[实用新型]一种自动稳压的调压控制仪

说明书

本实用新型属于实验用的电压调控仪器，在科学研究实验中能对照度、速度提供一种宽范围调节和自动恒定的调控手段。尤其在有机化学、分析化学、物理化学、生物化学以及需要调节和恒定控制照度、转速的一切领域中均可采用本实用新型。

在上述领域中，经常要调节和恒定电动机转速或灯光亮度来实施某项实验。目前实施这种控制的方式有电子的、机械的、电子与机械相结合的多种现成设备，但它们几乎都有技术复杂、生产难度大、成本费用高的缺点，并且通用性不强。以目前化学实验室常用的电动搅拌为例，大部分搅拌电机只具有简易的调速装置，在实验过程中由于电网电压波动引起搅拌速度不稳定，甚至飞车；另一方面，当被搅拌的体系粘度增大导致电机过流发热损坏。为避免出现此类事故，实验人员只好总处于监视状态。目前所生产的具有稳速作用的电动搅拌器，其电机和电路是专门配套设计的，没有通用性，生产成本也高。

本实用新型采用电子新技术设计而成的具有自动稳压的调压器，克服了传统手段生产成本高、没有通用性的缺点，在一定的使用范围，其恒压效果明显、可靠性高，配用它可使大部分普通电动搅拌器具有变速和恒速功能。

本实用新型采用光阻偶合器件LRC、利用电流－电压负反馈原理控制双向可控硅BCR的导电角而实现恒压，其电路组成如附图所示。由R₁、C₁、C₂、D₁、D₂、D₃组成电容降压、二极管半波整流、电容滤波以及稳压管稳压的交直流变换电路，其特点是直流负极与交流地线公用而互不干扰，从而简化了电路。由于电压反馈三极管BG取用电流小于5mA，上述直流供电方式可提供较为恒定的直流电压。稳压二极管D₃的恒压性能对交流恒压性能具有重要影响。由R₂、R₃、C₃、C₄、R₄、R₅、LRC（由DL、RL组成）、K、C₅、D₄组成三时间常数移相触发网络，其特点是高低压调节平滑性好、移相时间常数稳定性高，可调范围宽。当K闭合时，LRC脱离移相网络，由R₂、R₃、C₃、R₄、R₅、C₄、C₅、D₄组成双时间常数移相触发网络对双向可控硅BCR进行导通触发，调节R₂和／或R₄使BCR两端电压uR在O－u₀之间变化，其中u₀为电网电压。此时即K闭合时本电路只具备普通调压性能。BCR为双向可控硅功率电子开关。由C₆、R₇组成吸收电路、以避免感性负载时电压上升速度过快而使BCR失控。RV为压敏电阻，对BCR起过压保护作用。由R₆、R₈、C₇、D₅、D₆、C₈、BG、R₉、R₁₀、LRC组成电流－电压负反馈变换电路。其特点在于利用光阻偶合组件LRC的光阻偶合作用完成由于流过R₆电流I_Z变化引起BCR导电角的负方向改变，从而实现恒压功能。R₆为取样电阻，它将IZ的变化量ΔIZ转换为ΔIZ·R₆的反馈电压变化。R₈为反馈量偶合调整电位器，C₇、D₅、D₆、C₈组成倍压偶合电路。BG为电压反馈倒相三极管，其β值取决于R₆，β值大，R₆可选小些，β值最好在150－300之间，R₆在1Ω－6Ω之间，R₉为BG发射极电阻，R₁₀一方面作为BG集电极负载，另一方面兼作LRC组件中DL的限流电阻。本实用新型的稳压原理如下：由输出插座CZ引出的负载电压uZ＝u₀－uR－IZ·R₆。当u₀升高或降低，uR、IZ·R₆则相应降低或升高，则uZ可保持不变或近似不变。如某种原因使u₀升高，IZ增大，则IZ·R₆增大本身抵消一部分u₀的增加，但其数值较小，不足以完全抵消u₀的变化。IZ·R₆通过R₈、C₇、D₆偶合到BG的基极，使得BG的集电极－发射极间电压u_ce减小导致流过LRC组件中发光二极管DL的电流减小，由于DL与RL是按光照偶合关系制成的，因而D_L亮度变小，R_L增大。当K处于断开状态时，R_L与C₅组成的第三级移相网络时间常数增大，BCR的导电角变小，u_R升高，从而最终大部分或完全抵消了u₀的增加，使得u_Z保持恒定或近似不变。当u₀降低时，通过与上述变化相反方向的偶合最终导致BCR导电角增大，u_R减小，同样使u_Z不变或保持近似恒定。调节R₈使反馈量适当，以获得最佳恒压效果。改变R₂、R₄、R₁₀可使负载电压uZ在一定范围变化。本实用新型负反馈电路设计的另一特点在于具有自动过流保护特性，当取样电阻R₆取定某一值时，由于负反馈作用负载电流增大到一定程度BCR便自动减流或完全关闭。这对过电流耐受性极差的双向可控硅器件保护是很有利的，再加上R_V的过压保护作用，使得本电路具有高的工作可靠性。过流保护还可以防止电机过载。