专利名称：一种改进的继电器式交流稳压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的继电器式交流稳压器，它可以在电网输入电压波动时获得稳定电压输出。
在传统的继电器式交流稳压器中，变压器的电压调整绕组的匝数是等量的。当输入电压下降到一定值时，控制线路使第一个继电器动作，从而使变压器的第一个电压调整绕组串入工作。随着电压的进一步降低，动作的继电器一定增加，串入电路工作的电压调整绕组也跟随着增加。这样，若要在电网电压从250伏至125伏之间波动时获得220伏±5％的稳压输出，则至少需要使用7个继电器才能满足要求。显然，这种设备的造价高，控制线路也比较复杂。
本发明的任务是要提供一种改进的继电器式交流稳压器，它只需采用三个继电器就可达到上述的稳压精度要求，其控制线路简单，这种设备不仅可替代传统的继电器式稳压器，而且在一定的使用范围内可取代价格昂贵的全自动交流电子稳压器。它具有结构简单，成本低，稳压精度高，性能可靠等优点。
本实用新型的任务是以如下方式完成的，继电器式交流稳压器的电压调整绕组匝数是按等比级数设计的，而各个电压调整绕组的端点分别与三个继电器的接点相接，这样各个电压调整绕组是根据这三个继电器的动作与否而分别以不同的组合形式串入电路工作。由于电压调整绕组的匝数是成等比关系的，这样第二个电压调整绕组串入电路工作相当于二倍的第一个电压调整绕组串入电路，而第三个电压调整绕组串入电路工作，则相当于四倍的第一个电压调整绕组串入电路。这样，随着电网电压的下降，不一定要增加继电器动作的数目，即不一定要增加串入电路的电压调整绕组的数目。在这三个继电器中，有一个继电器只在电压大波动时才动作，另一个继电器在电压小起伏时动作，还有一个继电器的动作特性介于这两种的中间。这种电压调整是大、中、小三级交错调整。当电网电压在规定的范围(250伏至125伏)内波动时，这三个继电器以不同形式组合共计有八种可能性，或者是其中的一个继电器动作，或者是其中的二个继电器动作，或者是三个继电器都动作和都不动作。我们把电网输入电压从250伏至125伏大致分为八档，这样继电器动作变化的八种组合对应于电网电压变化的八挡，因此可以通过继电器状态变化控制变压器中电压调整绕组的组合形式，保证稳压器输出电压稳定在220伏±5％的范围内。当输入电压处在我们所定的第一挡时，所有继电器均不动作；当输入电压从第一挡下降到第二挡时，让第一个继电器动作，使第一个电压调整绕组串入电路工作；当电网电压下降到第三挡时，通过控制线路，让第一个继电器回到释放状态，而让第二个继电器动作，即使第一个电压调整绕组重又退出工作，而使第二个电压调整绕组串入电路工作；当电压下降到第四档时，第一个继电器也动作，第一、二电压调整绕组都串入电路工作；当电压下降到第五档时，通过控制线路使第一、二继电器都回到释放状态，而使第三个继电器动作，即使第一、二个电压调整绕组退出工作，让第三个电压调整绕组串入电路工作，它相当于四倍第一个电压调整绕组串入电路工作；当输入电压降到第六档时，第一个继电器和第三个继电器动作，第一个和第三个电压调整绕组串入电路工作；当输入电压降到第七档时，第二个和第三个电压调整绕组串入电路工作；当输入电压降到第八档时，三个继电器都动作，即三个电压调整绕组都串入电路工作。
另外，在变压器的输出端设置一个继电器，其作用是当电网电压高于250伏或低于125伏时，会自动切断稳压器的输出。
为了实现这种对继电器变化状态的控制，可采用不均衡模－数转换器或者其他的控制电路，不均衡模－数转换器中有四个比较器和四个反相器，四个反相器的输出端与其对应的晶体管基极相接，这四个晶体管集电极又与上述四个继电器的线圈相连，通过晶体管的状态变化使继电器开关动作，使继电器的触点开关动作，电压调整绕组以不同组合形式串入电路工作，这样电网输入电压经过继电器式交流稳压器调整后的输出电压能够稳定在220伏±5％的范围内。
这种继电器式交流稳压器还有一个“止闪”开关，这是一个单刀双掷开关，它的一端接在电网输入端，另两端点接在变压器的线圈绕组上。当输入电压处在某个转换临界点时，稳压器内的继电器会不停地动作，这时只要扳动此开关即可制止跳动。
下面将结合附图
对本实用新型作进一步的描述。
图一是本实用新型的原理电路图。
这种继电器式交流稳压器的变压器(1)中各个绕组的标称匝数为NBD＝250，NCD＝231，NFG＝24.3，NDE＝51.3，NAC＝108，其中线圈绕组FG、DE和AC称为电压调整绕组，这些电压调整绕组的匝数不是等量的，而是成等比关系的，即NDE／NFG
NAC／NDE
2。控制电路采用不均衡－数转换器(2)，用以实现对三个继电器(3)、(4)、(5)的特别逻辑控制。不均衡模－数转换器(2)中的四个比较器(6)、(7)、(8)、(9)是由一块四运算放大器组成，它们的同相输入端都是各自的电压参考端，而反相输入端连在一起，为取样电压输入端。四个反相器(10)、(11)、(12)、(13)也是由一块四反相器担任，使用反相器的目的是为了使输出幅度保持一致。变压器(1)中那些匝数成等比关系的电压调整绕组AC、DE和FG分别与继电器(3)、(4)、(5)的接点相联接，而继电器(3)、(4)、(5)的线圈与不均衡模－数转换器(2)上的体管(17)、(20)、(24)集电极相接。继电器(3)、(4)和(5)的接点结构是单刀双掷开关。在这里，假定有输出时为250，无输出时为0。(注意这里的250及电路中二个稳压器(14)和(15)的输出电压＋250，＋170都没有注明单位，这些数字仅具有比例意义，其单位不是伏)。
电位器(16)为输入电压取样电位器，当电网电压波动范围为250伏至125伏时，电位器动臂输出也是250～125。
为了说明控制线路原理，我们将取样电压分为八挡250～226，226～205，205～185，185～170，170～154，154～144，144～134，134～126。由于这八挡是不均衡的，因此我们采用不均衡模－数转换器。当然，也可使这八挡为均衡的，这样只需普通的模－数转换器，不过，这会使整个稳压精度下降。
当电网电压处在第一挡时，即电位器(16)的取样电压为250～226，这时比较器(6)的比较端参考电位为170，低于反相输入端取样电压，故比较器(6)输出为0，从而使反相器(10)的输出为250，于是晶体管(17)截止，继电器(5)保持释放，电压调整绕组AC退出工作。另外，当反相器(10)输出为250时，比较器(7)同相输入端便通过电阻(18)接至高电位250，又通过电阻(19)接至中电位170，适当选取电阻(18)、(19)的阻值，使比较器(7)的参考电位为205，这时取样电压250～226高于这个参考电位，比较器(7)的输出为0，反相器(11)的输出则为250，晶体管(20)截止，继电器(4)释放，电压调整绕组DE也退出工作。当反相器(10)、(11)均输出250时，比较器(8)的同相输入端便通过电阻(21)、(22)接至高电位250，又通过电阻(23)接至中电位170，适当地选取电阻(21)、(22)、(23)的阻值，使比较器(8)的同相输入端此时的参考电位为226。这样，取样电压250～226仍高于它，使比较器(8)的输出为0，反相器(12)的输出为250，晶体管(24)截止，继电器(3)释放，电压调整绕组FG也退出工作。综上所述，此时匝数为250的输入线圈绕组BD实际电位为250～226，而从匝数为231的线圈CD输出的电压为 231/250 ·250～ 231/250 ·226即231～209。
当输入电压下降到第二挡时，即取样电压为226～205，与前面相比较可知，继电器(5)、(4)仍处在释放状态，电压调整绕组AC、DE仍退出工作电路，但此时取样电压226～205已低于比较器(8)的比较端参考电位226，比较器(8)的输出为1，反相器(12)的输出为为0，晶体管(24)饱和，继电器(3)产生动作，电压调整绕组FG串入电电路工作。这时，输入线圈绕组匝数NBD＝250上的实际电压为226～205，而通过线圈CD和FG的匝数为NCD＋NFG＝231＋24.3＝255.3，这时稳压器的实际输出电压便是 255.3/250 ·226～ 255.3/250 ·205即231～209。
当输入电压下降到第三挡时，即取样电压为205～185时，继电器(5)与上述情况相同仍处在释放状态，电压调整绕组AC不串入电路工作，比较器(7)的参考电位为205，这时取样电压205～185已低于这参考电位，比较器(7)输出为1，反相器(11)输出为0，晶体管(20)饱和，继电器(4)动作，电压调整绕组DE串入电路工作。另外，当反相器(11)的输出为0时，比较器(8)的同相输入端便通过电阻(25)接地，适当选择电阻(25)的阻值，使比较器(8)同相输入端此时的比较电位下降为185。于是取样电压205～185又高于这个比较电位，从而使比较器(8)的输出为0，反相器(12)的输出为250，晶体管(24)截止，继电器(3)处在释放状态，电压调整绕组FG又退出工作。这时输入线圈BD(匝数NBD＝250)的实际电压为205～185，输出线圈CD和DE的匝数为NCD＋NDE＝231＋51.3＝282.3，实际输出电压为 282.3/250 ·205～ 282.3/250 ·185即231～209。
当输入电压下降到第四挡时，取样电压为185～170，这时继电器(5)仍没有改变状态，而比较器(7)的比较电位仍为205，取样电压仍低于它，继电器(4)的动作状态与第三挡相同也处在吸合状态。比较器(8)的比较电位也仍为185，但此时取样电压185～170已低于这个比较电压，比较器(8)输出为1，反相器(12)输出为0，晶体管(24)饱和，继电器(3)产生动作。于是电压调整绕组DE和FG串入电路工作。这时输入电压的线圈匝数NBD＝250，它的实际输入电压为185～170，而实际输出线圈为CD、DE和FG三段，其匝数总和为NCD＋NDE＋NFG＝231＋51.3＋24.3＝306.6，其输出的实际电压为 306.3/250 ·185～ 306.6/250 ·170即227～209。
……余此类推，输入电压在250伏至125伏之间波动时，输出电压总是稳定在231伏至209伏之间。
继电器(26)控制稳压器的输出，它的线圈与不均衡模－数转换器(2)上的晶体管(27)的集电极相接，继电器(26)的接点结构是常闭单刀单掷开关，其一端与继电器(5)相连，另一端为稳压器的输出端。取比较器(9)的比较参考电压为250，当取样电压大于250时，比较器(9)的输出为0，反相器(13)的输出为250，于是晶体管(27)饱和，继电器(26)产生动作，切断稳压器的输出电路。另外，在继电器(26)的线圈与晶体管(27)的集电极联接处并接上一个由稳压管(28)、晶体管(29)和(30)所组成的回路，选取稳压管(28)的稳压值为125，当取样电压低于125时，晶体管(29)截止，晶体管(30)饱和，继电器(26)动作，切断稳压器的输出电路。
“止闪”开关(31)是一个单刀双掷开关，它的两端接在变压器(1)的线圈绕组BD上，而另一个端点是电网的输入端。当输入电压刚好处在继电器转换状态的位置时，继电器将跳动不止，这时可将“止闪”开关(31)扳向另一边，这样就会稍微改变取样电压值，避开这个临界点；如果又遇到另一临界点时，只需将“止闪”开关(31)再向这一方扳，就可以避开另一临界点。
当然，这种控制电路也可采用分立元件，不过其线路要稍为复杂一些。
权利要求1.一种由变压器(1)，不均衡模-数转换器(2)，继电器(3)、(4)、(5)、(26)以及“止闪”开关(3)所组成的继电器式交流稳压器，其特征是变压器(1)中那些匝数成等比关系的电压调整绕组AC、DE和FG分别与继电器(3)、(4)、(5)的接点相联接，而继电器(3)、(4)、(5)和(26)的线圈与不均衡模-数转换器(2)上的晶体管(17)、(20)、(24)和(27)集电极相接。
2.按权利要求1所规定的继电器式交流稳压器，其特征是继电器(3)、(4)和(5)的接点结构是单刀双掷开关，而继电器(26)的接点结构是常闭单刀单掷开关，它的一端与继电器(5)相连，另一端为稳压器的输出端。
3.按权利要求1所规定的继电器式交流稳压器，其特征是在继电器(26)的线圈与晶体管(27)的集电极联接处并接上一个由稳压管(28)、晶体管(29)和(30)所组成的回路。
4.按权利要求1所规定的继电器式交流稳压器，其特征是在变压器(1)的线圈绕组BD两端接上一个“止闪”开关(31)，这个“止闪”开关(31)是单刀双掷开关，它的另一个端点接在电网的输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种改进的继电器式交流稳压器，在变压器中那些匝数成等比关系的电压调整绕组分别与继电器的接点相联接，而继电器的线圈与不均衡模—数转换器上的晶体管集电极相接，在电网输入端还接上一个“止闪”开关，这种用三个继电器和控制器件，使电网输入电压在250V～125V之间波动范围内获得220V±5％的稳压输出。这种稳压器结构简单，成本低，稳压精度高，性能可靠。
文档编号G05F1/10GK2031122SQ8720766
公开日1989年1月18日 申请日期1987年5月1日 优先权日1987年5月1日
发明者陈新森, 陈茂霖 申请人:陈茂霖, 陈新森