专利名称：家电节能保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及家电节能与保护技术，是一种新型家电节能保护器，属电子仪器仪表类。
目前，使用空调机、电冰箱和电热器的单位和家庭越来越多，它们是家庭耗电大王，节能是刻不容缓的。
本实用新型的目的是研制一种新型家电节能保护器，从实际线路上充分而又合理利用家电的余冷或余热而节能，同时，当出现瞬时断电、过压、欠压时，则对压缩机或加热器进行保护。
实现本实用新型目的的技术方案是家电节能保护器包括电源电路、监视电位电路、比较控制电路，过压、欠压门坎值自动升降，延迟电路，混合电源控制电路，节能控制电路，可变节能指数器，无源短路器，功能转换开关，其特征在于电源电路由市电一路经C1连R1，其另一端连D1及ZD1负极，D1负极连R2及C3正极，ZD1和ZD3正极及C3负极相连，R2另一端输出正直流电，它与Q4之4脚、R3、ZD3和ZD5负极相连，R3和R4接点连R30及Q4之10、13脚为标准直流电压，R5和R6接点与Q4之5脚相连为另一标准电压。另一路市电经C2连R13，其另一端连ZD2正极和D3负极，D3正极连C4负极及R14，ZD2负极、C4正极及ZD4负极相连，R14另一端与ZD4正极相连而输出负直流电压。
监视电位电路市电经D2整流，R10连VR1及R11连VR2并联后与D2串联，另一端并联点与R12相连，VR1和VR2的中间抽头分别与C6及C5正极连，C6和C5负极及R12的另一端相连。
比较控制电路由含有四个比较器Q4为主体，D5、D6、D7、D8正极相连，其负极依次与Q4的6、8、14、1脚相连，R9和C7并联后连接Q4之6脚及D5负极，C8与R8接点连Q4之3脚，C8和R8另一端分别连R7及D8正极。
延迟电路由R18、R19及R20串联，由R19和R20接点输出直流电连接D4正极，D4负极连Q4之2脚、C9正极、R21，C9负极，R20及R21另一端相接。
过压、欠压门坎值自动升降Q4之8脚连D18负极，其正极连R30，R30另一端连Q4之10脚再连R3和R4连接点为标准电压，另一路由Q4之14脚连D17负极，其正极连R29，R29另一端连Q4之12脚及R28，R28另一端连C6正极。
节能控制电路由Q5的双比较器为主体，Q5之1脚连D9负极和R24，R24另一端连Q5之6脚。Q5之2脚、5脚、D10正极、ZD8负极、R25相连，D10负极连Q5之7脚，R25连Q5之8脚，ZD8正极连VR6，D9正极连R22。
可变节能指数控制器由D12、VR5、R26串联和D11、VR4、R27串联，然后再并联，其D11和D12接点连Q5之3脚，而R26和R27接点连Q5之7脚，可变节能指数为15-80％。
功能转换开关由K开关3W2D为主体，中间双刀相连而连13正极，右边两点与左边一点相连再与C12正极连接，C12负极和C13负极相连。K开关左边的另一端连R23，R23的另一端连电源正端。
无源短路器由J2、D14、ZD5、ZD6组成，ZD5和ZD6串联加强直流电压稳定，ZD6正极连Q4之11脚也连J2和D14并联一端，另一端连ZD3负极，ZD5负端连D14负极，J2的定点连Q1之T1，动点连Q1之T2。
混合电源控制电路R17和D16接点连Q4之7脚，D16负极连R7，R17和R16接点连Q2之b极，Q1之G连VR3，另一端接D15，D15的负极连Q2之E极，Q2之C极接ZD4正极，R22和C10接点连Q3之b极，ZD7负极连Q3之E极，ZD7正极与C10负极相连，J1线圈与D13并联，Q3之C极连J1线圈一端，而另一端连ZD3负极，R15、C11串联，R15另一端连接Q1之T1极和J1常开关定片，C11另一端连接Q1之T2极和J1的动片而输出AC电源。
图1是家电节能保护器的工作原理图其中Q1——BTA41AQ2——A1015Q3——CS9013Q4——LM324Q5——LM358现结合附图通过实施例进一步说明本实用新型的构造及工作情况实施例本实用新型采用阻燃性的ABS塑料压模制作壳，内部接线如附图2所示。
当功能转换开关为1档时，则正直流电通过R23对C12、C13充电，使Q5之3脚电位比2脚高则1脚变成高电位，使D9截止则节能控制电路失去作用，这时本产品就变为家电保护器，专门保护压缩机或加垫器。
当市电变化在185V-245V范围之外时，经监视电位电路分别在C6正极和C5正极形成正电位，使Q4之12脚电位低于13脚或9脚电位高于10脚，使比较控制器进入保护状态，Q4之10、13脚为标准电位，它由R3、R4分压提供，监视电位的门坎值是由VR1、VR2调节得到，当出现瞬时断电，过压、欠压之一时，在D6、D7、D8中必有一个负极变成低电位，其正极也变成低电位，此电位控制两路。一路使C10通过R22迅速放电，使Q3截止J1继电器不工作，其接点开路切断负载一路电路，另一路此低电位导致D5截止，使C7向R9放电，当Q4之6脚电位低于5脚时，5脚电位是由R5、R6分压而来，则7脚变为高电位，使保护器红灯D16亮，此高电位通过R17、R16分压使Q2截止绿灯D15灭，双向可控硅Q1不工作，这时负载电源就全部切断，于是负载处于被保护状态。
当保护状态一开始，使D4正极低电位而截止，此后C9向R21放电约4-8分钟后，才能使Q4之2脚电位低于3脚，则1脚就变成高电位，当市电恢复正常即185V-245V范围内，由于1脚高电位使D8正极也恢复正常高电位，通过R8向C8充电，使Q4之3脚电位更高，通过D5快速向C7充电，使Q4之6脚电位比5脚高，则7脚变成低电位，红灯D16灭通过R17使Q2工作则绿灯D15亮，双向可控硅Q1工作，负载电源先接通一路。另一路D8正极的高电位，通过R22向C10充电而延迟后使Q3导通，J1继电器工作接通二路负载电源，这两路就完成向负载供电任务。
在C9、R21作用延迟4-8分钟后，虽然Q4之1脚变成高电位，但市电仍在185V或245V的门坎值附近摆动时，这就会造成整个电路不稳定则输出电源忽有忽无，使压缩机忽儿工作忽儿停，这对压缩机是十分有害，为根除这种现象产生，本产品加用过压、欠压门坎值自动升降新技术，它由R28、R29、D17、R30、D18组成，当市电在185V时，Q4之12脚电位低于13脚，其14脚变成低电位，则D17正极也为低电位，C6电位经R28、R29分压，使Q4之12脚电位降低约0.6V，相对说其门坎值升高6-14V，这样市电在185V波动在C6所形成的电位对电路不起作用，唯有市电升高到191V以上时，才能解除电路保护状态，这时D17截止，欠压门坎值就自动恢复原值即185V，过压时其门坎值下降，其下降值在8V之内，原理与上述相同。这就保证整个保护器电路十分稳定。
双向可控硅Q1和J1继电器在工作中是相互自动保护和调节给负载所需要的功率，R15、C11是保护Q1免受瞬时电压冲击，Q1是BTA41A，可承受供给压缩机几倍静态启动功率，在短时间内转入额定功率后，J1就起主导作用，这样Q1在工作中不会发热，另外C7、R9、R22、C10是起保护J1接点的作用，这个电路能保证J1继电器的动作始终在Q1工作之中，所以J1动作时其接点不会打火花而损坏。
无源短路器由J2继电器、D14、ZD5、ZD6组成，当电路有电时则ZD5、ZD6串联向J2供电，使它的常闭点断开，在空调机、电冰箱、电热器的温度到达预定值时，温控器断电不彻底即有小量电流加到家电节能保护器中，由于它耗电甚微，所以，使它处于半工作状态。由于J2不工作其常闭点就把温控器的输出与负载相接，促使温控器输出为零电压，这时家电节能保护器也处于无电源而彻底不工作。一旦温度变化使温控器工作即有市电输出，J2常闭点断开则家电节能保护器进入起始工作，这是另一种形式的节能开始，达到我们所希望的目的。
当功能转换开关为2档，R23和C13被切断，这时节能控制电路就类似于可变定时器，对保护器进行控制，当Q5之1脚为高电位时，D9截止则保护器按正常工作，通过R24使Q5之6脚电位比5脚高则7脚为低电位，ZD8负极，Q5之5脚、2脚也低电位，这时C12正极高电位可通过可变节能指数的D11、VR4、R27而放电，其放电可变时间由VR4决定。当Q5之3脚电位比2脚低时，则1脚变成低电位，D9正极也为低电位，则保护器就立即转入绿灯灭而红灯亮，除压缩机或加热器电源被切断外，其他功能一切正常，如风扇、自动控制、遥控、灯光、除霜等照常工作。这样Q5之6脚电位也低5脚，其7脚变成高电位，使2脚、5脚电位上升到由ZD8、VR6与R25构成的分压电位，此电位可通过VR6作小范围调节，这时Q5之7脚高电位通过可变节能指数的D12、VR5、R26向C12充电，VR5是可变的节能指数，当C12电位使Q5之3脚比2脚高时，则1脚变成高电位，D9截止保护状态立即解除，压缩机就开始工作，如下就周而复始，可变节能指数以VR4、VR5为主，它可任意改变节能控制电路控制时间，可变指数为15-80％。
当功能转换开关K为3档即电热器，C12和C13变成并联，这样就把可变节能指数扩充约一倍，节能控制电路的工作情况与上述相同，由于电热器的保温性较好，所以，可变节能指数扩充才能应付实际需要，其节能约20％。
在电冰箱、电热器、空调机自身到达设定启动温度时，则温控器接通电源(请看图一)，此电源给节能保护器作节能开始，仍处于不工作状态其延续时间要根据余冷或余热利用程度即利用率，可以调节可变节能指数器为合适位置，这两个节能指数器分别称运行器和节能器。对电冰箱来说是利用余冷节能，运行器可以打到最高档即最长时间而节能器要根据余冷的利用率调节到合适位置，使节能为最佳，一般情况下节能器可按冬天长，夏天短的原则，但它相对节能百分比偏差不十分显著，因夏天用电比冬天多之故。
对于电热器用电情况恰恰与电冰箱相反，因它是利用余热来节能，所以夏天用电比冬天少，运行器可以打到最高档而节能器是根据余热的利用率调节合适位置，可按冬于短夏天长的原则使节能为最佳。
总起来说节能的关键是这段延续时间所造成的温度变化(试验表明恰当利用余冷或余热有效时间中其温度变化较小)比它们工作后弥补这个温度差所用时间短得多，因此达到节能。
影响空调机制冷度的因素较多，如房间大小、密封度、隔热、制冷速度等关系密切，其特点是利用余冷的时间较短，所以节能指数器中的运行器和节能器都调节比较小的档数即在5档之内才能适应需要。据调查空调机在设定的温度下，都很少使压缩机停止工作，特别是夜晚感觉很冷但关机又热，只好开机拿棉被睡觉否则就受冻。这时余冷利用率提高，只要把节能器档增大适合位置，也就是节能百分比增大，以达到室内外温差维持一个适当的水平，这样既增加节能又不必盖棉被可一觉到天明。
本实用新型与现有技术相比所具有的优点1、结构简单，小巧玲珑，只有0.3KG，可悬挂。
2、负载额定功率3000W，自身耗电仅约3W，自动操作性能好。
3、科学利用余冷、余热，节能效果显著，适应社会发展的需要。
4、采用先进的欠压、过压门坎值自动升降新技术，工作可靠性强。
5、一机四用可用于保护器、空调机、电冰箱、电热器的节能和保护。
权利要求1.家电节能保护器包括电源电路，监视电位电路、比较控制电路，欠压、过压门坎值自动升降，延迟电路，混合电源控制电路，节能控制电路，可变节能指数器，无源短路器，功能转换开关，其特征在于电源电路由市电一路经C1连R1，其另一端连D1及ZD1负极，D1负极连R1及C3正极，ZD1和ZD3正极及C3负极相连，R2另一端输出正直流电，它与Q4之4脚、R3、ZD3和ZD5负极相连，R3和R4接点连R30及Q4之10、13脚为标准直流电压，R5和R6接点与Q4之5脚相连为另一标准电压，另一路市电经C2连R13，其另一端连ZD2正极和D3负极，D3正极连C4负极及R14，ZD2负极、C4正极及ZD4负极相连，R14另一端与ZD4正极相连而输出负直流电压；监视电位电路市电经D2整流，R10连VR1及R11连VR2并联后与D2串联，另一端并联点与R12相连，VR1和VR2的中间抽头分别与C6及C5正极连，C6和C5负极及R12的另一端相连；比较控制电路由含有四个比较器Q4为主体，D5、D6、D7、D8正极相连，其负极依次与Q4的6、8、14、1脚相连，R9和C7并联后连接Q4之6脚及D5负极，C8与R8接点连Q4之3脚，C8和R8另一端分别连R7及D8正极；延迟电路由R18、R19及R20串联，由R19和R20接点输出直流电连接D4正极，D4负极连Q4之2脚，C9正极，R21、C9负极，R20及R21另一端相接；过压、欠压门坎值自动升降Q4之8脚连D18负极，其正极连R30，R30另一端连Q4之10脚再连R3和R4连接点为标准电压，另一路由Q4之14脚连D17负极，其正极连R29，R29另一端连Q4之12脚及R28，R28另一端连C6正极；节能控制电路由Q5的双比较器为主体，Q5之1脚连D9负极和R24，R24另一端连Q5之6脚，Q5之2脚、5脚、D10正极，ZD8负极、R25相连，D10负极连Q5之7脚，R25连Q5之8脚，ZD8正极连VR6，D9正极连R22；可变节能指数控制器由D12、VR5、R26串联和D11、VR4、R27串联然后再并联，其D11和D12接点连Q5之3脚，而R26和R27接点连Q5之7脚，可变节能指数为15-80％；功能转换开关由K开关3W2D为主体，中间双刀相连而连C13正极，右边两点与左边一点相连再与C12正极连接，C12负极和C13负极相连，K开关左边的另一端连R23，R23的另一端连电源正端；无源短路器由J2、D14、ZD5、ZD6组成，ZD5和ZD6串联加强直流电压稳定，ZD6正极连Q4之11脚也连J2和D14并联一端，另一端连ZD3负极，ZD5负端连D14负极，J2的定点连Q1之T1，动点连Q1之T2；混合电源控制电路R17和D16接点连Q4之7脚，D16负极连R7，R17和R16接点Q2之b极，Q1之G连VR3，另一端接D15，D15的负极连Q2之E极，Q2之C极接ZD4正极，R22和C16接点连Q3之b极，ZD7负极连Q3之E极，ZD7正极与C10负极相连，J1线圈与D13并联，Q3之C极连J1线圈一端而另一端连ZD3负极，R15、C11串联，R15另一端连接Q1之T1极和J1常开点定片，C11另一端连接Q1之T2极和J1的动片而输出AC电源。
专利摘要家电节能保护器包括电源电路、监视电位电路、比较控制电路、延迟电路、欠压、过压门坎值自动升降，混合电源控制电路，节能控制电路，可变节能指数器，无源短路器，功能转换开关。在一档，当有瞬时断电、欠压、过压之一发生时，即将电源切断而进入保护状态。在2档或3档时，节能控制器则充分利用空调机、电冰箱、电热器的余冷或余热启动电路，使压缩机或电热器按照可变节能指数的百分比进行工作，以达到节能目的。其工作可靠性强，结构简单，自动操作性能好，负载额定功率3000W，节能效果显著，空调机、电冰箱节能约30％,电热器节能约20％。
文档编号H02H3/00GK2269660SQ9620361
公开日1997年12月3日 申请日期1996年1月30日 优先权日1996年1月30日
发明者黄钟官 申请人:黄钟官