专利名称：基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器的制作方法
技术领域：
本发明属于调压器领域，具体涉及一种基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器。
背景技术：
抽头式自耦型交流调压器的原理图如图1所示，输入U1接至0-220V两端，输出U0通过调压分接开关接至调压器线包抽头(1-8)之一。例如，当调压分接开关接于抽头5时，输出U。等于250V;分接开关接至不同的抽头就会获得不同的电压输出。但是，目前市场上类似的抽头式自耦型交流调压器设计的整个线包绕组从O h的线径是等粗细的。这样会浪费很多铜线，增加产品成本。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器；该基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器可减少铜线消耗，降低产品成本。本发明是通过如下技术方案实现的:
一种基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，包括绕组，所述绕组为一具有多个抽头的绕组，所述多个抽头将绕组分为多个区段，所述每个区段的横截面面积各不相同。进一步的，抽头式自 耦型交流调压器的输出端通过调压分接开关接至绕组的一个抽头。进一步的，所述抽头式自耦型交流调压器还包括按键电路、主控电路、驱动电路和多个继电器；按键电路与主控电路相连，主控电路与驱动电路相连，驱动电路与多个继电器相连；多个继电器分别与绕组的多个抽头相连，用于控制所述抽头的通断；多个继电器的常开触点连接在一起。进一步的,所述主控电路包括单片机、8D锁存器、闻有效上电复位电路、低有效上电复位电路和晶振电路，单片机与8D锁存器相连，高有效上电复位电路与单片机相连，低有效上电复位电路与8D锁存器相连，晶振电路与单片机相连，用于产生振荡信号给单片机。进一步的，所述单片机还与一显示器相连。进一步的，所述驱动电路包括一 8通道的达林顿阵列。采用分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器的好处如下:
如果暂不考虑调压器的损失，则有:
Pi=P2(I)
亦即有:B1 — U1I1 — U0I2(2)
可见，在传输的功率P2 —定的情况下:当U0增大时，I2减小；当^减小时，I2增大。所以我们对线包绕组可以根据各段电流的不同选用粗细不同的线径:a-b段、b-c段、c-d段、d-e段、一g-h段，越来越细。每段的具体线径可以根据实际设计时的电流来选择。可见，采用分段变截面绕组的抽头式抽头式自耦型交流调压器可以节约铜材，降低成本。
图1为手动抽头式自耦型交流调压器的原理 图2为电子控制式分段变截面绕组抽头式自耦型调压器主回路的原理 图3为电子控制式分段变截面绕组抽头式自耦型调压器的结构框 图4为电子控制式分段变截面绕组抽头式自耦型调压器的控制电路图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细的说明。本发明提供了一种基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，包括绕组，所述绕组为一具有多个抽头的绕组，所述多个抽头将绕组分为多个区段，所述每个区段的横截面面积各不相同，即绕组选用粗细不同的线径。实施例1:手动式基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器；
手动式分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器如图1所示，抽头式自耦型交流调压器的输出端通过调压分接开关K接至绕组的一个抽头(1-8中的任一个)，其中调压分接开关K在市场上有售。实施例2:采用单片机的电子控制式基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器；
采用单片机的电子控制式基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器的主回路原理图如图2所示，即通过控制继电器的通断来实现调压。其控制电路可以有多种实施方案，可以全部采用纯硬件来实现，也可以采用单片机加上外围元器件的软硬件结合的形式来实现。本实施例以采用单片机的控制电路为例，如图3所示，其主要包括按键电路、主控电路、驱动电路和多个继电器；按键电路与主控电路相连，主控电路与驱动电路相连，驱动电路与多个继电器相连；多个继电器分别与绕组的多个抽头相连，用于控制所述抽头的通断；多个继电器的常开触点的一端连接在一起。图4中，JDO JD7为8个12V的继电器，其对应的常开触点在图2中的JO J7。U4为ULN2803，是一个8通道的高压大电流达林顿阵列，其内部的YO Y7是8个OC门(或OD门)的反相驱动器，该OC门的输出三极管的耐压为50V，驱动能力为500mA。Ul为51系列的单片机(其它类型单片机亦可)。Cl和Rl构成高有效上电复位电路，上电瞬间，为单片机Ul的复位引脚RST提供一个短暂的复位高电平。Ul的8位并行接口 Pl (P0.0 P0.7)为U2 (74LS273)提供输入驱动信号。U2是8D锁存器，可采用74LS273 (或74HC273)，起到逻辑缓冲和数据锁存作用，其详细作用原理 下文详述。R4和C2是低有效上电复位电路，为U2 (74LS273)的清零端(@ )提供一个低有效的上电复位信号，使U2在上电瞬间输出保证为零。电容C01、C02和晶振X构成晶振电路，产生12MHz的振荡信号给单片机Ul。R2和Kl, R3和Κ2组成按键电路，为单片机Ul提供低有效的按键输入信号。Kl可定义为“增I”按键，Κ2可定义为“减I”按键。单片机Ul的Pl 口用来为显示器提供驱动信号，显示器可采用LED显示模块，亦可以采用IXD显示模块。U3-A是一个反相器，利用7404(或74LS04，或74HC04亦可)芯片中六个反相器的一个即可。单片机的写信号SS (低有效)经过U3-A反相器反相，为U2提供一个上升沿有效的写入信号。本发明所述基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器的工作原理如下:
首先阐述U2的逻辑缓冲作用。如果没有U2的逻辑缓冲作用，因为单片机在刚一上电
时其端口 PO输出为全“I”(P0=FFH=11111111B)，这个全“I”信号(8个高电平)就会直接加在U4 (ULN2803)的输入端，会导致U4内部YO Y7的输出为低，从而使八个继电器都吸合动作，进而它们的常开触点JO J7全部同时闭合会使自耦调压器的八个绕组短路，这会烧毁整个调压器的。所以应该是任何时刻，要么JO J7全部断开，要么仅有一个为闭合状态，其余为断开状态。采用U2以后，就可以解决上电瞬间继电器全吸合的问题。单片机上电瞬间，U2的复位电路(R4和C2)为U2的清零端)提供一个低有效上电复位信号，使U2的输出为全“O” (Q7 Qq=00H=00000000B)，从而使U4内部的8个OC门驱动器全部截止断开，进而使8个继电·器全部断电，其8个常开接点J7 JO不闭合，输出电压U0=O。同时，Ul的复位电路(Rl和Cl)为Ul的复位端(RST)提供一个高有效上电复位信号使单片机复位，程序从初始化部分开始运行，首先立即向PO 口写入全“0”(Ρ0=00Η)，此时写信号为低(涵=0)使U2的CLK端获得一个上升沿触发信号，从而将PO 口数据(此时为8个全“O”)锁存进入到U2 (74LS273)的输出端(Q7 Qq=00H=00000000B)。由图2可见，输出电压是按照50V—档，递增或递减的。每按下一次Kl键(“UP”±|加键)，电压较原来递增一级(增加50V)，直到达到最高级400V (此时再按下Kl键，输出保持400V不动了)。每按下一次K2键(“Down”减少键)，电压较原来递减一级(减小50V)，直到达到最低级OV (此时再按下K2键，输出保持OV不动了)。在程序的控制下，始终监视Kl和K2的状态，并根据它们的状态决定输出电压是递增还是递减等动作。并将输出电压显示在显示器上。输出电压U。与继电器触点(J7 J0)和U2芯片输出数据(Q7 Qtl)之间对应关系如下表I所示。表I输出电压与继电器触点和U2输出数据之间对应关系表
权利要求
1.一种基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，包括绕组，其特征在于，所述绕组为一具有多个抽头的绕组，所述多个抽头将绕组分为多个区段，所述每个区段的横截面面积各不相同。
2.根据权利要求1所述的基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，其特征在于，抽头式自耦型交流调压器的输出端通过调压分接开关接至绕组的一个抽头。
3.根据权利要求1所述的基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，其特征在于，所述抽头式自耦型交流调压器还包括按键电路、主控电路、驱动电路和多个继电器；按键电路与主控电路相连，主控电路与驱动电路相连，驱动电路与多个继电器相连；多个继电器分别与绕组的多个抽头相连，用于控制所述抽头的通断；多个继电器的常开触点连接在一起。
4.根据权利要求3所述的基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，其特征在于，所述主控电路包括单片机、8D锁存器、闻有效上电复位电路、低有效上电复位电路和晶振电路，单片机与8D锁存器相连，高有效上电复位电路与单片机相连，低有效上电复位电路与8D锁存器相连，晶振电路与单片机相连，用于产生振荡信号给单片机。
5.根据权利要求4所述的基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，其特征在于，所述单片机还与一显示器相连。
6.根据权利要求3所述的基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，其特征在于，所述驱动电路包括一· 8通道的达林顿阵列。
全文摘要
本发明提供了一种基于分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器，包括绕组，所述绕组为一具有多个抽头的绕组，所述多个抽头将绕组分为多个区段，所述每个区段的横截面面积各不相同。抽头式自耦型交流调压器可以为手动式，即其输出端通过调压分接开关接至绕组的一个抽头；也可为电子式，即还包括按键电路、主控电路、驱动电路和多个继电器；按键电路与主控电路相连，主控电路与驱动电路相连，驱动电路与多个继电器相连；多个继电器分别与绕组的多个抽头相连，用于控制所述抽头的通断；多个继电器的常开触点连接在一起。采用分段变截面绕组的抽头式自耦型交流调压器可以节约铜材，降低成本。
文档编号H02P13/00GK103247433SQ20131019121
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月21日 优先权日2013年5月21日
发明者滕敏亮, 滕腾, 滕军, 张文超, 王耀华, 林建豪, 余浩, 范桂芳, 蔡景国, 金珍海, 雷建峰 申请人:浙江腾腾电气有限公司