電子調壓定時電路及其裝置的製作方法

2023-10-22 07:12:37

專利名稱:電子調壓定時電路及其裝置的製作方法
本發明屬於場效應管定時電路領域，是一種應用雙向可控矽電路的調壓措施和應用結型場效應管電路的定時措施有機結合的電子調壓定時電路及其裝置。
在已有技術中，調壓器是用於電風扇、電動機等電器的調速，白熾燈的調光的裝置。定時器是用於電風扇、洗衣機、白熾燈、螢光燈以及電視機、收錄機等電器的定時裝置。調壓器有簡單電感分壓器調壓裝置和雙向可控矽電路調壓裝置，定時器有機械定時裝置和電子定時裝置，後者包括應用場效應管電路的定時裝置。目前，應用於電風扇、電動機等的調速定時和白熾燈的調光定時的裝置，往往只是調壓裝置和定時裝置的簡單組合。簡單電感分壓器調壓裝置，由於一部分電能消耗在分壓電感上，由它組合的調壓定時器耗電較大，且不能實現無級調壓。電子定時裝置與調壓裝置組合時，電子定時裝置中常常要用一個繼電器作為有觸點開關，這就存在壽命較短、成本較高的問題。由於將應用雙向可控矽電路的調壓措施和應用場效應管電路的定時措施有機結合時，存在著不少技術困難，所以，在檢索有關應用場效應管電路的定時措施的文獻時，未發現關於電子調壓定時電路及其裝置的報導。
本發明的目的在於將應用雙向可控矽電路的調壓措施和應用場效應管電路的定時措施有機結合，以構成能實現無級調速或調光，準確定時的電路，並按該電路安裝成電子調壓定時裝置。
本發明的構思、內容如下電子調壓是通過改變每半周交流電的導通時間而實現的，導通時間越長，平均電壓越高，於是加在負載兩端的電壓也就越高，反之就越低，以此實現對負載電器的調速或調光。交流電的導通由雙向可控矽通過它的門極來控制。導通時間的長短由一個電容器的充電電壓上升快慢來決定，電容器兩端電壓上升越快，則充電時間越短，導通時間越長。電容器電壓上升的快慢由一個與電容器串聯的電位器調節。電容器與電位器的接點依次串聯一個雙向觸發二極體，一個電阻，一個雙向穩壓管後與雙向可控矽的門極連接，雙向可控矽的兩極一極通過負載與電源輸入的一端連接，另一極與電容器的另一端連接，接點再經一電感與電源輸入的另一端連接。當電容器達到一定電壓、約20～45V時，可通過觸發二極體放電，電流流經觸發二極體、電阻、雙向穩壓管到雙向可控矽的門極，從而使雙向可控矽導通。這樣通過調節電容器電壓上升的快慢就可調節雙向可控矽的導通時間，從而實現調壓。電感起濾波作用，防止可控矽幹擾其他電器的使用。
結型場效應管電路定時是通過RC定時措施中電容器的充電時間而不是放電時間決定，在整個使負載電器工作的時間裡，場效應管都處於導通狀態而不是截止狀態。交流電壓經過一個電阻降壓，一個二極體整流後，加在場效應管的漏極上(約12～16V)，經過場效應管的源極以及與源極串聯的阻抗裝置形成直流通路。與阻抗裝置並聯的是一個由電阻和電容器構成的串聯組合，阻抗裝置兩端有一壓降，此電壓通過串聯組合中的電阻給電容器充電，使電容器兩端電壓不斷上升。由於串聯組合中電阻和電容器的接點與場效應管的柵極連接，電容器電壓升高後，使流經場效應管的電流增大，阻抗裝置兩端的壓降也相應升高，使得充電電壓比電容器兩端電壓維持在高1～3V的水平，從而改善了電容器充電的線性性能，可使充電時間提高到三小時，這是本發明的特點之一。
阻抗裝置與兩個互補連接的電晶體迴路相連。兩個互補連接的電晶體迴路中，P型電晶體的基極與N型電晶體的集電極連接，P型電晶體的集電極與N型電晶體的基極連接，而P型電晶體的發射極接在橋式整流器的負極端，N型電晶體的發射極接在橋式整流器的正極端。橋式整流器的另兩端，一端與調壓措施中的電阻和雙向穩壓管的接點連接，另一端與調壓措施中電容器和雙向可控矽的接點連接。阻抗裝置與兩個互補連接的電晶體迴路相連的方式是，阻抗裝置中的電位器其靠近場效應管的一端與P型電晶體的基極連接。
在定時措施的電容器充電過程中，阻抗裝置兩端的壓降不斷增大，電位器靠近場效應管一端的電壓也逐漸升高，當該端電壓升到大約0.6V時，P型電晶體導通，P型電晶體導通使N型電晶體也導通，N型電晶體的導通又使P型電晶體電流增加，於是以雪崩方式使流經兩電晶體的電流猛增，從而降低了橋式整流器的正極端電壓，也使調壓措施中電阻和雙向穩壓管接點處的電壓降低，當該點電壓低於雙向穩壓管的擊穿電壓(約6V)時，雙向穩壓管不導通，於是雙向可控矽門極無電流，雙向可控矽截止，關閉負載通路、定時結束，起了無觸點開關的作用。定時時間長短可通過調節阻抗裝置中電位器的電阻值，從而調節電容器充電使電位器靠近場效應管一端電壓達到約0.6V的時間來實現。
兩個互補連接的電晶體迴路的作用是一旦阻抗裝置中電位器靠近場效應管一端的電壓達到約0.6V時，流經兩電晶體的電流立即達到極大，從而迅速降低橋式整流器正極端的電壓，以保證定時的準確性，兩互補電晶體的接入是本發明的特點之二。
雙向穩壓管既是調壓措施中的一個元件，又是實現定時作用的關鍵，它將調壓措施和定時措施連成一體。雙向穩壓管的接入是本發明的特點之三。
在定時措施中P型電晶體的基極和發射極間，並聯了一個電容器和一個熱敏電阻。電容器起濾波作用，使市電幹擾不致影響兩電晶體的工作，熱敏電阻用於校準溫度對定時時間的影響，這是本發明的特點之四。
在調壓措施中負載接電源輸入的一端依次串聯連接一個電容器和一個電阻，另一個電阻和另一個電容器並聯且跨接在負載的另一端和前述電阻端，前述電阻端再與起調壓作用的電位器端通過一個電阻連接。以上兩個電容器和兩個電阻的作用是限制流經橋式整流器管和兩個互補連接電晶體中的電流，否則，電流過大將燒壞這些電晶體;同時使調壓裝置既適用於電感性負載，又適用於電阻性負載。這是本發明的特點之五。
本發明的優點是由一個電路同時完成調壓和定時兩種功能，能實現30～220V無級調壓;定時時限可達到5秒～1分，5分～1小時，10分～2小時，15分～3小時;且定時誤差小，在-10℃～40℃下能正常工作。按此電路安裝的調壓定時裝置耗電省，壽命長，成本低。
附圖1是電子調壓定時電路的原理圖。
附圖2是電子調壓定時裝置外形的三視圖。
如圖1所示，電源輸入端(10)和(11)，與輸入端(10)依次連接一個電源開關(12)，一個保險絲(13)，與輸入端(11)連接的是一濾波電感(14)。保險絲的另一端為接點(15)，電感的另一端為接點(16)，接入調壓措施(70)和定時措施(80)，給這兩個措施提供電能;調壓措施(70)和定時措施(80)之間由接點(33)和(16)連接，經調壓和定時後，由接點(21)和(15)供給負載(17)。
調壓措施(70)由三個電容器(18)、(22)、(27)，五個電阻(19)、(23)、(24)、(25)、(30)，一個電位器(26)，一個雙向觸發二極體(29)，一個雙向穩壓管(31)和一個雙向可控矽(32)組成。電容器(18)一端與接點(15)連接，另一端串聯電阻(19)後與接點(20)連接，電容器(22)和電阻(23)並聯後，一端與接點(21)連接另一端與接點(20)連接。電阻(25)與電位器(26)並聯後，一端通過電阻(24)與接點(20)連接，另一端與接點(28)連接，電位器中間接頭與接點(28)連接。電容器(27)一端與接點(28)連接，另一端與接點(16)連接，雙向可控矽(32)的兩極分別與接點(21)和(16)連接。接點(28)依次串聯雙向觸發二極體(29)，電阻(30)，雙向穩壓管(31)，然後與雙向可控矽(32)的門極連接。
定時措施由一個結型場效應管(54)，一個P型電晶體(38)，一個N型電晶體(39)，一個橋式整流器(34)，一個二極體(53)，一個穩壓管(55)、四個電容器(37)、(41)、(51)、(56)，五個電阻(46)、(47)、(49)、(50)、(52)，一個熱敏電阻(42)和一個雙刀定時開關(57)組成。橋式整流器(34)的輸入兩端分別與接點(33)和(16)連接，輸出兩端(35)和(36)分別與濾波電容器(37)的兩端連接。電晶體(38)的基極與電晶體(39)的集電極連接，其接點即接點(40)，電晶體(38)的集體極與電晶體(39)的基極連接，電晶體(38)的發射極與接點(36)連接，電晶體(39)的發射極與接點(35)連接。電容器(41)和熱敏電阻(42)都接在電晶體(38)的基極和發射極之間。從接點(15)依次串聯電阻(52)、二極體(53)後與場效應管(54)的漏極(43)連接，在漏極(43)與接點(36)之間接入並聯連接的濾波電容器(56)和穩壓管(55)，以使漏極(43)的電壓平穩。場效應管(54)的源極(44)經電阻(46)與接點(40)連接，接點(40)再依次串聯一個電位器(48)、一個電阻(49)後與接點(36)連接，電阻(47)和電位器(48)並聯，電位器(48)的中間接頭又與電位器(48)和電阻(49)的接點連接。場效應管(54)的源極(44)又經電阻(50)和電容器(51)與接點(36)連接，電阻(50)和電容器(51)間的接點與場效應管(54)的柵極(45)連接。雙刀開關(57)的一刀(57a)兩端分別與接點(40)和(36)連接，另一刀(57b)兩端分別與場效應管(54)的柵極(45)和接點(36)連接，於是，整個線路完成。
按以上線路安裝的電子調壓定時裝置，其所有元件通過一個印刷電路板連接，並裝入一個電絕緣塑料外殼內。電子調壓定時裝置外形的三視圖如圖2，a為仰視圖、b為正視圖、c為側視圖，其中(1)電源開關，(2)定時開關，(3)調壓電位器，(4)定時電位器，(5)商標，(6)插座。
權利要求
1.一種電子調壓定時電路及其裝置，屬於場效應管定時電路領域。電子調壓由雙向可控矽電路完成，電子定時由場效應管電路完成。本發明的特徵是電子調壓措施與電子定時措施通過接點(33)和接點(16)連成一體，組成一種電子調壓定時電路，通過定時完成時接點(33)和(16)間電壓迅速下降，使雙向可控矽(32)截止，從而關閉負載(17)。雙向可控矽(32)的截止是通過連接在接點(33)和雙向可控矽(32)的門極之間的雙向穩壓管(31)來實現。
2.如權利要求
1所述的電子調壓定時電路及其裝置，其中調壓措施中，接點(15)依次串聯電容器(18)、電阻(19)、然後與接點(20)連接;在接點(21)和(20)之間接入一個電容器(22)和一個電阻(23)。
3.如權利要求
1所述的電子調壓定時電路及其裝置，其中定時措施由結型場效應管電路完成，場效應管(54)從漏極(43)引入直流電壓，場效應管(54)的源極(44)依次串聯電阻(46)、電位器(48)、電阻(49)，然後與接點(36)連接，電阻(47)和電位器(48)並聯，電位器(48)的中間接頭與電位器(48)和電阻(49)的接點連接，場效應管(54)的源極(44)又依次串聯電阻(50)，電容器(51)，然後與接點(36)連接，電阻(50)與電容器(51)的接點又與場效應管(54)的柵極(45)連接。
4.如權利要求
3所述的電子調壓定時電路及其裝置，其中定時措施中，一個P型電晶體(38)與一個N型電晶體(39)互補連接，電晶體(38)的基極與電晶體(39)的集電極連接，其接點即接點(40)，電晶體(38)的集電極與電晶體(39)的基極連接，電晶體(38)的發射極與接點(36)連接，電晶體(39)的發射極與接點(35)連接。
5.如權利要求
4所述的電子調壓定時電路及其裝置，其中定時措施中，接點(35)與橋式整流器(34)的正極端連接，接點(36)與橋式整流器(34)的負極端連接，橋式整流器的另兩端分別與接點(33)和(16)連接。
6.如權利要求
4所述的電子調壓定時電路及其裝置，其中定時措施中，接點(40)和接點(36)之間接入一個濾波電容器(41)。
7.如權利要求
3或4所述的電子調壓定時電路及其裝置，其中定時措施中，接點(40)和接點(36)之間接入一個熱敏電阻(42)。
8.如權利要求
1所述的電子調壓定時電路及其裝置，其中電子調壓定時裝置的所有元件通過一個印刷電路板連接，並裝入一個電絕緣的塑料外殼內。
專利摘要
一種電子調壓定時電路及其裝置，屬於場效應管定時電路領域，其中調壓措施由雙向可控矽電路實現，定時措施由結型場效應管電路實現。場效應管電路的特點是場效應管始終處於導通狀態，隨著電容器充電、與源極連接的阻抗裝置上電壓升高，達一定值時，該電壓觸發兩互補連接的電晶體迴路以雪崩方式導通，從而迅速降低調壓措施中雙向穩壓管處的電壓，使雙向可控矽截止，完成定時，雙向穩壓管的接入使調壓措施與定時措施連成一體。
文檔編號H02M5/257GK85105555SQ85105555
公開日1986年1月10日 申請日期1985年7月13日
發明者陸鎮平 申請人:陸鎮平導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan