專利名稱：低值穩(wěn)壓及功率提升器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流工作電源，特別是用于電子類打火器，采用220V交流電經(jīng)變壓、 整流等處理后的直流工作電源。
背景技術(shù)：
在電壓電流、紅外測溫、石英鐘表、遙控器及各家庭的煤氣灶具等，都廣泛使用了 3V、1.5V電池工作。由于所有電池含電量有限，故需要經(jīng)常更換，否則會工作失效，甚至作出 錯誤判斷，引出新的危險(xiǎn)等?，F(xiàn)以煤氣器具為例，該類器具包括爐灶、熱水器、烤火爐等。使用中，它們在打開煤 氣閥門的同時(shí)，需要火種及時(shí)引燃，否則煤氣將在空中彌漫，散發(fā)毒氣，甚至引發(fā)火災(zāi)等。火 種包括火柴、打火機(jī)、后改進(jìn)為電子點(diǎn)火器以及脈沖槍等，雖然一個比一個改進(jìn)提高，但現(xiàn) 廣泛使用的電子類打火器，卻普遍采用一節(jié)或兩節(jié)1. 5V電池作為能源，經(jīng)振蕩產(chǎn)生出高頻 脈沖，操作中噴射出火花，去點(diǎn)燃開啟的煤氣。然而當(dāng)電源下降，電子槍不能打火或釋放的火花量不夠，便無法點(diǎn)燃火苗。無論使 用者是連續(xù)還是間斷操作，其前后釋放的氣體都將在器具箱體中聚積，故當(dāng)某一下火星瞬 間引燃熱水器時(shí)，將會產(chǎn)生爆燃，發(fā)出“砰”的巨響和引起強(qiáng)烈震動，既使人驚恐，又確實(shí)充 滿危險(xiǎn)。針對上述問題，我們想設(shè)法解決，其思路是采用交流市電，將其轉(zhuǎn)變?yōu)?V、1. 5V同 等級直流穩(wěn)壓電源工作，由此既避免勤換電池，又提高安全系數(shù)。采用交流電變直流工作的初級儀器結(jié)構(gòu)請見圖1。因采用市電工作，所以首先要進(jìn)行降壓、整流、濾波等處理，由于市場上的集成穩(wěn) 壓器通常為78X X型，不論是金封還是塑封，最低電壓為5伏，即WY7805，故對只需3V甚 至1.5V工作的電壓值不適應(yīng)。為此，我們設(shè)想運(yùn)用分壓方法進(jìn)行處理，再供給煤氣器具作 為點(diǎn)火使用。根據(jù)框圖結(jié)構(gòu)，我們設(shè)計(jì)了相關(guān)電路，請見圖2。從圖2中可以看到，220V市電經(jīng)開關(guān)K1-1和保險(xiǎn)BX接入，又經(jīng)變壓器B降壓、二 級管D1-4整流、電容C1濾波、集成塊WY1穩(wěn)壓，得到5V直流電源。這時(shí)，明顯高于雙電池 3V和一節(jié)電池1.5V的電壓值，為此，我們增設(shè)了電阻R1、R2，按3 5和1. 5 5的比例分 壓，然后向煤氣爐灶和熱水器供給電源。以上分壓處理，在理論上是可行的，在空載調(diào)試中也是符合要求的，可在與燃?xì)馄?具相聯(lián)試用中卻處于失敗，其輸出電源并未按預(yù)設(shè)方式點(diǎn)燃煤氣器具。于是我們做了進(jìn)一 步測試和分析，由于后面涉及電壓、電流和一些元件的具體數(shù)據(jù)，為清晰起見，我們將以一 節(jié)電池1. 5V較低電壓的熱水器工作狀態(tài)為例進(jìn)行介紹。經(jīng)實(shí)用和測試，我們發(fā)現(xiàn)對R1和R2不能采用千歐級以上電阻做分壓，因?yàn)閱与?流I = U/R = 5 + 1000 = 0. 005 (A)
即僅為幾個毫安，而熱水器啟動電流需100毫安以上，故不能滿足要求，甚至連打 火花的跡象都沒有。后我們改取R1、R2分別為36和15歐姆，它們將分配電壓為UE1 = 36*5/(36+15) = 3. 53 (V)UE2 = 15*5/(36+15) = 1. 47 (V)經(jīng)實(shí)測，空載時(shí)兩者電壓完全符合設(shè)計(jì)要求，可聯(lián)線試用中測得UR2電壓僅有IV左 右，仍然打不燃火。后分析電壓下降如此多的原因，是熱水器自備振蕩、發(fā)射電路亦具有內(nèi) 阻，該內(nèi)阻與R2形成并聯(lián)，使之阻值下降，由此運(yùn)行分壓也就大幅降低?，F(xiàn)設(shè)熱水器內(nèi)阻為Rn，與R2所用15歐姆電阻的并聯(lián)式為Rb = 15Rn/(15+Rn)帶入U(xiǎn)K2 式UK2 = 15Rn/(15+Rn)*5/[36+15Rn/(15+Rn)] (V)推算出內(nèi)阻計(jì)算式為Rn = 540*UK2/(75-51*UK2)帶入U(xiǎn)K2實(shí)測值IV，可算得Rn = 540*1/(75-51*1) = 22. 5 (歐姆)這時(shí)的并聯(lián)電阻值為R = 22. 5*15/(22. 5+15) = 9(歐姆)產(chǎn)生的電流為I = U穩(wěn)/R = 5/(36+9) = 0. 11 (A)試用打不燃火，即啟動不了，說明分壓值和電流量都小了。為改變之，需要提高Rn分壓值，由于熱水器內(nèi)阻不能變，于是我們便試著提高R2 的參數(shù)，至達(dá)到到30歐姆，電壓約1. 3V方打燃火，投入工作。將30歐姆帶入式中計(jì)算U^ = 30*22. 5/(30+22. 5) *5/[36+15*22. 5/(30+22. 5)] = 12. 8*0. 1025 = 1. 312可見，計(jì)算值與實(shí)測值基本一致。該電壓雖然點(diǎn)燃了熱水器，但離1. 5V標(biāo)稱值還 有較大差距，甚至處于燃與不燃的臨界狀態(tài)，但R2的數(shù)值又不能過大提升，因?yàn)閱舆^后， 熱水器耗電量減少，相當(dāng)于內(nèi)阻增大，所占比例上升，經(jīng)實(shí)測，熱水器進(jìn)入正常工作后，UKn電 壓值接近于2V，大大超過1. 5V額定值，這對自備電子點(diǎn)火器的安全和壽命都將造成影響， 故不可取。為此，需要我們作進(jìn)一步研究和尋找新的解決方法。隨著元器件產(chǎn)品的調(diào)整開發(fā)，我們后來在市場上購置到了 LM1117-3V和 117S-1. 5V兩類貼片式穩(wěn)壓集成塊，和78系列比較，有著一定區(qū)別。比如體積不一樣，管腳 不一樣，帶負(fù)載能力也不一樣等。由計(jì)算和實(shí)測得知，熱水器的啟動電流接近200毫安，故，若采用圖3電路，經(jīng) WY2-117S型穩(wěn)壓后，直接向熱水器供電，則電壓同樣被拉垮到1.3V以下，即失去穩(wěn)壓效 果，也不易點(diǎn)燃煤氣火焰，并且存在著燒毀穩(wěn)壓塊的危險(xiǎn)。所以，我們認(rèn)為，對熱水器類啟動電流和穩(wěn)定電流懸殊較大的設(shè)備，不宜直接采用 117S型穩(wěn)壓塊掛帶負(fù)載，有必要增補(bǔ)措施，使之既發(fā)揮穩(wěn)壓作用，又增強(qiáng)帶負(fù)載能力。前面簡單介紹過的兩種點(diǎn)火電路，既未成功，又未失敗，各有長短，為此，我們將兩 者結(jié)合起來，讓其優(yōu)勢互補(bǔ)，狀況必會改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能滿足功率匹配要求的、用于電子類打火器的低值穩(wěn)壓 及功率提升器。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種低值穩(wěn)壓及功率提升器，主要由220V交流電變 壓電路、整流電路、濾波電流順次級聯(lián)接組成，整流電路和濾波電路分別由整流器D1-4和 電解電容C1組成，整流器D1-4的正、負(fù)輸出端分別連接電解電容C1的正、負(fù)極；電解電容 C1的正、負(fù)極分別接于集成穩(wěn)壓器117S的輸入端和接地端，集成穩(wěn)壓器117S的輸出端接于 插座正極，電阻R2 —端接于插座正極，另一端接地，電位器W的滑動臂一端接于集成穩(wěn)壓器 117S的輸入端，電位器W的另一端接于插座CZ正極，插座CZ負(fù)極接地。上述220V交流電變壓電路的組成為變壓器B初級線圈一端接于雙排三檔開關(guān)的 第一開關(guān)K1-1的靜觸頭，該第一開關(guān)K1-1的動觸頭接220V交流電火線，變壓器B初級線圈 另一端接220V交流電零線；還具有工作指示電路上述雙排三檔開關(guān)的第二開關(guān)K1-2的 動觸頭接于變壓器B的次級線圈一端，該第二開關(guān)K1-2的靜觸頭順次串接發(fā)光二極管Fgl 和電阻R1后接地，變壓器B的次級線圈另一端接地；該第二開關(guān)K1-2的動觸頭接于所述整 流器D1-4的一個輸入端，整流器D1-4的另一輸入端接地。上述電阻R2為30歐姆，電位器W為100歐姆。還具有與插座CZ匹配的插頭，且插頭上連接有接線夾子。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單明晰，但卻是層層疊進(jìn)，經(jīng)過較長時(shí)間的工作總結(jié)和優(yōu)化組合而 形成的，歸結(jié)起來，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、實(shí)現(xiàn)了交流變直流，既取代電池功用，避免勤換電池，又減少爆燃等危害，增強(qiáng) 了安全穩(wěn)定性。2、由單路出力變?yōu)殡p路出力，向用電設(shè)施并聯(lián)供電，即達(dá)到低值穩(wěn)壓效果，又增強(qiáng) 了帶負(fù)載能力；3、電路適應(yīng)面寬，可在多類型的1. 5V、3V煤氣灶具及其它儀器表計(jì)中推廣應(yīng)用；4、采用夾子聯(lián)結(jié)方式，可方便使用，并不改變設(shè)備結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)交流電偶有停電 時(shí)，取下夾子，安上電池，煤氣器具又可恢復(fù)原有狀態(tài)工作。5、具有降本和節(jié)能處理，電路簡練有效。


圖1是現(xiàn)有點(diǎn)火器交直分壓的工作電源框圖；圖2是圖1所示工作電源的電路圖；圖3是圖2所示穩(wěn)壓器采用貼片穩(wěn)壓塊的電路圖；
圖4是本發(fā)明的電路框圖；圖5是圖4的電路圖；圖6是帶接線夾子的插頭與熱水器電源盒(圖中兩個箭頭表示電源盒接線)連接 示意圖。
具體實(shí)施例方式圖4、圖5示出，本發(fā)明主要由220V交流電變壓電路、整流電路、濾波電流順次級聯(lián)接組成，整流電路和濾波電路分別由整流器D1-4和電解電容C1組成，整流器D1-4的正、負(fù) 輸出端分別連接電解電容C1的正、負(fù)極；電解電容C1的正、負(fù)極分別接于集成穩(wěn)壓器117S 的輸入端和接地端，集成穩(wěn)壓器117S的輸出端接于插座正極，電阻R2 —端接于插座正極， 另一端接地，電位器W的滑動臂一端接于集成穩(wěn)壓器117S的輸入端，電位器W的另一端接 于插座CZ正極，插座CZ負(fù)極接地。220V交流電變壓電路的組成為220V交流電變壓電路 的組成為變壓器B初級線圈一端接于雙排三檔開關(guān)的第一開關(guān)K1-1的靜觸頭2，該第一 開關(guān)K1-1的動觸頭接220V交流電火線，變壓器B初級線圈另一端接220V交流電零線；還 具有工作指示電路上述雙排三檔開關(guān)的第二開關(guān)K1-2的動觸頭接于變壓器B的次級線圈 一端，該第二開關(guān)K1-2的靜觸頭33順次串接發(fā)光二極管Fgl和電阻R1后接地，變壓器B 的次級線圈另一端接地；該第二開關(guān)K1-2的動觸頭接于所述整流器D1-4的一個輸入端，整 流器D1-4的另一輸入端接地(第一開關(guān)、第二開關(guān)也稱第一組開關(guān)、第二組開關(guān))。圖5中，開關(guān)K1-1有兩個靜觸頭2、3，開關(guān)1-2有三個靜觸頭11、22和33電阻R2為30歐姆，電位器W為100歐姆。還具有與插座CZ匹配的插頭，且插頭 上連接有接線夾子。從圖4可以看到，儀器前面的變壓、整流、濾波部分保持不變，著重在輸出部分進(jìn) 行了更改。改進(jìn)的方式是將穩(wěn)壓與分壓兩條支路并聯(lián)使用，以提高功率。圖5是完整設(shè)計(jì)，從中可見，WY2采用117S-1. 5V貼片式穩(wěn)壓集成塊，W、R2串接支 路與其并聯(lián)，再將穩(wěn)壓塊的輸出端2與電位器W、電阻R2的中間分壓點(diǎn)聯(lián)接在一起，將所得 電量共同送入輸出插座。輸出插座再經(jīng)插頭、電纜線、連接夾，將電源送往熱水器電池盒的 +、“兩端，取下電池，由本儀器取代其工作。經(jīng)實(shí)用驗(yàn)證，當(dāng)開啟熱水器開關(guān)(不論是機(jī)械盤式還是水壓閥門式)，均打火聲音 清脆有力，火星散發(fā)量大，非常輕便快速地將煤氣點(diǎn)燃。而通過實(shí)測記錄UR2啟動電壓為 1. 44V，啟動后工作電壓為1. 49V，非常穩(wěn)定，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電量衰減變化的干電池。圖5中采用電位器W替換原R1的位置，是因不同型號熱水器內(nèi)阻值不盡相同，故 可調(diào)整電位器改變阻值，以適應(yīng)各種器具電壓、電流分配的要求，這樣，有效地?cái)U(kuò)展了適應(yīng) 范圍。用穩(wěn)壓塊與分壓支路并聯(lián)使用的方式，還增強(qiáng)了電源變化范圍的適應(yīng)力，比如，不 論變壓器付邊電壓是3V、6V、9V或其它數(shù)值，都可由W、R2相配合的方式作出初步分壓，然 后再接入117S穩(wěn)壓，既保證工作效果，又增強(qiáng)了與其它元器件的配合能力。同是這樣的電 路，還免去了原第一級WY1穩(wěn)壓器的設(shè)置，使制造成本有較大幅度降低，這在成千上萬的銷 量中將不可小視。圖5中的K是雙排三檔開關(guān)(即雙刀三擲開關(guān))，主要作交流電通斷和指示燈開閉 控制。當(dāng)撥到第一檔時(shí)，Kl-1、K1-2均無聯(lián)結(jié)，故為關(guān)機(jī)；當(dāng)撥到第二檔時(shí)，K1-1接通交流 電源，儀器投入工作，此時(shí)K1-2仍為空，處于斷開狀態(tài)；當(dāng)撥到第三檔時(shí)，K1-1仍接通交流 電源，故儀器繼續(xù)工作，而此時(shí)K1-2經(jīng)3腳也接通發(fā)光指示回路的電源，經(jīng)R1降壓后，點(diǎn)亮 發(fā)光管Fgl，表明儀器處于正常工作狀態(tài)。若對發(fā)光指示不是特別需要，則可退回第二檔，既 能保證儀器正常工作，又可節(jié)約發(fā)光支路的電能，這在熱水器及長年累月使用的設(shè)備中，效 果仍是明顯的。
權(quán)利要求
一種低值穩(wěn)壓及功率提升器，主要由220V交流電變壓電路、整流電路、濾波電流順次級聯(lián)組成，其特征是所述整流電路和濾波電路分別由整流器D1-4和電解電容C1組成，整流器D1-4的正、負(fù)輸出端分別連接電解電容C1的正、負(fù)極；電解電容C1的正、負(fù)極分別接于集成穩(wěn)壓器117S的輸入端和接地端，集成穩(wěn)壓器117S的輸出端接于插座正極，電阻R2一端接于插座正極，另一端接地，電位器W的滑動臂一端接于集成穩(wěn)壓器117S的輸入端，電位器W的另一端接于插座CZ正極，插座CZ負(fù)極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低值穩(wěn)壓及功率提升器，其特征是所述220V交流電變壓電路 的組成為變壓器B初級線圈一端接于雙排三檔開關(guān)的第一開關(guān)Kl-I的靜觸頭(2)，該第 一開關(guān)Kl-I的動觸頭接220V交流電火線，變壓器B初級線圈另一端接220V交流電零線； 還具有工作指示電路上述雙排三檔開關(guān)的第二開關(guān)K1-2的動觸頭接于變壓器B的次級線 圈一端，該第二開關(guān)K1-2的靜觸頭(33)順次串接發(fā)光二極管Fgl和電阻Rl后接地，變壓 器B的次級線圈另一端接地；該第二開關(guān)K1-2的動觸頭接于所述整流器D1-4的一個輸入 端，整流器D1-4的另一輸入端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述低值穩(wěn)壓及功率提升器，其特征是所述電阻R2為30歐姆，電 位器W為100歐姆。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述低值穩(wěn)壓及功率提升器，其特征是還具有與插座CZ匹配的插 頭，且插頭上連接有接線夾子。
全文摘要
一種低值穩(wěn)壓及功率提升器，屬使用交流電的直流電源。主要由220V交流電變壓電路、整流電路、濾波電路順次級聯(lián)接組成，整流電路和濾波電路分別由整流器D1-4和電解電容C1組成，整流器D1-4的正、負(fù)輸出端分別連接電解電容C1的正、負(fù)極；電解電容C1的正、負(fù)極分別接于集成穩(wěn)壓器117S的輸入端和接地端，集成穩(wěn)壓器117S的輸出端接于插座正極，電阻R2一端接于插座正極，另一端接地，電位器W的滑動臂一端接于集成穩(wěn)壓器117S的輸入端，電位器W的另一端接于插座CZ正極，插座CZ負(fù)極接地。本發(fā)明電路簡單有效，特別適用于電子類打火器的直流工作電源。
文檔編號H02M7/162GK101867308SQ20101018392
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者粟和林 申請人:四川電力試驗(yàn)研究院