要。
三、实用新型内容本实用新型的目的是为了提供一种节能型交流稳压电源，包括单相和三相节能型交流稳压电源，能在市内、居家、商业、电器、工业、实验室等多种用电环境中提供稳定的电源，减少用电浪费，在价格上消费者易于接受。
为达到上述目的，本实用新型采取的解决方案是一种节能型交流稳压电源，包括主电路和控制电路、箱体及指示面板，在主电路中具有补偿与优化电路，当在二相中使用时，该补偿与优化电路由两个补偿与优化装置组成，每个补偿与优化装置由两个瓷片电容、一个安规电容、一个电感、一个单向可控硅、三个电阻、一个指示灯和一个压敏电阻组成，两个瓷片电容串接，三个电阻串接，压敏电阻、上端瓷片电容、安规电容、电感、上端电阻和中端电阻的中点接零线，压敏电阻另一头、下端瓷片电容、安规电容另一端、单向可控硅的输出端、下端电阻、指示灯阴极接火线，电感另一端接单向可控硅的输入端，单向可控硅的控制极接中端电阻与下端电阻的中点，上端电阻另一端接指示灯阳极，两个补偿与优化装置的电路形式对称，数值不同，形成强弱互克的互补电路。
指示灯为发光二极管，不仅有指示作用还有稳压箍位的作用。
如果在三相中使用，则该补偿与优化电路由三个一样的补偿与优化装置组成，每个补偿与优化装置的电路零线接在一起。
补偿与优化电路的功能是补偿与优化最终输出，自动检测电流与电压相位差，采用软开关和电容元件来调节和缓冲突变的电压，用两个大电感来消除高次谐波，进一步抑止浪涌，平衡电流，平稳供电，使输出波形更加平滑，失真度更小。
优化与补偿电路是本电源设备所特有的电路。瓷片电容和安规电容都有储存能量的作用，通过吸收与释放能量来稳定电压。电感可以阻止电流迅速的变化。这样一来，突如其来的大电流就会被缓冲、平滑，可控硅为控制高电压的开关器件，通过电阻和电阻的中间电压，可以控制可控硅的开关及开关时刻，从而控制较大的电路电压，使输出电压稳定。并且一些瞬态的高电压、大电流所带来的能量并不会被简单地消耗掉，而是被充到电容中，并在电压变低时释放出来，并被合理利用，从而节约电能，达到稳压、节能的目的。
电流在优化与补偿电路中被进一步完善。出人意料的过大负载，线路被莫名的短接，电流就会在瞬间急剧增加，此刻电感将立即缓冲与阻止电流的剧增。
补偿与优化电路开始工作时，能自动地检测电流与电压相位差，并补偿电流和相位差，压敏电阻对突变的电压进行缓和，还有软开关和电容元件来调节和缓冲突变的电压，用两个大电感来消除高次谐波和上一端的电感(在主电路中)输入形成拓扑关系，形成多层的防护补偿与优化体系，进一步抑止浪涌，平衡电流，平稳供电，使输出波形更加平滑，失真度更小。
它能在市内、居家、商业、电器、工业、实验室等多种用电环境中，不但能提供稳定的电源，保护用电设备，而且减少用电浪费，同时使用更加安全，安装方便。由于增加补偿与优化电路，成本增加不多，在价格上消费者易于接受。
四
图1是本实施例的电源原理框图。
图2是本实施例的控制电路图。
图3是本实施例的主电路图。
五具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本实用新型再作描述。
参见图1-图3，一种节能型交流稳压电源，包括主电路和控制电路、箱体及指示面板，在主电路中具有补偿与优化电路，当在二相中使用时，该补偿与优化电路由两个补偿与优化装置组成，每个补偿与优化装置内有两个瓷片电容C′2、C′3或C′4、C′5、一个安规电容C′1或C′6、一个电感L4或L1、一个单向可控硅SCR1或SCR2、三个电阻R′1、R′2、R′3或R′6、R′5、R′4、一个指示灯D′1或D′2和一个压敏电阻RV1，两个瓷片电容C′2、C′3或C′4、C′5串接，三个电阻R′1、R′2、R′3或R′6、R′5、R′4串接，压敏电阻RV1、上端瓷片电容C′2或C′4、安规电容C′1或C′6、电感L4或L1、上端电阻R′1或R′6与中端电阻R′2或R′5的中点接火线，压敏电阻RV1另一头、下端瓷片电容C′3或C′3、安规电容C′1或C′6另一端、单向可控硅SCR1或SCR2的输出端、下端电阻R′3或R′4、指示灯D′1或D′2阴极接零线，电感L4或L1另一端接单向可控硅SCR1或SCR2的输入端，单向可控硅SCR1或SCR2的控制极接中端电阻R′2或R′5与下端电阻R′3或R′4的中点，两个补偿与优化装置的电路形式对称，数值不同，形成强弱互克的互补电路。
参见图1和图2，控制电路由电机操动机构、控制电源及基准电压电路、采样与比较电路、电机驱动电路构成。
参见图3，主电路中还包括变压器，该变压器由主变压器T1和调整变压器T2组成，需要变化的部分线圈圈绕制在调整变压器T2中，并形成自耦调压电路，不需要变化的那一段公共线圈绕制在主变压器T1中。变压器采用主变压器T1和调整变压器T2(也叫副变压器)两个变压器工作的方式。这样既可以减小体积，又使制作工艺可以有很好的保证，从而保证了质量。
所述的电机操动机构包括直流电机、碳刷、散热片，在要求很小的功率的情况下，采用一个电机和一个碳刷，可以降低成本。在功率较大时，一般采用两个电机同时动作，这样，碳刷的磨损就由两个碳刷分担， 碳刷的使用时间就增加一倍，同时电流被分流，从每个碳刷流经的电流减小一半，发热量减小一半，温升很小，电路因而工作也很稳定。另外，由于是两个电机同时靠近理想中的稳压点，靠近速度也自然是一个电机速度的两倍，因此稳压响应速度更快。该双电机双滑块的结构设计方式使整机工作更加可靠。
参见图2，交流电经二极管D1、D2、D3、D4、D5、D7、D4整流后再经电容E2滤波送稳压器IC3(7815)输入端，稳压器IC3(7815)输出端再用电容E3滤波，用电阻R31缓冲，再送至稳压器IC4(7812)，用电阻R7缓冲，用电容E8再一次滤波，并用高精度的稳压二极管D12协助稳压，经二极管D10整流得到一正弦半波，经电阻R2、电阻R3、电容E7平滑过滤，再经电阻R4、电阻R5缓冲，再从电位器VR1输出采样信号，构成所述的控制电源及基准电压电路。
参见图2，在控制电源及基准电压电路中，从变压器获得的交流电经整流后再经滤波送稳压器IC3(7815)输入端，稳压器IC3(7815)输出端再用一大滤波电容滤波，使该输出更平稳，再送至稳压器IC4(7812)进一步稳压，并用两个电阻缓冲，在稳压器IC4(7812)输出端电压已经相当稳定，但是为获得更好的效果，再一次滤波并用高精度的稳压二级管D12协助稳压，得12V高精度的电源电压，也保证了在此基础上的分压的精确。由电位器VR1和多个电阻调节后形成采样电压。由多个电阻而不用两个电阻可以将元器件受温升的影响减小到最小。
参见图2，采样与比较电路由变压器和比较器U1A、U1B、U1C、U1D和比较器U2A、U2D及其外围元件组成，从变压器采得的电压经由电阻R6、R8、R12、R24、R23构成的精密分压电路形成多个电压点，这些精密电压基准和采样电压相比较后形成控制信号和指示信号，其中电阻R8与电阻R12及电阻R24和电阻R12中间点的电压与采样电压比较形成控制电机的电压，电阻R8与电阻R6中间点的电压与采样电压比较形成过压电平信号，电阻R24与电阻R23中间点的电压与采样电压比较形成欠压电平信号，通过比较器U1A输出指示信号，通过二极管D14和二极管D15组成的或门电路后，进入比较器U2D与基准电压比较，经三极管N8驱动过电压保护继电器(图2中未标出)。三极管N8集电极接有二极管D11，二极管D11起保护作用。比较器U2D输出端通过电阻R29与三极管N7基极连接，三极管N7集电极接电阻R15、电阻R16、二极管D13阳极、电容E6正端。12V电平根据选择通过电阻R15或电阻R16向电容E6充电。
参见图2，电机驱动电路由两级差动放大电路组成，包括三极管N1、N2、N3、N4、N5、N6和周边电阻R9、R19、R20、R10、R21、R35，末级采用8050三极管。该管推动能力大，输出电阻小，电平的变化将引起电机的转动进而调整输出电压的电压。电机驱动电路由运放器(比较器)U1B、U1C输出信号为输入。
参见图2，下面简述该节能型交流稳压电源的稳压工作原理。
工作情况一输入电压过高。当输入电压过高时，即单相高于AC250V，三相高于AC440V时，采样电路经二极D10整流得到一正弦半波，经电阻R2、电阻R3、电容E7平滑过滤，再经电阻R4、电阻R5缓冲，再从电位器VR1输出采样信号，从输出端得到一比正常状态下高得多的电平，通过比较器U1A，输出一高电平指示信号，通过插接口P5点亮面板指示灯，同时，该高电平经二极管D14和二极管D15组成的或门电路后，进入比较器U2D一输入端和其另一端来自电阻R14和电阻R12中间的基准电压比较，经三极管N8驱动过电压保护继电器，二极D11起保护作用。在面板上选择延时的方式，12V电平根据选择从电阻R16或电阻R15向电容E6充电，当电平高到比较器U2A另一输入端电平时，比较器U2A动作，过电压保护继电器改变通断状态，解除保护，设备继续供电。三相电源中任一相高压超标都将全部切断所有输出电源。
工作情况二输入电压过低。当输入电压过低时，即单相低于AC170V，三相低于AC310V时，采样电路经D10整流得到一正弦半波，经电阻R2、电阻R3、电容E7平滑过滤，再经电阻R4、R5缓冲，再从电位器VR1输出采样信号，从输出端得到一比正常状态下低得多的电平，通过比较器U1A，输出一低电平指示信号，通过插接口P5点亮面板指示灯，当不选择欠压保护时，插接口P5的两脚不形成通路，当选择欠压保护时，按下面板上欠压保护按钮，插接口P5的两脚形成通路，该高电平经二极管D14和二极管D15组成的或门电路后，进入比较器U2D一输入端和其另一端来自电阻R14和电阻R12中间的基准电压比较，经三极管N8驱动过电压保护继电器。在面板上选择延时的方式，12V电平根据选择从电阻R16或电阻R15向电容E6充电，当电平高到比较器U2A另一输入端电平时比较器U2A动作，过电压保护继电器改变通断状态，解除保护，设备继续供电。三相电源中任一相高压超标都将全部切断所有输出电源。
工作情况三输入电压在可调范围内。当输入电压在可调范围内时，采样电路经二极D10整流得到一正弦半波，经电阻R2、电阻R3、电容E7平滑过滤，再经电阻R4、电阻R5缓冲，再从电位VR1输出采样信号，从输出端得到正常状态下的电平信号，通过比较器U1A，输出一电平指示信号，通过插接口P5不点亮面板欠压指示灯，该高电平经二极管D14和二极管D15组成的或门电路后，进入比较器U2D一输入端和其另一端来自电阻R14和电阻R12中间的基准电压比较，经三极管N8驱动过电压保护继电器继续吸合，电机驱动电路由比较器U2D输出信号为输入。当采样电压高于电阻R6与电阻R8中间点的电压时，比较器U1B输出低电平，比较器U1C输出高电平，两信号进入差动放大电路，电平的变化将引起电机的转动进而调整输出电压降低。当采样电压低于电阻R6与电阻R8中间点的电压时，比较器U1B输出高电平，比较器U1C输出低电平，两信号进入差动放大电路，电平的变化将引起电机的转动进而调整输出电压升高.。当电压合适时，比较器U1B输出高电平，，比较器U1C输出高电平，两信号进入差动放大电路后输出为零，此时电机不转动。
权利要求1.一种节能型交流稳压电源，包括主电路和控制电路、箱体及指示面板，其特征在于在主电路中具有补偿与优化电路，当在二相中使用时，该补偿与优化电路由两个补偿与优化装置组成，每个补偿与优化装置内有两个瓷片电容(C′2)、(C′3)或(C′4)、(C′5)、一个安规电容(C′1)或(C′6)、一个电感(L4)或(L1)、一个单向可控硅(SCR1)或(SCR2)、三个电阻(R′1)、(R′2)、(R′3)或(R′6)、(R′5)、(R′4)、一个指示灯(D′1)或(D′2)和一个压敏电阻(RV1)，两个瓷片电容(C′2)、(C′3)或(C′4)、(C′5)串接，三个电阻(R′1)、(R′2)、(R′3)或(R′6)、(R′5)、(R′4)串接，压敏电阻(RV1)、上端瓷片电容(C′2)或(C′4)、安规电容(C′1)或(C′6)、电感(L4)或(L1)、上端电阻(R′1)或(R′6)与中端电阻(R′2)或(R′5)的中点接火线，压敏电阻(RV1)另一头、下端瓷片电容(C′3)或(C′3)、安规电容(C′1)或(C′6)另一端、单向可控硅(SCR1)或(SCR2)的输出端、下端电阻(R′3)或(R′4)、指示灯(D′1)或(D′2)阴极接零线，电感(L4)或(L1)另一端接单向可控硅(SCR1)或(SCR2)的输入端，单向可控硅(SCR1)或(SCR2)的控制极接中端电阻(R′2)或(R′5)与下端电阻(R′3)或(R′4)的中点，两个补偿与优化装置的电路形式对称，数值不同，形成强弱互克的互补电路。
2.根据权利要求1所述的一种节能型交流稳压电源，其特征在于在三相中使用，所述的补偿与优化电路由三个一样的补偿与优化装置组成，每个补偿与优化装置的电路零线接在一起。
3.根据权利要求1所述的一种节能型交流稳压电源，其特征在于所述的控制电路由电机操动机构、控制电源及基准电压电路、采样与比较电路、电机驱动电路构成。
4.根据权利要求1所述的一种节能型交流稳压电源，其特征在于所述的主电路中还包括变压器，该变压器由主变压器(T1)和调整变压器(T2)组成，需要变化的部分线圈圈绕制在调整变压器(T2)中，并形成自耦调压电路，不需要变化的那一段公共线圈绕制在主变压器中(T1)。
5.根据权利要求1所述的一种节能型交流稳压电源，其特征在于交流电经二极管(D1)、(D2)、(D3)、(D4)、(D5)、(D7)、(D4)整流后再经电容(E2)滤波送稳压器(IC3)输入端，稳压器(IC3)输出端再用电容(E3)滤波，用电阻(R31)缓冲，再送至稳压器(IC4)，用电阻(R7)缓冲，用电容(E8)再一次滤波，并用高精度的稳压二极管(D12)协助稳压，经二极管(D10)整流得到一正弦半波，经电阻(R2)、电阻(R3)、电容(E7)平滑过滤，再经电阻(R4)、电阻(R5)缓冲，再从电位器(VR1)输出采样信号，构成所述的控制电源及基准电压电路。
6.根据权利要求1所述的一种节能型交流稳压电源，其特征在于采样与比较电路由变压器和比较器(U1A)、(U1B)、(U1C)、(U1D)和比较器(U2A)、(U2D)及其外围元件组成，从变压器采得的电压经由电阻(R6)、(R8)、(R12)、(R24)、(R23)构成的精密分压电路形成多个电压点，这些精密电压基准和采样电压相比较后形成控制信号和指示信号，其中电阻(R8)与电阻R(12)及电阻(R24)和电阻(R12)中间点的电压与采样电压比较形成控制电机的电压，电阻(R8)与电阻(R6)中间点的电压与采样电压比较形成过压电平信号，电阻(R24)与电阻(R23)中间点的电压与采样电压比较形成欠压电平信号，通过比较器(U1A)输出指示信号，通过二极管(D14)和二极管(D15)组成的或门电路后，进入比较器(U2D)与基准电压比较，经三极管(N8)驱动过电压保护继电器。
7.根据权利要求6所述的一种节能型交流稳压电源，其特征在于三极管(N8)集电极接有二极管(D11)。
8.根据权利要求6所述的一种节能型交流稳压电源，其特征在于比较器(U2D)输出端通过电阻(R29)与三极管(N7)基极连接，三极管(N7)集电极接电阻(R15)、电阻(R16)、二极管(D13)阳极、电容(E6)正端。
9.根据权利要求1所述的一种节能型交流稳压电源，其特征在于电机驱动电路由两级差动放大电路组成，包括三极管(N1)、(N2)、(N3)、(N4)、(N5)、(N6)和周边电阻(R9)、(R19)、(R20)、(R10)、(R21)、(R35)，末级采用8050三极管。
专利摘要一种节能型交流稳压电源，包括主电路和控制电路、箱体及指示面板，在主电路中具有补偿与优化电路，当在二相中使用时，该补偿与优化电路由两个补偿与优化装置组成，每个补偿与优化装置由两个瓷片电容、一个安规电容、一个电感、一个单向可控硅、三个电阻、一个指示灯和一个压敏电阻组成，两个补偿与优化装置的电路形式对称，数值不同，形成强弱互克的互补电路。它能在市内、居家、商业、电器、工业、实验室等多种用电环境中提供稳定的电源，保护用电设备，减少用电浪费，在价格上消费者易于接受。
文档编号G05F1/247GK2725963SQ20042009150
公开日2005年9月14日 申请日期2004年8月28日 优先权日2004年8月28日
发明者周熙文, 祁华琦 申请人:周熙文