一种电子水位开关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电极式水位敏感电子自动功率开关。它取消了常规变压器电源结构，采用电阻限流半波整流式稳压电源电路为电极、电极电路、电源电压正反馈继电器驱动电路供电；电极电路利用高电压电极环路把由水位引起的电极与外界同源交流或直流环境的通断转变为高低电平开关量信号传送给电源电压正反馈继电器驱动电路进一步控制继电器开关的吸合与释放。具有成本低、体积小、灵敏度高的特点，适用于小型低价电器产品配套使用。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种电极式水位敏感电子自动开关，利用水位变化引起的电极回路导通或断开控制继电器开关的吸合或释放。常规电极式电子水位功率开关由变压器稳压电源单元、电极、电极电路、驱动电路和继电器组成，类似于《工业锅炉手册》(天津科学技术出版社1988年3月版)“双位电极式给水自动调节器”一节中所述结构。因为变压器稳压电源单元存在，所以成本较高、体积较大、笨重，不适应小型低价电器产品的配套使用，另外由于变压器稳压电源电压输出范围有一定限制，因而电极电路可调感应电压范围也较小，导致电极灵敏度降低。本技术的目的在于克服上述电子水位开关的缺点，降低成本，减少体积，提高水位电极灵敏度，并使开关同时具有对同源交流信号通断的响应能力。本技术的目的是这样实现的电子水位开关电源部分采用电阻限流半波整流式稳压电路；电源电压正反馈继电器驱动电路利用电流脉冲启动继电器吸合、小电流维持吸合的原理工作，尽量减少该种电源电路功耗；并利用交流市电馈线间平均电压较高的特点，形成高电压微电流电极环路，提高电极灵敏度，使开关同时具有对同源交流信号通断的响应能力。附图说明图1为电子水位开关原理方框图。图2为电子水位开关电路图。以下结合附图对本技术的最佳实施例作详细说明。图1中，电阻限流半波整流式稳压电源电路为电极、电极电路、电源电压正反馈继电器驱动电路供电，电极、电极电路、电阻限流半波整流式稳压电源电路、交流市电馈线组成高电压电极环路，电极电路把由水位引起的电极与外界同源交流或直流环境的通断转变为高低电平开关量信号传送给电源电压正反馈继电器驱动电路进一步控制继电器开关的吸合与释放。图2是电子水位开关电路图。电阻R1、R2，二极管D1，稳压管DW1，电容C1组成电阻限流半波整流式稳压电源电路。交流市电通过馈线A,B加在电源电路输入端，经R1、R2串联限流，D1半波整流，C1滤波后输出一个工作范围内与负载大小成反比变化的电压；DW1保证C1电压输出在满足继电器启动电压需要的安全范围内，一般选择24V左右；为避免较大电流时R1、R2显著发热，所以R1+R2的值在满足负载驱动的条件下一般取20KΩ左右；C1选取10μF以上。电阻R3、R4，二极管D2，稳压管DW2组成电极电路。电极S直接与D2正端连接，电极S导通电压信号经D2整流，再经R3、R4串联分压后由R3、1R4连接点输出。DW2把电极电路输出电压限制在安全范围内，取值与DW1相当；R3、R4一般选取3MΩ以上。场效应管T1，电容C2构成电源电压正反馈继电器驱动电路。C2充放电过程受电极电路负载能力小的作用，它和电极电路中R3、R4产生较长的充放电时间常数，对电极电路输出有积分和滤波作用，该时间常数必须大于R1、R2、C1时间常数，确保电源电路中C1在驱动电路动作前充足电量；当继电器处于释放状态时，驱动电路无电流输出，因而电源电路所带总负载最小，电源电路输出电压最高，达到DW1限压值；当电极电路平均电压输出由底到高时，C2电压也由底到高，逐渐达到T1的阀值电压，这时继电器在驱动电路的作用下开始吸合过程，即当吸合过程开始时，T1瞬间逐渐加大继电器吸合电流，并很快达到最大值，同时电源电路中C1所储电量不断减少，并引起电极电路输出电压下降，而输出电压下降导致T1阀值电压降低，形成正反馈过程，使T1在C2瞬间基本不变的电平作用下迅速完成继电器的吸合过程；吸合过程完成后，此时由于电源电路中C1所储有效电量已被耗尽，所以T1输出电流也有较大下降，但相应于继电器吸合之前，电源电路负载已大幅提高，因而输出电压也大幅下降，电源电路输出电压下降后稳定在T1维持继电器吸合所需的最小电压之上；当电极电路平均电压输出由高到底时，C2电压也由高到底，当达到T1的阀值电压时，继电器在驱动电路的作用下开始释放过程，即当释放过程开始时，T1瞬间逐渐减少继电器吸合电流，并很快达到最小值，同时电源电路中C1所储电量不断增加，并引起电极电路输出电压上升，而输出电压上升导致T1阀值电压上升，形成正反馈过程，使T1在C2瞬间基本不变的电平作用下迅速完成继电器的释放过程；释放过程完成后，T1无电流输出，电源电路负载大幅减小，C1重新充足电量，电源电路输出电压达到DW1限定值。电极、电极电路、电阻限流半波整流式稳压电源电路、交流市电馈线A、B按照同向整流匹配原则组成高电压电极环路。同向整流匹配原则就是要求高电压电极环路上整流二极管D1、D2方向一致，避免电极环路阻塞。电源电路在C1负极方向上依次为R2、D1,D1的负极直接与B馈线连接，符合D1、D2同向整流匹配原则。当电极S电压在瞬间相对于B馈线为正时，则高电压电极环路由电极、经电极电路、电源电路到B馈线形成；当电极S电压在瞬间相对于A馈线为正时，则高电压电极环路由电极、经电极电路、电源电路到A馈线形成。在一个交流市电周期内，当电极S上存在相对于任一馈线0～220V之间一稳定的同频、同源交流电压时，都可以存在至少一种形式的高电压电极环路，当加在电极上的外电压对于电极电路有足够驱动能力时，则电极电路将与C2配合，产生高电平输出。电源电路中R2获得相对于电源地GND为低的平均负电压，它配合电极电路在高电压电极环路中工作，在电极电路输入阻抗较高的情况下，使电极电路对电极S得到的同源交流信号强弱作出更加灵敏的输出变化响应。R2选取10KΩ以下。继电器J选择24V直流型号、线圈功耗0.36W左右。电极S1是辅助电极，它通过R5与任一交流市电馈线相连，当电极S附近同源交流信号没有或太弱时，起到对同源交流信号补充作用。R5一般选取3MΩ以上。本技术具有以下优点(1)采用电阻限流半波整流式稳压电源电路，与常规变压器电源相比，大大降低了成本，减少了体积。(2)形成高电压电极环路，不仅提高了电极灵敏度，还使开关具有对同源交流信号通断的响应能力。(3)电路采用电流脉冲启动继电器吸合、小电流维持吸合的原理工作，使电子水位开关功耗较低。本技术可以用作速热器自动开关，利用水开后热水瓶内水位因少量水沸腾溢出和蒸发而有所下降的特点，实现自动断电的功能；同时满足成本低、体积小的需要。本技术还可以用作小型水泵自动停机开关。权利要求1．一种电子水位开关，它由电极、电极电路、继电器驱动电路、继电器组成，水位变化引起电极导通或断开，进而通过电极电路转变为开关量信号传送给继电器驱动电路，从而控制继电器吸合与释放，其特征在于该装置还具有一个电阻限流半波整流稳压管式电源电路，交流市电通过馈线加在电源电路输入端，电源电路输出一个工作范围内与负载大小成反比变化的电压，为电极、电极电路、继电器驱动电路提供电能；一个电源电压正反馈环节，它包含在继电器驱动电路之中，形成电源电压正反馈继电器驱动电路，在继电器吸合过程中，它与电源电路相作用，利用电源电路所储的电量，迅速使继电器驱动电路完成继电器的吸合，并过渡到小电流吸合维持状态；一个高电压电极环路，遵循同向整流匹配原则，由电极、电极电路、电阻限流半波整流式稳压电源电路、交流市电馈线组成，它使得电极电路能够对于电极与外界同源交流环境的通断进行开关量信号转换。2．根据权利要求1所述的电子水位开关，其特征在于所述的电极电路含有整流环节。专利摘要本技术公开了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子水位开关，它由电极、电极电路、继电器驱动电路、继电器组成，水位变化引起电极导通或断开，进而通过电极电路转变为开关量信号传送给继电器驱动电路，从而控制继电器吸合与释放，其特征在于该装置还具有：一个电阻限流半波整流稳压管式电源电路， 交流市电通过馈线加在电源电路输入端，电源电路输出一个工作范围内与负载大小成反比变化的电压，为电极、电极电路、继电器驱动电路提供电能；一个电源电压正反馈环节，它包含在继电器驱动电路之中，形成电源电压正反馈继电器驱动电路，在继电器吸合过程中 ，它与电源电路相作用，利用电源电路所储的电量，迅速使继电器驱动电路完成继电器的吸合，并过渡到小电流吸合维持状态；一个高电压电极环路，遵循同向整流匹配原则，由电极、电极电路、电阻限流半波整流式稳压电源电路、交流市电馈线组成，它使得电极电路 能够对于电极与外界同源交流环境的通断进行开关量信号转换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王传峰，
申请(专利权)人：王传峰，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]