专利名称：家用电源控制中心的制作方法
技术领域：
本实用新型属于家用电源控制中心。
现市场上销售的家用保安器、交流稳压器、交流调压器、冰箱保护器、家用定时器都是单一型的，如用户将上述买齐的话，使用起来就显得有些零乱、不配套，且厂家制造的成本也较高、现有的家用保安器虽有制造成本低的优点，但功能较少，有的易产生误动作、交流自动稳压器品种较多，好的电子稳压器价格昂贵不能被家用所接收，铁磁谐振稳压器启动电流小、自身耗电大、输出电压波形不好、易产生交流嗡声、继电器式开关稳压器是利用继电器触点切换自耦变压器的抽头来达到稳压的目的，虽在某方面能克服铁磁谐振稳压器的缺点，但存在着触点跳动来的噪声、触点动作产生的电弧直接影响继电器的使用寿命，且继电器成本也大、单一的定时器和冰箱保护器相比之下电路比较复杂、成本也较高。
本实用新型的目的在于提供一种功能齐全电路简单、装调容易、成本低廉、使用方便、实用性强的家用电源控制装置。
本实用新型是由全自动保安器、交流自动稳压器、交流手动调压器、电冰箱保护器、家用定时开关组成。家用保安器用于人体对地触电、电器对地漏电、过流时起保护作用、交流自动稳压器用于各种电器的电源稳压、交流调压器用于各种照明灯具的调光、电动器具的调速、电热器具的调温、电冰箱保护器用于电网电压过低、过高或瞬时断电时对电冰箱的保护、家用定时可对家用电器定时开启或定时关闭，并有音乐报闹在此基础上外接一按钮开关就可兼作音乐门铃。
本实用新型的解决方案可以进一步用以下附图进行说明。
图1是本实用新型的方框图。
图2是本实用新型的全自动家用保安器。
图3是本实用新型的全自动稳压器、手动调压器、电冰箱保护器、家用定时开关的电原理图。
图1中、交流市电在保安器的a、b端输入，A、B端是保安器控制的输出端、家庭内所有的电源线路和各种家用电器以及交流稳压器和调压器的输入端都接在A、B接线柱上，A、D为交流稳压器和调压器的输出端，电压表用来指示稳压调压的输出电压、电冰箱保护器和家用定时器是在交流稳压器的基础上增设的功能，它们公用部分电路和元器件CZ4为电冰箱插座、CZ1为定时器的定时开插座、CZ2为定时关插座，K7在D位时、定时器CZ1、CZ2输出的是经过稳压了的交流电压，其中交流自动稳压器采用了三只双向可控硅(T1、T2、T3)作为交流开关，用数字集成电路IC3的逻辑电平控制双向可控硅的导通状态，成为无触点开关型交流自动稳压器，电冰箱保护器采用了公用交流自动稳压器的欠压和过压控制电路，同样用数字集成电路IC4的逻辑电平来控制延时电路的充电和放电过程，从而实现了市电的欠压、过压瞬时断电时对电冰箱的保护，家用电器定时器采用了公用交流自动稳压器的直流电源，只用了一个与非门数字集成电路IC4－9门和少数元件通过开关K9的转换，实现了多档定时开启或定时关闭各种家用电器，并有光指示和音乐报闹装置通过按扭开关K8兼作音乐门铃，通过开关转换J2可对交流稳压器的输出实现定时开或关控制，交流调压器是通过开关K5的转换，利用交流自动稳压器中的双向可控硅T2、电压表M、输出插座元器件和触发电路来实现对各种电器的调光、调速调温。
本实用新型的全部电路安装在一个机箱内，机壳可用工塑料注塑成型，或用金属材料制成。
本实用新型的各部分电路可进一步说明如下图2是保安器的电原理图保安器的工作电源直接取自交流市电经C1降压、D1－D4整流、C2滤波、D5稳压后获得、B2是常见的零序互感器，由于L3和L4匹数相等，流经的电流大小相等，频率相同、相位相反、互感器的磁通量相互抵消为零，L5没有感应电压，一旦火线与大地之间出现人体触点事故或电器漏电时，L3、L4的电流就不再相等，L5有感应信号电压，此电压经D7整流、C3滤波使BG1导通、IC1的门1一输入端为低电平，输出为高电平、此电平此电平经D9加在门2的一输入端，门2的输出为低电平、BG2导通J1吸合、切断输出电压、D10发光报警，同时门1的高电平使由门3和门4组成的受控振荡器起振，1千赫音频信号经R7加到放大管BG3的基极、使扬声器Y发声报警，由于C5和R4组成的延时电路，使以上状态得已延缓，本机设定为4分钟，D9为隔离二极管，如故障很快排除，4分钟后电路自动恢复送电，同时声光报警自动关断、如4分钟内故障不能及时排除，可关断总电源开关K1待故障完全排除后再合上K1、B1是电流互感器、L2两端的感应电压是正比于流经L1的电流，如果流经L1的电流超过了设定的值时、L2的感应电压经D6整流使BG1导通，同样象上述触电事故一样，使J1吸合、切断输出电压，并伴有声光报警信号，延时4分钟后自动送电，所以此保安器又是定量限电器和过流保护器、K2是检验开关、K3是复位开关、C4是抗干扰电容，能有效的抑制各种干扰产生的误动作，图2中的IC2等元器件是家用定时器音乐报警装置、市电由a、b接线柱输入、IC1用2输入四与非门CO36、J1为JQX－4型，B1、B2用30×6×8mm磁环，L2、L5用φ0.23mm漆包线穿绕1000匝，L1L3L4用φ1.5mm漆包线，L1绕12匝，L3和L4并绕12匝，调W2使对地漏电流在8mA时J1动作，调W1使流经L1的电流超过设定电流值时，J1动作，扬声器用2吋0.25W、8Ω规格。
图3是交流自动稳压器的电原理图K5在2位时，为交流自动稳压器、自耦变压器B3的L11两端电压经D13－D16整流、C14滤波、D17稳压后作为电路的工作电压，而没有经过稳压的E点电压作为W取样电压，假设市电电压在220V时，BG4应截止、IC5的门5输出低电平、门6低电平、门6输出高电平。BG7应导通、门8输出高电平、门7必为低电平、BG6导通、双向可控硅T2导通，使CZ3输出220V左右电压，当输入电压低于190V时，BG7截止门8输出低电平、门7输出高电平，BG6截止，T2关断，BG8导通，可控开关T1导通、使CZ3输出220V左右电压，当输入电压高于240V时，BG4导通、门5输出高电平，门6输出低电平、门7必为高电平、BG6截止、T2关断，BG5导通，可控开关T3导通，使稳压器输出220V左右电压，如果上述欠压和过压恢复到正常值时电路会自动调整，使门7输出低电平，BG6导通，可控开关T2导通由上述所知，T1到T3中始终只有一只可控硅导通，并只能允许一只可控硅导通，由于T1－T3仅作为交流开关，使输出电压波形仍为正弦波，也不会有射频干扰其它电器，由于稳压器工作在开关状态，所以自身耗电少、且开关无触点、无火花、无噪音、使用寿命长、开关速度快，由于用数字集成电路的逻辑电平控制了3只双向可控硅的导通状况所以本交流自动稳压器有很好的可靠性，C15和C16能消除输入电压的瞬时波动。当市电低于170－150V时，只要改变自耦变压器的抽头，将K6置于2位、输出仍可达到190－220V。
手动交流调压器如图3所示，交流调压器是在交流稳压器的基础上，增设的功能，只要将K5置于1位，由常见的双向二极管触发电路T2、L6、C11、CZ3和电压表M组成交流调压器，用电器插头CZ3、调节W5由电压表指示出所需的电压值，虽然CZ3输出的不是稳定的交流电压，而是可调的交流电压，但它不会影响B3次级稳压器控制电路的正常工作只不过是K5切断了受控元件的回路，C8－C10、R8－R10的作用是保护3只双向可控硅，L6和C11是防止射频干扰所加的滤波器、电压表指示稳压或调压器的输出电压，用小型0－300V交电电压表，T1和T3为3A600V双向可控硅，T2为6A700V双向可控硅、IC3为CO36、B 的截面积S＝32×50mm2。
图3是电冰箱保护器右下角电路所示，电冰箱的欠压、过压控制电路直接取主交流稳压器的逻辑控制电路，也就是说它们公用一套控制电路，当市电电压在正常范围时，IC3的门7输出低电平，此电平加到IC4的门10一输入端，使门10输出高电平，由于R31的阻值较大，此高电平只能通过R31对C18缓慢充电，当C18上的电压上升到门11的开门电压时，门11输出低电平，门12输出高电平，BG10截止，J3释放B点电压通过J3的常闭触点给电冰箱供电，当市电欠压＜190V或者过压＞240V时都将使IC3的门7输出高电平，此高电平加在IC4的门10一输入端，门10的输出必为低电平，C18上的电压通过放电回路D20、R32迅速放电、门11输出高电平，门12输出低电平、BG10饱和导通，J3吸合、切断了电冰箱电源，D21发光指示供电不正常，当市电恢复到正常范围时，门7输出低电平，门10输出高电平，重新通过R31对C18缓慢充电，经过一段时间后约7分钟，门11输出低电平，门12输出高电平，J3释放，接通电冰箱电源，如果瞬时断电，紧接着又来电时和上述一样，断电的瞬间C18上的电压迅速，通过D20、R32放电，门12输出低电平，J3吸合，切断冰箱电源，来电时门10输出高电平重新通过R31对C18充电，由R31和C18组成的延时电路，延时时间设定为7分钟，7分钟后BG10截止，J3释放，接通电冰箱电源，CZ4为电冰箱插座，IC4为CO36、J3可用JRX－13F型号，将两组触点并联使用以增强触点负荷。
图3家用电器的中下部分为家电定时开关的电原理图，定时器的电源取主交流自动稳压器的直流电源，本定时器的核心元件为IC4的门9利用CMOS器件极高的输入阻抗，采用RC放电延时电路，只要改变RC的数值，就可获得不同的延时时间，本延时器是通过K9切换不同的电阻值来实现不同的延时时间，其工作过程是按一下K8由于R24的阻值很小，C17上的电压很快就达到电源电压，门9的输出由高电平转为低电平，BG9饱和导通，J2吸合，定时开始，D18发光指示定时器工作，由于门9的输入阻抗很高，C17上的电压只能通过K9、R27放电，放电的快慢对应于定时的快慢、K9在1档为30分钟，2为60分钟，3为120分钟，4为180分钟，5档为0－25分钟无级调节，如果定时器已经工作，由于其它原因需解除定时，只要将K9置于5档并将R29调到0分钟，定时器便复位，如果不需用定时器时，应将K9置于5档，J2有两组触点，按图3中接法，只用1组触点2个插座便可实现，对电器的定时开启和定时关闭，CZ1为定时开插座，CZ2为定时关插座、K7置于D 档时可对交流稳压器的输出实行定时控制如图2右上角部分所示，J2另一组触点和音乐集成电路等构成音乐报闹装置，IC2的型号是SM1205、SW为触发端，该集成电路只要用键控正电压触发就会奏出一首动听的名曲，然后自动关断，按图示接法，不论是定时开或是定时关都将有音乐报闹，音乐报闹和保安器报警公用一套放大、放声装置。IC2的电源取至保安器中C点的稳电压约为3V，利用现有的音乐报闹装置，只要加上一个外接的门铃按钮开关K4，便是一个音乐门铃了。J2用JQX－4型继电器，本定时器只要选取合适的R25－R26的电阻值，其它无须调试。
本实用新型主要优点是1.将各功能组成一个整体，使用方便，适用于现代家庭生活的需要。2.交流自动稳压器设计成无触点开关型、寿命长、无火花。开关速度快。3.在交流稳压器的基础上引出了电冰箱保护器，家用定时器、手动调压器。相互共同部分电路和元器件、元器件利用率高，成本低。4.家用保安器除常见的功能外，另有过流保护，自动恢复送电、声光报警等功能、抗干扰能力强、无误动作。
权利要求1.一种家用电源控制中心，它包括全自动保安器、交流自动稳压器、交流手动调压器、电冰箱保护器、家用定时开关，其特征在于将保安器、稳压器、调压器、保护器、定时开关组合成一整体，其中，a、b和A、B为保安器输入和输出端，A、D为交流稳压器和调压器的输出端，通过各种公用部分电路和元器件联接。
2.根据权利要求1所述的家用电源控制中心，其特征在于交流自动稳压器采用了三只双向可控硅(T1T2T3)作为交流开关，用数字集成电路IC3的逻辑电平控制双向可控硅的导通状态，成为无触点开关型交流自动稳压器。
3.根据权利要求1或2所述的家用电源控制中心，其特征在于电冰箱保护器采用了公用交流自动稳压器的欠压和过压控制电路，同样用数字集成电路IC4的逻辑电平来控制延时电路的充电和放电过程，从而实现了市电的欠压、过压、瞬时断电时对电冰箱的保护。
4.根据权利要求1或2所述的家用电源控制中心，其特征在于家用电器定时器采用了公用交流自动稳压器的直流电源，只用了一个与非门数字集成电路IC4－9门和少数元件通过开关K9的转换，实现了多档定时开启或定时关闭各种家用电器，并有光指示和音乐报闹装置，音乐报闹装置通过按扭开关K8兼作音乐门钤，通过开关转换J2可对交流稳压器的输出实现定时开或关控制。
5.根据权利要求1或2所述的家用电源控制中心，其特征在于交流调压器是通过开关K5的转换、利用交流自动稳压器中的双向可控硅(T2)、电压表M、输出插座元器件和触发电路来实现对各种电器的调光、调速、调温。
6.根据权利要求1所述的家用电源控制中心，其特征在于该装置各电路安装在一机箱内，机壳可以用工程塑料注塑而成或采用金属材料制成。
专利摘要一种家用电源控制中心，它由全自动家用保安器、交流自动稳压器、交流手动调压器、电冰箱保护器、家用电器定时器组成。本实用新型功能齐全、电路新颖、结构紧凑、自身耗电少各功能间能公用部分电路和元器件。因此元器件利用率高，整机体积小、成本低。
文档编号H02H3/20GK2041458SQ8821810
公开日1989年7月19日 申请日期1988年6月30日 优先权日1988年6月30日
发明者李武陵 申请人:李武陵