CN102684143A - 直流电源电压过压或欠压保护模块 - Google Patents

直流电源电压过压或欠压保护模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种直流电源电压过压或欠压保护模块。该保护模块由12V直流电源、稳压电路及滤波电路、动作电压微调电路及动作电压开关电路、动作电压执行电路组成。本发明用于防止电磁感应、静电感应或其他不明原因使直流电源系统形成暂态过电压或欠压，达到对电器设备的有效保护。本发明在直流电源系统电压出现瞬间变化时，将直流系电源统中出现的暂态过电压或欠压限制在电器设备允许的范围内，从而确保电器设备的安全可靠运行。市场上专业用途的过压或欠压保护电路虽然性能优良，但存在售价高、一般非专业难于接受。直流电源电压过压或欠压保护模块弥补和克服这些问题，实现了电路结构简洁、工作性能稳定、价格低廉等要求。

Description

直流电源电压过压或欠压保护模块
技术领域
本发明属于电子技术与电源技术领域，是关于一种直流电源电压过压或欠压保护模块。
背景技术
众所周知：直流电源是组成电子设备必不可少的部分。随着半导体集成技术的发展,半导体集成稳压器的种类也越来越多,性能也日趋完善。目前，此类器件的生产量在模拟集成电路中仅次于运算放大器。根据电子设备的要求,可选用适当的集成稳压器件。本发明所述的直流电源电压过压或欠压保护模块用于防止电磁感应、静电感应或其他不明原因使直流电源系统形成暂态过电压或欠压，实现了对电器设备的有效保护。本发明使用分立元件电路保证了直流电源系统电压出现瞬间变化时，将直流系电源统中出现的暂态过电压或欠压限制在电器设备允许的范围内，从而确保电器设备的安全可靠运行。
市场上专业用途的直流电源电压过压或欠压保护模块虽然性能优良，但存在售价高、一般非专业难于接受等缺陷。直流电源电压过压或欠压保护模块弥补和克服这些问题，实现了电路结构简洁、工作性能稳定、价格低廉等要求。
以下详细说明本发明所述的直流电源电压过压或欠压保护模块在实施过程中所涉及的有关技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：本发明所述的直流电源电压过压或欠压保护模块用于防止电磁感应、静电感应或其他不明原因使直流电源系统形成暂态过电压或欠压，达到对电器设备的有效保护。本发明使用分立元件电路保证了直流电源系统电压出现瞬间变化时，将直流系电源统中出现的暂态过电压或欠压限制在电器设备允许的范围内，从而确保电器设备的安全可靠运行。
市场上专业用途的直流电源电压过压或欠压保护电路虽然性能优良，但存在售价高、一般非专业难于接受等缺陷。直流电源电压过压或欠压保护模块弥补和克服这些问题，实现了电路结构简洁、工作性能稳定、价格低廉等要求。
电路工作原理：本发明所述的直流电源电压过压或欠压保护模块可用于对工作电压要求较严格的各种电路或电气设备上。它的动作电压压差只有0.1V。当电子设备的供电电源电压为12V，接入本发明的电路后，要求供电电源电压过压时动作，只要调节电位器RP使继电器J在12V不动作，当电源电压上升为12.1V时继电器立即吸合；反之如要求供电电源欠压时动作，只要调节电位器RP使继电器在12V刚好吸合，当电源电压下降到11.9V时继电器J便立即释放。我们可以利用继电器的动作快速切断设备电源或接通报警电路。在模块的电路中电解电容C2的容量不能随意加大，否则保护模块的动作就会变的比较迟钝。
技术方案：直流电源电压过压或欠压保护模块，它由12V直流电源、稳压电路及滤波电路、动作电压微调电路及动作电压开关电路、动作执行电路组成，其特征包括：
稳压电路及滤波电路：由电阻R1、稳压二极管DW、电解电容C1组成，稳压二极管DW的负极接电阻R1的一端和电解电容C1的正极，电阻R1的另一端接电路正极VCC，电解电容C1的负极接电路地GND，稳压二极管DW的正极接NPN型三极管VT1的基极；
动作电压微调电路及动作电压开关电路：由NPN型三极管VT1、线性电位器RP、电解电容C2和电阻R2组成，NPN型三极管VT1的基极接线性电位器RP的一端和电解电容C2的正极，线性电位器RP的另一端及其活动臂和电解电容C2的负极接电路地GND，NPN型三极管VT1的集电极接电路正极VCC，NPN型三极管VT1的发射极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电路地GND；
动作执行电路：由NPN型三极管VT2、电阻R3、电解电容C3、电阻R4、继电器J和二极管D1组成，NPN型三极管VT2的基极与电解电容C3的正极、电阻R4的一端及电阻R3的一端相连，电解电容C3的负极和电阻R4的另一端接电路地GND，电阻R3的另一端接NPN型三极管VT1的发射极，NPN型三极管VT2的发射极接电路地GND，NPN型三极管VT2的集电极接继电器J线圈的一端和二极管D1的正极，继电器J线圈的另一端和二极管D1的负极接电路正极VCC。
12V直流电源正极与电路正极VCC相连，12V直流电源负极与电路地GND相连。
附图说明
附图1是本发明提供一个直流电源电压过压或欠压保护模块的实施例电路工作原理图；附图1中12V直流电源负极接电路地GND。
具体实施方式
按照附图1所示直流电源电压过压或欠压保护模块的电路工作原理图和附图说明，并且按照发明内容所述电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本发明。
元器件的选择及其技术参数
以下实施例以12V直流电源为例说明本发明所需元器件的参数。
VT1、VT2为NPN型三极管，选用的型号为2SC9013，要求β≥160；
稳压二极管DW的稳压值为7.5～9V，对应动作电压范围是9～13V；稳压二极管DW稳压值为9.5～12V，对应动作电压范围是13V～18V；
电阻全部选用1/8W金属膜电阻，电阻R1的阻值为910Ω；电阻R2的阻值为1KΩ；电阻R3的阻值为470Ω；电阻R4的阻值为4.7KΩ；
线性电位器RP的阻值为4.7KΩ，选用的型号为WH9-K1；
C1～C3为电解电容，其容量均为10μF/16V；
D1为二极管，选用的型号为1N4148；
直流电源电压和继电器J的技术参数，应根据实施例的要求确定其数值。
电路制作要点与电路调试
直流电源电压过压或欠压保护模块的电路只要是选用的电子元器件性能完好，按照说明书附图1中元器件的连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查无误后，电路基本不需要调试即可正常工作；
当稳压二极管DW的稳压值为7.5～9V，动作电压范围是9～13V；当稳压二极管DW的稳压值为9.5～12V，动作电压范围是13V～18V；
改变模块电路中电阻R1的阻值，可粗略调整保护模块的动作电压，调整线性电位器RP的阻值，可精确调整保护模块的动作电压；
在模块电路中电解电容C2的容量不能随意加大，否则保护模块的动作就会变的比较迟钝滞后；
若保护模块的直流电源电压偏高，继电器J的标称工作电压偏低时，可在继电器J线圈中串接1只小阻值的电阻即可解决。

Claims (2)

1.一种直流电源电压过压或欠压保护模块，它由12V直流电源、稳压电路及滤波电路、动作电压微调电路及动作电压开关电路、动作执行电路组成，其特征包括：
稳压电路及滤波电路由电阻R1、稳压二极管DW、电解电容C1组成，稳压二极管DW的负极接电阻R1的一端和电解电容C1的正极，电阻R1的另一端接电路正极VCC，电解电容C1的负极接电路地GND，稳压二极管DW的正极接NPN型三极管VT1的基极；
动作电压微调电路及动作电压开关电路由NPN型三极管VT1、线性电位器RP、电解电容C2和电阻R2组成，NPN型三极管VT1的基极接线性电位器RP的一端和电解电容C2的正极，线性电位器RP的另一端及其活动臂和电解电容C2的负极接电路地GND，NPN型三极管VT1的集电极接电路正极VCC，NPN型三极管VT1的发射极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电路地GND；
动作执行电路由NPN型三极管VT2、电阻R3、电解电容C3、电阻R4、继电器J和二极管D1组成，NPN型三极管VT2的基极与电解电容C3的正极、电阻R4的一端及电阻R3的一端相连，电解电容C3的负极和电阻R4的另一端接电路地GND，电阻R3的另一端接NPN型三极管VT1的发射极，NPN型三极管VT2的发射极接电路地GND，NPN型三极管VT2的集电极接继电器J线圈的一端和二极管D1的正极，继电器J线圈的另一端和二极管D1的负极接电路正极VCC。
2.根据权利要求1所述的直流电源电压过压或欠压保护模块，其特征是：12V直流电源正极与电路正极VCC相连，12V直流电源负极与电路地GND相连。
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