專利名稱：晶體管交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是論及一種晶體管交流穩(wěn)壓器。
目前，在需要穩(wěn)定交流220伏電源的場合，絕大多數(shù)仍使用五十年代末設(shè)計現(xiàn)還在大量生產(chǎn)的614系列電子交流穩(wěn)壓器，生產(chǎn)廠家代表有蘇州電工儀器廠、上海科藝光學(xué)儀器廠等。由于該穩(wěn)壓器是使用電子管控制，因而存在應(yīng)變時間較長、易產(chǎn)生過壓、以及自身功耗大、需預(yù)熱等缺陷，與當(dāng)今的發(fā)展和需要已不相適應(yīng)。
本發(fā)明的目的是提供一種耗能低、具有過欠壓及過流保護、造價低、適用泛圍廣的晶體管交流穩(wěn)壓器。促進電子管交流穩(wěn)壓器的升級代換。
本實用新型提供的交流穩(wěn)壓器，由取樣、差動放大、基準(zhǔn)、過欠壓保護、過流保護、自復(fù)位電路及自耦變壓器組成。其特征在于它采用晶體管的基極與差動放大電路的輸出端相接，在晶體管的集電極與發(fā)射極回路間接有一個整流電橋或磁飽和變壓器(又可稱磁放大器)的直流繞組，整流電橋的另兩端或磁飽和變壓器的交流繞組分別與零線、自耦變壓器相接。本實用新型提供的交流穩(wěn)壓器與現(xiàn)有的電子管交流穩(wěn)壓器不同之處在于使用晶體管的比較、放大，以微小的直流變化量控制交流輸入回路的電源阻抗，來穩(wěn)定交流輸出電壓；它還設(shè)有過壓、欠壓、過流保護電路，這三部份的輸出驅(qū)動同一個執(zhí)行機構(gòu)動作。
本實用新型的實施情況通過附圖詳細說明。


圖1是本實用新型采用晶體管與整流電橋的原理圖。
圖2是本實用新型采用晶體管與磁飽和變壓器的原理圖。
圖3為本實用新型的過壓、欠壓、過流保護電路的原理圖。
參照圖1，接通電源后，并在輸出端Uo的輸出火線〔9〕和零線〔10〕之間的取樣電路〔1〕得到一個直流電壓〔11〕(取樣電路〔1〕采用降壓整流后分壓得到)，送入差動放大電路〔2〕的輸入端與基準(zhǔn)電路〔3〕提供的基準(zhǔn)電壓〔12〕比較(基準(zhǔn)電壓由受電壓、溫度影響極小的穩(wěn)壓集成電路提供)。若輸入電壓Ui正好為設(shè)定值220伏，上述兩個電壓差為某一定值，差動放大〔2〕的輸出端〔13〕(即晶體管BG1的基極)變化量為零，整流電橋ZL的兩交流端保持固定的阻抗，此時自耦變壓器〔6〕可認可不工作，即Uo＝Ui。
當(dāng)輸入電壓Ui高于220伏或因負載減輕引起輸出電壓Uo上升時，取樣電路〔1〕的輸出端電壓隨之上升，〔11〕與〔12〕的差值減小，差動放大電路〔2〕的輸出電壓下降，晶體管BG1的集電極電流減小，整流橋ZL的兩交流端阻抗增大，自耦變壓器〔6〕的輸出電壓下降，使Uo恢復(fù)到設(shè)定值220伏。若輸入電壓Ui超出上限值如280伏，此時超出了自耦變壓器的調(diào)整范圍(即晶體管BG1的線性放大區(qū))，差動放大電路〔2〕將輸出低電位，使保護電路〔4〕中的過壓運放A1翻轉(zhuǎn)，圖3中的晶體管BG2導(dǎo)通，繼電器J吸合，常閉觸點斷開，同時輸入火線〔14〕與自動復(fù)位電路〔5〕接通工作(復(fù)位電路〔5〕由可調(diào)延時電路組成)，延時一定時間后使繼電器J釋放，若輸入電壓尚未正常，上述過程就重復(fù)進行。
同理，當(dāng)輸入電壓Ui低于220伏或因負載加重引起輸出電壓Uo下降時，各電路的狀態(tài)正好相反，差動放大電路〔2〕的輸出電壓上升，BG1的集電極電流增大，整流電橋的兩交流端阻抗減小，自耦變壓器〔6〕的輸出電壓升高，Uo恢復(fù)到設(shè)定值。若輸入電壓低于下限值如150伏，則差動放大電路輸出一個高電位，使保護電路〔4〕動作，圖3中的欠壓運放A2翻轉(zhuǎn)，BG2導(dǎo)通，此后的工作狀態(tài)與輸入電壓超出上限值的情況相同。
當(dāng)發(fā)生過流直至輸出電壓Uo兩端短接時，由于自耦變壓器〔6〕處于顛倒工作狀態(tài)，使原輸入繞組的電壓急劇上升，此電壓變化量反映到保護電路〔4〕中，使圖3的過流運放A3翻轉(zhuǎn)，BG2導(dǎo)通，繼電器J吸合切斷電源。實際應(yīng)用時在過流運放A3的輸出端加裝自鎖電路，區(qū)別于過欠壓電路。
圖1的電路在使用中由于受到BG1的最大耗散功率PCM及反向擊穿電壓BVCEO等指標(biāo)的限制，穩(wěn)壓器的容量不可能很大，通常為500伏安以下，若需要容量在500伏安以上時，應(yīng)采用圖2所介紹的電路。
參照圖2，工作原理與圖1相同，僅用磁飽合變壓器B代替圖1中的整流電橋ZL。磁飽和變壓器B的直流繞組〔7〕與晶體管BG1的集電極、電源正極相接；交流繞組〔8〕與自耦變壓器〔6〕、零線相接。由于磁飽和變壓器自身的放大作用，對晶體管BG1的各項技術(shù)要求大大降低，晶體管穩(wěn)壓器的容量得到提高。
參照圖3，過壓運放A1的同向輸入端與欠壓運放A2的反向輸入端相接后接到基準(zhǔn)電壓，A1的反相輸入端和A2的正相輸入端分別接到差動放大電路的相應(yīng)輸出端，過流運放A3的反相輸入端接到并接在自耦變壓器〔6〕下端接點和零線之間的過流采樣電路上，三個運放的輸出端均串有一只相同的二極管，以邏輯或的形式驅(qū)動一個晶體管共發(fā)射極電路，負載是一個直流繼電器J的電壓線圈。J的常閉觸點接在圖1或圖2中的自耦變壓器〔6〕的中間抽頭前面。
針對目前家用電器的實際需要，以一個實施例進一步說明，即圖1和圖3的結(jié)合。晶體管BG1采用VMOS管TM5N60或者3DD15，整流橋ZL為1A600伏，A1、A2、A3采用LM324四運放，自耦變壓器采用BK50改制，晶體管BG2用3DG12，二極管D采用1N4001，繼電器為12V15A，此時穩(wěn)壓器容量約300伏安，可以滿足現(xiàn)有家用電器穩(wěn)壓的需要。
若以上元件用于圖2時，采用原614系列同規(guī)格產(chǎn)品中的自耦變壓器和磁飽和變壓器，則穩(wěn)壓器容量可做成對應(yīng)的0.5千伏安，直至3千伏安。
晶體管交流穩(wěn)壓器的使用范圍為交流150～280伏，應(yīng)變時間＜0.1秒，波形失真＜5％，可以連續(xù)工作，符合有關(guān)交流穩(wěn)壓器的技術(shù)指標(biāo)。
權(quán)利要求1.一種晶體管交流穩(wěn)壓器，由取樣、差動放大、基準(zhǔn)、過欠壓保護、過流保護、自動復(fù)位電路及自耦變壓器組成，其特征在于它采用晶體管的基極與差動放大電路的輸出端相接，在晶體管的集電極與發(fā)射極回路之間接有一個整流電橋或磁飽和變壓器的直流繞組，整流電橋的另兩端或磁飽和變壓器的初級繞組分別與零線、自耦變壓器相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓器，其特征在于它的過欠壓及過流保護電路共用同一個執(zhí)行機構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求2所述的穩(wěn)壓器，其特征在于它的執(zhí)行的機構(gòu)采用一個晶體管與一個直流繼電器，繼電器串接在該晶體管的集電極回路中，晶體管的基極與過欠壓、過流保護電路的輸出端相接，晶體管的發(fā)射極接地。
專利摘要一種晶體管交流穩(wěn)壓器，具有過壓、欠壓、過流包括短路保護及自動復(fù)位等功能。它采用晶體管調(diào)整輸入電壓的阻抗來達到穩(wěn)定輸出電壓的目的，與現(xiàn)有的如614系列交流電子穩(wěn)壓器相比，結(jié)構(gòu)簡單，性能提高，且耗能減少，可廣泛應(yīng)用于家庭、廠礦、文教衛(wèi)生及其它需要穩(wěn)定交流電壓的各種場合。
文檔編號G05F1/10GK2058257SQ8821931
公開日1990年6月13日 申請日期1988年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月30日
發(fā)明者歐陽俊, 王雁傳, 錢強, 錢虹, 歐陽炘明 申請人:歐陽俊, 王雁傳, 錢強, 錢虹, 歐陽炘明