一种单相高精度交流稳压电源的制作方法
【专利摘要】本实用涉及一种单相高精度交流稳压电源，包括自耦变压器、调压电机和输出继电器，调压电机由自动控制单元驱动，带动自耦变压器的一次侧触头滑移以实现稳压，自动控制单元包括信号调理电路、电压调节电路、过欠压保护电路、基准电路、输出与指示电路、电源电路以及上电延时电路，信号调理电路和电源电路的输入端并联，信号调理电路的输出分别接入电压调节电路的比较端和过欠压保护电路的比较端。本实用新型的自动控制单元进行了模块化设计，结构简单，稳压效率低，另外，实际电路兼容性强，可根据客户的要求定制产品的保护功能；通过电压调节电路监测交流电源电压，当偏离用户设定的稳定电压工作点时，电压调节电路响应迅速，稳压精度高。
【专利说明】一种单相高精度交流稳压电源
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种单相交流稳压电源。
【背景技术】
[0002]现有的单相交流稳压电源，一般由调压电路、控制电路及调压电机等组成，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后控制调压电机转动，使交流稳压电源的电刷的位置改变，从而保持输出电压的稳定。现有的单相交流稳压电源没有经过统一的设计规划，各厂家出厂的单相交流稳压电源呈现出功能简单，控制电路复杂，稳压精度低，以及稳压效率低的缺陷。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种经模块化电路设计，可兼容多种功能，精度高、效率高且控制电路集成度高的单相高精度交流稳压电源。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用这样一种单相高精度交流稳压电源，包括自耦变压器、调压电机和输出继电器，所述的调压电机由自动控制单元驱动，带动所述的自耦变压器的一次侧触头滑移以实现稳压，所述的自动控制单元包括
[0005]信号调理电路，用以采样所述的自耦变压器的一组二次侧电压以及整定所述的单相高精度交流稳压电源的稳定输出电压；
[0006]电压调节电路，输出用以控制所述的调压电机正反向转动的一个初步控制信号；
[0007]过欠压保护电路，输出用以控制所述的输出继电器分合的控制信号；
[0008]基准电路，提供用于电压调节与过欠压保护的基准比较电压；
[0009]输出与指示电路，用以驱动所述的输出继电器动作，以及给出工作状态的指示；
[0010]电源电路，用以提供所述的基准比较电压，以及各单元电路的工作电压和所述的调压电机的控制电压；
[0011]以及上电延时电路，所述的信号调理电路和所述的电源电路的输入端并联，所述的信号调理电路的输出分别接入所述的电压调节电路的比较端和所述的过欠压保护电路的比较端。
[0012]本实用新型在现有技术的基础上进行了改进，通过信号调理电路采样交流稳压电源的输出端电压，并与基准电路给出的基准比较电压进行比较，由电压调节电路和过欠压保护电路分别输出控制信号给调压电机驱动单元和输出继电器，分别实现调压稳压和保护的功能。本实用新型的自动控制单元进行了模块化设计，结构简单，稳压效率低，另外，实际电路兼容性强，可根据客户的要求定制产品的保护功能；通过电压调节电路监测交流电源电压，当偏离用户设定的稳定电压工作点时，电压调节电路响应迅速，稳压精度高。
[0013]特别地，所述的过欠压保护电路包括过压比较器UlA和欠压迟滞比较器U1B，所述的欠压迟滞比较器UlB的同相端和输出端之间并接一反馈电阻R13。通过设置欠压迟滞比较器，使得欠压保护点和复位点有一定的回差，可有效的避免了交流电源电压在欠压保护临界点时，输出继电器反复断开与闭合的现象，从很大程度上减少对稳压电源本身和后级用电设备的损害。
[0014]特别地，所述的电压调节电路的输出端依次经前置放大电路、并联输出扩容电路接至所述的调压电机的控制端。通过设置前置放大电路和并联输出扩容电路，大大提高了调压电机的驱动能力，即使输入交流电源电压较低，也能使调压电机工作，扩大了稳压电源的工作范围，可实现产品功率的提升。
[0015]特别地，所述的自动控制单元包括补充电源，所述的补充电源自所述的自耦变压器的另一组二次侧电压AC 0UT2取电，所述的补充电源的输出端并接至所述的电源电路的第一级输出电源的正极VCC+。通过设置补充电源，当输入交流电源电压较低时，可作为电源电路的补充，保证自动控制单元以及调压电机有足够的驱动能力。
[0016]特别地，所述的并联输出扩容电路的输出端经保险丝FUSEl接至所述的调压电机的控制端。通过设置保险丝，当调压电机在运转过程中，出现堵转、短路等故障时，可有效保护前级的自动控制单元。
[0017]特别地，所述的输出与指示电路包括温控开关，所述的温控开关与所述的输出继电器串联。通过设置温控开关，当稳压电源中的主要元器件，如线圈、碳刷等出现温度过高的情况时，断开稳压电源的输出电路，保护稳压电源不受到永久性损坏。
[0018]特别地，所述的自动控制单元包括输出比较器U1D，所述的过压比较器UlA输出端、所述的欠压迟滞比较器UlB的输出端与所述的上电延时电路的输出端并接后，接至所述的输出比较器UlD的一个比较端。通过以上电路的设置，可实现上电延时和过欠压保护的功能的兼容，简化了输出电路。
[0019]特别地，所述的过压比较器UlA和所述的欠压迟滞比较器UlB的输出端并接后经一延时电路接至所述的输出比较器UlD的一个比较端。通过设置延时电路，当发生短暂瞬时的过压和欠压时，可防止因这种输入交流电源电压的突变而引起稳压电源误保护的现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型实施例的原理方框图；
[0021]图2是本实用新型实施例信号调理电路、部分输出电路和部分电源电路的原理图；
[0022]图3是本实用新型实施例另一部分电源电路的原理图；
[0023]图4是本实用新型实施例上电延时电路、过欠压保护电路和另一部分输出电路的原理图；
[0024]图5是本实用新型实施例电压调节电路、前置放大电路和并联输出扩容电路的原理图。
【具体实施方式】
[0025]如图1?5所示，一种单相高精度交流稳压电源，包括自耦变压器、调压电机和输出继电器，调压电机由自动控制单元驱动，带动自耦变压器的一次侧触头滑移以实现稳压，自动控制单元包括[0026]信号调理电路，用以采样自耦变压器的一组二次侧电压以及整定单相高精度交流稳压电源的稳定输出电压；
[0027]电压调节电路，输出用以控制调压电机正反向转动的一个初步控制信号；
[0028]过欠压保护电路，输出用以控制输出继电器分合的控制信号；
[0029]基准电路，提供用于电压调节与过欠压保护的基准比较电压；
[0030]输出与指示电路，用以驱动输出继电器动作，以及给出工作状态的指示；
[0031]电源电路，用以提供基准比较电压，以及各单元电路的工作电压和调压电机的控制电压；
[0032]以及上电延时电路，信号调理电路和电源电路的输入端并联，信号调理电路的输出分别接入电压调节电路的比较端和过欠压保护电路的比较端。
[0033]过欠压保护电路包括过压比较器UlA和欠压迟滞比较器U1B，欠压迟滞比较器UlB的同相端和输出端之间并接一反馈电阻R13。
[0034]电压调节电路的输出端依次经前置放大电路、并联输出扩容电路接至调压电机的控制端。
[0035]自动控制单元包括补充电源，补充电源自自耦变压器的另一组二次侧电压AC0UT2取电，补充电源的输出端并接至电源电路的第一级输出电源的正极VCC+。
[0036]并联输出扩容电路的输出端经保险丝FUSEl接至调压电机的控制端。
[0037]输出与指示电路包括温控开关，温控开关与输出继电器串联。
[0038]自动控制单元包括输出比较器U1D，过压比较器UlA输出端、欠压迟滞比较器UlB的输出端与上电延时电路的输出端并接后，接至输出比较器UlD的一个比较端。
[0039]过压比较器UlA和欠压迟滞比较器UlB的输出端并接后经一延时电路接至输出比较器UlD的一个比较端。
[0040]本实用新型的工作原理:当输入交流稳压电源在稳压电源正常的稳压范围内时打开稳压电源总开关，工作指示灯LEDl和延时指示灯LED4亮，电源电路的第一级输出电源VCC+通过电阻R41向电容C9充电，当电容C9上的电位高于输出比较器UlD的同相端的电位时，输出比较器UlD输出负电压，开关管Q7导通,输出继电器Kl动作,稳压电源稳压输出，同时，延时指示灯LED4熄灭。
[0041]调节电位器RWl可以整定稳压电源的输出电压。一旦设定好稳压电源的输出电压，当输入交流电源电压变低，电压调节电路中的比较器UlC的反相端电位与同相端电位相比较低，比较器UlC输出正压，开关管Q3导通，开关管Q3的集电极的电位下拉，使开关管Q4导通，并输出正压，该正压可使开关管Q8、Q9导通，从而驱动调压电机带动一次侧触头向低端滑行，变压器的变压比升高，稳压电源的输出电压升高，从而达到稳压的目的。反之，若输入交流电源电压变高，电压调节电路中的比较器UlC反相端电位与同相端电位相比较高，比较器UlC输出负压，开关管Ql、Q2、Q10、Ql I导通，从而驱动调压电机带动一次侧触头向高端滑行，变压器的变压比降低，稳压电源的输出电压降低，从而达到稳压的目的。
[0042]当输入交流电源电压过高，过压比较器UlA的反相端与同相端的电位相比较低，比较器UlA输出正压，过压灯LED2亮，经由电阻R17、R18和电容C6构成的延时电路，开关管Q5导通,输出比较器UlD反相端的电位迅速拉低,输出比较器UlD输出正压，开关管Q7截止，输出继电器Kl释放，稳压电源断开输出。[0043]当输入交流电源电压过低，欠压迟滞比较器UlB的反相端与同相端的电位相比较低，比较器UlB输出正压，欠压灯LED3亮，经由电阻R17、R18和电容C6构成的延时电路，开关管Q5导通,输出比较器UlD反相端的电位迅速拉低,输出比较器UlD输出正压,开关管Q7截止，输出继电器Kl释放，稳压电源断开输出。
【权利要求】
1.一种单相高精度交流稳压电源，包括自耦变压器、调压电机和输出继电器，所述的调压电机由自动控制单元驱动，带动所述的自耦变压器的一次侧触头滑移以实现稳压，其特征在于:所述的自动控制单元包括 信号调理电路，用以采样所述的自耦变压器的一组二次侧电压以及整定所述的单相高精度交流稳压电源的稳定输出电压； 电压调节电路，输出用以控制所述的调压电机正反向转动的一个初步控制信号； 过欠压保护电路，输出用以控制所述的输出继电器分合的控制信号； 基准电路，提供用于电压调节与过欠压保护的基准比较电压； 输出与指示电路，用以驱动所述的输出继电器动作，以及给出工作状态的指示； 电源电路，用以提供所述的基准比较电压，以及各单元电路的工作电压和所述的调压电机的控制电压； 以及上电延时电路，所述的信号调理电路和所述的电源电路的输入端并联，所述的信号调理电路的输出分别接入所述的电压调节电路的比较端和所述的过欠压保护电路的比较端。
2.根据权利要求1所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的过欠压保护电路包括过压比较器(UlA)和欠压迟滞比较器(UlB)，所述的欠压迟滞比较器(UlB)的同相端和输出端之间并接一反馈电阻(R13)。
3.根据权利要求1或2所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的电压调节电路的输出端依次经前置放大电路、并联输出扩容电路接至所述的调压电机的控制端。
4.根据权利要求1或2所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的自动控制单元包括补充电源，所述的补充电源自所述的自耦变压器的另一组二次侧电压(AC0UT2)取电，所述的补充电源的输出端并接至所述的电源电路的第一级输出电源的正极(VCC+)。
5.根据权利要求3所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的自动控制单元包括补充电源，所述的补充电源自所述的自耦变压器的另一组二次侧电压(AC 0UT2)取电，所述的补充电源的输出端并接至所述的电源电路的第一级输出电源的正极(VCC+)。
6.根据权利要求3所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的并联输出扩容电路的输出端经保险丝(FUSEl)接至所述的调压电机的控制端。
7.根据权利要求1所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的输出与指示电路包括温控开关，所述的温控开关与所述的输出继电器串联。
8.所述的根据权利要求2所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的自动控制单元包括输出比较器(UlD)，所述的过压比较器(UlA)输出端、所述的欠压迟滞比较器(UlB)的输出端与所述的上电延时电路的输出端并接后，接至所述的输出比较器(UlD)的反向端。
9.根据权利要求8所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的过压比较器(UlA)和所述的欠压迟滞比较器(UlB)的输出端并接后经一延时电路接至所述的输出比较器(UlD)的反向端。
10.根据权利要求5所述的单相高精度交流稳压电源，其特征在于:所述的并联输出扩容电路的输出端经保险丝(FUSEl)接至所述的调压电机的控制端。
【文档编号】G05F1/12GK203573194SQ201320321921
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年5月19日 优先权日:2013年5月19日
【发明者】闫化磊, 冯锦刚, 郭林伟 申请人:浙江弘乐电气有限公司