CN106410756A - 可控硅速断型多点式检测保护电源 - Google Patents

Abstract

可控硅速断型多点式检测保护电源，属于电子技术领域，由防雷器，前端过压保护启动单元，回路二极管，过流监控单元，过流显示单元，过流保护启动电路，回路采样单元，速断保护单元，速断启动响应单元，保护启动单元，后端过压可调单元，后端过压控制单元，故障警示效果单元，三端稳压电路共同组成，过流监控单元中以NPN三极管作电流放大，串联在主通道中，形成对负载的监控，速断保护单元串在三端稳压电路的输入，在整流输出、三端稳压输出有过压故障时，形成对总电源与负载的主动提示与速断保护，主动提示采用声光共存的效果，形成一种多处监测与保护效果共存的可控硅速断型多点式检测保护电源，从而推动电源电子线路的发展。

Description

可控硅速断型多点式检测保护电源

技术领域

本发明属于电子技术领域。

背景技术

电源是一个古老的话题，因为从有电子线路开始的第一天，就开始对电源的研究，因为一切电子电路都必须要电源才能工作。

电源也是一个新鲜的的话题，因为在电子技术日新月异发展的今天，技术在不断更新，需要适应各种发展的需要的新电源。所以对电源的研究，一直是社会研究的重点。

稳压源是电子产品重要的组成部分，其性能的优异，直接关系到整体的性能，所以目前有很多优秀的稳压电源集成电路，如78系列，79系列等等。上述这些集成系列虽然 有很多优点，但它是一种普及型的稳压电路 仍然不能满足目前电子产品日新月异的的需要。例如，这上述三端稳压电路虽有保护，但是不能监测，更不能实现光与声音共存的监测与保护。

例如本企业曾申请了多个关于保安器材的产品。这些器材的产品对电源的要求就很高，苛求度将远远高于普通家电，按传统的的设计方案是不能胜任的。原因如下：

一、电源往往是电器，最易出故障的重点部位。特别是在雷雨季节到来之际，对普通家电，可以采用拨掉电源来预防，在需要用时，（如需要看电视时），重新插上。否则无法看电视，提示性很强，可以立即恢复，而保安类产品相对很困难，因为在拨掉电源后，不易直观提醒，只能靠回忆，但高节奏的生活，容易忘掉，成为保安空白。

二、现在虽然有避雷器类的产品，但具了解，其吸穿在100伏以内的很难买到，更别说是在30伏以内的（现在的78系列，输入电压只能为30伏）。

三、一般的家电发生故障，维修方便。但保安类产品，需要定点维修。而这种维修，需要抢时间，因此如何能准确地判断出故障产生的部位，是电源，还是负载。

四、除了雷击外，电网的波动，也是容易引起电子产品易损坏的重要原因，因此必需要有更强的适应能力。

五、特别重要的一点是，无法可靠而准确地对保安器进行监测。现在的产品，只能定期地进行模拟实验，以检验产品现在处于正常或非正常状态，但是这种模拟只是一种被动式的监测与检验，因为这种监测是有次数的，不是一有问题就能主动的被人为发现，从而加以解决。

业内人事都知道，如果负载发生故障，其电源电压，与负载总电流会发生严重变化，因此可以从电源的工作变化来观察与检验整个负载的工作状态。在贵重的仪器中，有专门的仪器进行观察，但是那样的成本高，难以普及。

但是目前的多数资料介绍，技术主要情况如下：

1、多数资料的介绍只能对电流进行粗糙的监测（如电流有无的测），如附图3所示。而不能对电流的变化进行放大后监测，因而存在两方面的不足，一是无法引出声讯检测信号，二是检测的精度达不到要求。其常用线路如图3。

2、只能做到某点的某一方面的监测与保护，如只能实现对电流，或电压的监测与保护，而不能做到电流与电压共存的全面监测与保护。

3、只能做到故障区域一个方面的监测或保护，如是外界因素（雷击与市电）而造成的过压保护，或对负载原因造成的过流保护，但是却不能实现对电源本身出现问题而产生的监测与保护，（因为电源常常是故障产生的重点区域），因此不能做到多个面的、即多点的共同监测多种保护。

4、在监测的能效果不能实现光与声的共存的警示，因而提示性不强，同时维修人员也不能根据指示迅速与准确地判断出故障发生的区域。

5、缺乏响应快，过压保护的阀值为灵活可调线路。

6、缺乏全面与价格的统一，多种先进效果与可操作性的统一的线路。

7、本项目的特点。

由于上述上原因，所以现有资料难以解决提出的5点问题。

为弥补现有稳压电路功能的不足，本发明的手段一是，以NPN三极管与PNP三极管连成一种串联在主回路线路中电流放大管形式，实现对线路电流的变化进行监测与保护，二是对线路中整流输出与稳压输出关键两点，进行监测与保护，三是采用声光共存效果的监测与保护效果，其目的是创新一种集监测，保护，稳压一体，并有着多种亮点的电源电路，从而大大丰富电子线路中电源线路，推动电源电子线路的发展。

发明内容

为弥补现有稳压电路功能的不足，本发明的手段一是，以NPN三极管与PNP三极管连成一种串联在主回路线路中电流放大管形式，实现对线路电流的变化进行监测与保护，二是对线路中整流输出与稳压输出关键两点，进行监测与保护，三是采用声光共存效果的监测与保护效果，其目的是创新一种集监测，保护，稳压一体，并有着多种亮点的电源电路，从而大大丰富电子线路中电源线路，推动电源电子线路的发展。

本发明所采用措施是。

可控硅速断型多点式检测保护电源由防雷器，前端过压保护启动单元，回路二极管，过流监控单元，过流显示单元，过流保护启动电路，回路采样单元，速断保护单元，速断启动响应单元，保护启动单元，后端过压可调单元，后端过压控制单元，故障警示效果单元，三端稳压电路共同组成。

可控硅速断型多点式检测保护电源用NPN三极管串联在主回路线路中的一种方式，一是以电流放大管形式，实现对线路电流的变化进行监测与保护，二是对线路中整流输出与稳压输出关键两点，形成可控硅速断式的保护，三是采用声光共存效果的监测与保护效果的可控硅速断型多点式检测保护电源。

其中：回路二极管单元由数个二极管串联而成。

过流监控单元由NPN过流启动管、PNP过流启动管、过流基极电阻组成。

过流显示单元由过流保护电阻与过流指示灯组成。

过流保护启动电路单元由过流启动电阻、过流启动二极管组成。

回路二极管正极接整流输出，回路二极管负极接NPN过流启动管的基极，NPN过流启动管的集电极接整流输出，NPN过流启动管的发射极与PNP过流启动管的发射极相接，过流基极电阻一端接在PNP过流启动管的基极，过流基极电阻的另一端接速断保护单元中速断可控硅的阳极，PNP过流启动管的集电极为两路，一路接过流显示单元过流保护电阻的一端，过流保护电阻的另一端接过流指示灯到地线，另一路接过流保护启动电路单元过流启动二极管的正极，过流启动二极管的负极接过流启动电阻到保护启动单元中保护启动可控硅的控制极。

回路采样单元由抽样电阻、隔离电阻、隔离二极管组成：抽样电阻的一端接过流NPN启动管的基极，抽样电阻的另一端接速断保护单元中速断可控硅的阳极，隔离电阻的一端接过流NPN启动管的发射极，隔离电阻的另一端接隔离二极管的正极，隔离二极管的负极接速断可控硅的阳极。

前端过压保护启动单元由前端过压门坎稳压管、过压启动电阻、过压启动二极管组成：前端过压门坎稳压管的一端接整流输出，前端过压门坎稳压管的另一端接过压启动电阻的一端，过压启动电阻的另一端接过压启动二极管到保护启动单元中保护启动可控硅的控制极。

速断保护单元由速断可控硅、触发电阻组成：触发电阻接在速断可控硅的阳极与控制极之间，速断可控硅的阴极接三端稳压电路的输入端。

保护启动单元由保护启动可控硅、灵敏度调整电阻、钳位二极管一、钳位二极管四、钳位二极管三组成：灵敏度调整电阻接在保护启动可控硅的控制极与地线之间，保护启动可控硅的阴极接地线，钳位二极管一的正极接速断可控硅的控制极，钳位二极管一的负极接保护启动可控硅的阳极，钳位二极管四与钳位二极管三的负极都接在保护启动可控硅的阳极上，钳位二极管四的正极分别接后端过压保护单元中后端过压指示灯的正极，后端过压保护单元反馈电阻一端，钳位二极管三的正极接后端过压保护单元中过压启动前管的集电极。

速断启动响应单元由充电二极管、响应电容、响应二极管组成：充电二极管的正极接速断可控硅的阴极，充电二极管的负极接响应电容的正极，响应电容的负极接地线，响应二极管的正极接响应电容的正极，响应二极管的负极接保护启动可控硅的阳极。

后端过压可调单元由上偏可调电阻、上偏保护电阻、下偏可调电阻、可调三极管组成：上偏可调电阻的一端接三端稳压电路输出，上偏可调电阻的另一端串接上偏保护电阻到可调三极管的基极，下偏可调电阻接在可调三极管的基极与地线之间，可调三极管的发射极接地线。

后端过压保护单元由过压控制管、交连电阻、反馈电阻、后端过压指示灯、钳位二极管二组成。

交连电阻接在可调三极管的集电极与过压控制管的基极之间，反馈电阻的一端接过压控制管的集电极，反馈电阻的另一端接后端过压指示灯的正极，后端过压指示灯的负极接可调三极管的基极，过压控制管的发射极接速断可控硅的阳极，钳位二极管二的正极接速断可控硅的控制极，钳位二极管二的负极接过压启动前管的集电极。

故障警示效果单元由故障指示灯、故障指示保护电阻、发音器组成：故障指示保护电阻的一端接过压控制管的集电极，故障指示保护电阻的另一端接故障指示灯到地线，发音器接在过压控制管的集电极与地线之间。

三端稳压电路的输出端即是可控硅速断型多点式检测保护电源的电压输出。

防雷器接在整流输出与地线之间。

2、前端过压保护启动单元所形成的电压值比三端稳压电路输入的最高电压值低。

3、保护启动可控硅与速断可控硅为单向可控硅。

进一步说明：

一、可控硅速断型多点式检测保护电源中运用了NPN过流启动管与PNP过流启动管作过流放大与控制，实现对总电流实行监控与保护的说明。

（1）、意义。

本监控与保护主要是：NPN过流启动管（图2中的102）与PNP过流启动管（图2中的103）连成了一种特殊的串联线路的放大线路。由于三极管能对变化的电流进行放大，所以突出的效果一是有很高的灵敏度，二是能对负载与三端三端稳压电路两方面出现的故障进行监控与保护，因而监控与保护全面。

（2）、形成的原理。

回路二极管（图2中的101）的连接使NPN过流启动管的集电极与基极形成2.1伏以上的反压，使NPN过流启动管具备了工作的必要条件，抽样电阻（图2中的107）串在了NPN过流启动管的基极与发射之间，可以取出电流的大小变化情况。发射极所串联的隔离二极管（图2中的106）主要起到两重作用，一是隔离作用，即是回路的总电流被隔离不会反流到发射极所连的显示部分，造成电流显示误判。反之发射极产生的电流必定是NPN过流启动管放大后的电流。二是成为NPN过流启动管的重要主回路作用，使NPN过流启动管的集电极，反压高于基极，同时也更高于发射极，因而使NPN过流启动管满足工作的所有条件。也即是当抽样电阻的压降满足该管的正向偏置时，该管导通。当该管导通后，PNP过流启动管（图2中的103）的发射极才可能有电流，成为该管开通的必要条件。所以当抽样电阻的电压在在于1.4伏时，（NPN过流启动管的基极与发射极正向电压为0.7伏，PNP过流启动管发射极与基极正向偏置仍为0.7伏，）两管同时开通，输出电流激励保护启动单元动作翻转。保护启动单元中的保护启动可控硅（图2中的205）阳极为低位，立即钳位速断保护单元，使速断可控硅（图2中的302）关闭，阴极不再有输出。保护启动可控硅的阳极同时还钳位过压启动前管（图2中的606）的集电极，使过压启动后管（图2中的608）集电极有输出电流激励发音器（图2中617）与故障指示灯（图2中的616）警示。

（3）、效果与特点分析。

A、由于具有强烈的正反馈，所以当过流时产生的保护时，在翻转过程中是“雪崩”式的，响应极快。

B、由于回路二极管具有很小的内阻，所以无论电流多大其两端电压均会只有1.4伏左右。而抽样电阻的电压不会超过1.4伏就会动作，所以对整流输出端不会造成有效电压的较大下降。

C、监控很灵敏。在采用NPN过流启动管，且与PNP过流启动管（图2中的103）配合后，有很高的灵敏度。由于过流监控与保护是一种重要监控与保护，其故障涉及面广，因素包括外界与内因两方面，采用两管的组合后其输出形成了“与”的关系，可以进一步避免监控与保护的失误。

D、监控很准确。由于抽样电阻（图2中的107）的两端电压超过1.4伏；即是两管的正向偏置后，就有输出，反之无输出，所以使监控与保护准确而可靠。

E、由于产生电流过大的原因有外界因素，在外界故障消除后电流可能变小，所以指示可能是可能自愈的。

二、可控硅速断型多点式检测保护电源在三端稳压电路的前端形成重点监测保护的过压速断监测与保护的说明：

该电路主要针对外界有意外形成的保护，如雷击，或市电外线路意外引起的升高。虽然现在市面有避雷器产品，但是吸穿电压在100伏以下的产品很难买到，更别说是36伏以下的产品。

（1）、形成的原理。

当整流输出有较高的电压，且超过前端过压门坎稳压管（图2中的201）的稳压值电压后，前端过压保护启动单元导通，使保护启动单元迅速作用。

由于保护启动单元中是运用了可控硅作保护，并有响应单元与之配合，使保护启动可控硅（图2中的205）的响应速度大大加快，因而钳位速断可控硅（图2中的302）的控制极迅速截止，产生速断，因而形成保护。

保护启动可控硅导通后，它还钳位了过压启动前管的集电极，使过压控制管迅速动作，启动故障警示效果单元发声与发光提示。

（2）、线路特点分析。

在通电时的正常情况，速断可控硅（图2中的302）被触发电阻（图2中的301）触发导通，这种触发是长期被触发，而不是瞬态触发，所以触发力度很大，能保证可控硅的可靠导通，并长期处于导通状态。因而能将电源传输到三端稳压电路的输入，三端稳压电路正常输出，保证向外输出负载输出电流。在有过压时，前端过压保护启动单元导通，使保护启动单元迅速作用，钳位速断保护单元，形成速断保护。

保护启动可控硅与速断可控硅响应速度快的原因是：一是由于速断可控硅被触发的电阻值很大，在数百K时均能触发，所以只要调试好保护电阻的阻值，就能导致保护启动可控硅饱和或向饱和变化，由于可控硅的正反馈性，所以可控硅会向着截止方向变化。（这里应说明的是，在教科书上说，可控硅截止条件是当阳极电流减少时且小于维持电流时会向截止方向变化，但对单向可控硅来说，理论与实践都说明，将可控硅的阴极减少到零，仍可以使可控硅向着截止方向变化）。二是保护启动可控硅的阳极由两路供电，一路由触发电阻与钳位二极管一的供电，另一路就由响应电容的供电，而由于在正常时响应电容（图2中的208）是充满了电，因而在过压时，响应电容是加速了保护启动可控硅管进入自保持状态，因此，在过压时，保护启动可控硅与速断可控硅的响应速度很快，所以能形成速断保护。

在形成速断保护时，故障指示灯与发音器会同时警示，形成声、与光的提示，由于过压控制管在翻转时有高位输出，所以光与声的警示很可靠。

由于前端过压门坎稳压管的稳压值，可以很方便地找到，所以门坎值高计灵活，也可以很方便的实施。

过压速断保护与防雷器是形成了过压与雷击的双重保护。整流输出端对连有避雷器，有雷击时，其涌流将速入地，因而在有雷击时，形成涌压的保护。

三、可控硅速断型多点式检测保护电源对后端即是三端稳压电路的输出端形成监测与保护点的过压速断监测与保护的说明：

（1）、意义。

该保护主要是检查三端稳压电路内部损坏后产生的一种保护，如果三端稳压电路损坏，其输出的稳压值必定会升高，则对负载产生过压的严重危害，由于电源常常故障损害的重点部位，所以有必要对单独进行监测与保护。

（2）、形成的原理。

当三端稳压电路输出端电压升高后，后端过压可调单元所形成的门坎电压突破，后端过压保护单元迅速启动，钳位速断可控硅形成速断保护。

由于后端过压保护单元设计有正反馈支路，因而响应极快，使可调三极管（图2中的605）集电极为雪崩为低，因而钳位三端稳压电路输入端的速断可控硅（图2中的302）迅速截止，产生速断因而形成保护。

后端过压指示灯（图2中的611）与反馈电阻形成两种作用，一是形成反馈电路，二是形成显示作用，同时当只是前端发生过压故障或只是电流发生故障，使保护启动可控硅动作时，后端过压指示灯还起了隔离作用，即是在保护启动可控硅的阳极为低位时，钳位可调三极管的集电极与反馈电阻，让过压控制管饱和，但不产生反馈，其好处是，当前端即三端稳压电路的输入端电压恢复正常，或是电路电流恢复正常的情况下，过压控制管也能随保护启动可控硅的截止而截止，故障指示灯与发音器不再指示。

在后端电压过高时，由于过压控制管（图2中的608）由截止变为饱和的过程中，该管集电极有电，所以带动故障指示灯发光（图2中的616），其发音器（图2中的617）发声。

（3）、线路特点分析。

A、该点保护的门坎采用可调的三极管模拟电路，所以保护适应面很广。

以78系列为例，三端稳压电路稳压值不一样，如稳压值分别有5伏，6伏，9伏12伏，所以过压的标准不一样。而对应的稳压管不好与此配合。由于三端稳压电路输出端的后端过压可调单元的门坎值是采用了可调的三极管模拟电路，其模拟的稳压管的门坎值选择灵活且连续可调，因而设计保护的标准可以灵活制定，不会受到限制，所以可以适应所有三端稳压电路。形成的原理是，当可调三极管（图2中的605）的上偏可调电阻（图2中的601）阻增加后，该电阻上分压增大，基极与发射极的分压减少。

也由于三端稳压电路输出端的过压控制管（图2中的608）与可调三极管（图2中的605）之间有强列的正反馈，所以保护是雪崩式的，很迅速，保护有力。

由于这种保护是因为三端稳压电路损坏而引起，必需修理，所以这种保护不会自愈，所以故障指示灯只长期亮，一直要告之使用者，直到修复。

四、可控硅速断型多点式检测保护电源三处指示灯与发音器指示共存的好处说明。

因为有声响，所以维护者可以很灵感地收到报警信息，引起注意。

所形成的两点过压监测与总电流监测，所以可以很方便地分析与判断出故障的区域。其中逻辑如下：

1、三端稳压电路发生故障时，后端过压指示灯（图2中的611）与故障指示灯（图2中的616），均会闪亮，同时发音器（图2中的617）会出现声响。

2、负载电路发生故障时，过流指示灯（图2中的109）长亮，同时会出现声响。

3、整流输出电压过高，后端过压指示灯会亮，同时会出现声响。

4、发光管闪亮后恢复，表示故障自动排除，告诉使用者可能存在市电有波动的情况，或外线有一定故障。需要检查维修。

本发明实施后有以下显著的优点：

一、本发明实施后，集稳压，监测，保护为一体，而且三种功能都具有突出的性能。特别是形成的两点（整流输出端与稳压输出端），两参数（电压与电流）、两效果（光与声）的系统监测与保护，是十分先进的。他的最大好处一是有很强的保护作用，大大提升了可靠性。二是与特殊负载（如保安类负载）配合后，能将以前的“被动检查状态”变为了“主动发现状态”，所以有着特殊的意义 ，从而丰富了电子线路的的内容。

二、抗雷保护效果特好。因为一是形成了多级保护。二是抗雷的响应特快，因为NPN管与PNP形成的互补放大电路有很强的正反馈，所以响应快。三是门坎电压灵活可调，可以灵活地将门坎电压调到所需值，不会受到限制。

三、保护性能优异。

1、功能全面。能实现电压与电流的双重保护。

2、保护严密。一是对外界的因素造成的故障因素如电压过高能形成及时的保护，二是对内因如稳压电源出现的问题能及时保护。（因为电源常是故障的重点）。三是对内因负载产生的问题能保护。

3、对三端稳压电路的输出端保护电压输出值可以灵活可调，因而能与现代三端三端稳压电路的很好地匹配。

四、监测性能优异。

一是监视显示全面，光声并存，提示性强。这对特殊负载如保安器材类，意义很重要，能使维护人员主动发现问题。

二是监测参数全面，有电压，与电流。

三是监测点全面：监测了由外界因素引起，还是由负载故障引起，还是由稳压电源内部引起。（由于电源处于长期的通电状态，常常是设备易损害的重点部位，所以本发明单列）。

四是对电流的监测亮点多。

A、灵敏度高，因为监测采用了放大电路，所以不只是仅对电流存在的有无的进行监测，而是能监测到电流的变化情况。

B、灵敏度灵活可调。因为抽样电阻灵活可调。

C、准确而可靠。其原因是电流监测放大管与PNP过流启动管的下向偏置成为了一个标准的比较门坎值，当高于此值，起动，反之不起动。

D、对整流输出端的有效电压损失少。因为主回路采用了二极管支路，降压损失仅为2.1伏（采用两只二极管时），抽样电阻也仅为1.4伏（因为高于1.4伏时保护起动）。

E、通过监测的指示很容易判断出故障区域与原因其规律是：

1、三端稳压电路发生故障时，后端过压指示灯与故障指示灯，均会闪亮，同时发音器会出现声响。

2、负载电路发生故障时，过流指示灯长亮，同时会出现声响。

3、整流输出电压过高，后端过压指示灯会亮，同时会出现声响。

4、发光管闪亮后恢复，表示故障自动排除，告诉使用者可能存在市电有波动的情况，或外线有一定故障。需要检查维修。

五、稳压效果好，因为第二级稳压保留了三端稳压电路所有的优秀性能。其次是前级射输出基极对地有积分电容，电容电压不能跃变，因而存在一定的稳压作用，同时连接有限位稳压管，所以形成了第一级的稳压粗调稳压。

六、比传统的稳压电源有更宽的适应能力，在发生意外电压高，不会损坏。而在电压较低的地方与时段也能正常工作。

七、价格低廉，信价比高，体积小，适应性广，配套性强。

八、线路简洁，易生产与调试，原因一是因为线路中的调试点少。二是，很易量化。调试范围宽松，可操作性强。

九、这种产品可以用于对新产品的开发研究，用于对新产品的老化试验中，观察新产品那一部分存在薄弱环节。

附图说明

图1是本发明可控硅速断型多点式检测保护电源的方框原理单元连接图。

图中：1、整流输出；2、前端过压保护启动单元；3、回路二极管单元；4、过流监控单元；5、过流显示单元；6、过流保护启动单元；7、回路采样单元；8、速断保护执行单元；9、速断启动响应单元；10、保护启动单元；11、后端过压可调单元；12、后端过压保护单元；13、故障警示效果单元；100、防雷器；500、三端稳压电路；800、可控硅速断型多点式检测保护电源的电压输出。

图2是可控硅速断型多点式检测保护电源的一种实施方案的电子元件工程原理图。

1、整流输出；100、防雷器；101、主回路二极管；102、NPN过流启动管；103、PNP过流启动管；104、基极电阻；105、隔离电阻；106、隔离二极管；107、抽样电阻；108、过流保护电阻；109、过流指示灯；110、过流启动二极管；111、过流启动电阻；201、前端过压门坎稳压管；202、过压启动电阻；203、过压启动二极管；204、钳位二极管一；205、保护启动可控硅；206、灵敏度调整电阻；207、充电二极管；208、响应电容；209、响应二极管；301、触发电阻；302、速断可控硅；500、三端稳压电路；601、上偏可调电阻；602、上偏保护电阻；603、下偏可调电阻； 605、可调三极管；607、交连电阻； 608、过压控制管； 610、反馈电阻；611、后端过压指示灯；612、钳位二极管四；613、钳位二极管三；614、钳位二极管二；615、故障指示保护电阻；616、故障指示灯；617、发音器；800、可控硅速断型多点式检测保护电源电压输出。

图3是资料上所用的监测电流的方法。

图中：901、电流输入端；902、电流输出端；903、电流主回路的稳压二极管；904、发光二极管；905、平衡电阻。

图4是调试三端三端稳压电路时将输出电压升高的模拟方法。

图中：500、三端稳压电路；500.1、新增加的上偏电阻；500.2、新增加的下偏电阻；500.3、电压表。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4表达了可控硅速断型多点式检测保护电源的一种制作实例。

一、选用元件：避雷器选择击穿电压为100伏以内的，保护启动可控硅与速断可控硅都选用单向可控硅，NPN过流启动管放大系数为50---80。过压启动前管选用8050，过压控制管采用8550，回路二极管采用面结合型二极管，如EI4007（如果主回路电流大还可采用其它型号）。门坎稳压管选用功率为1W的，三端稳压电路选用78系列。

二、焊接：按照图2的原理图制作电路控制板并焊接。

三、通电的检查与调试：首先让电源接上负载。负载可由等效电阻代替，等效电阻一端接在电源输出端上，一端接在地线上。

1、对电流监测与保护的检查与调试。

调试抽样电阻的灵敏度，此时用电压表的红表笔接在抽样电阻（图2中的107）连接NPN过流启动管（图2中的102）基极的一端，黑表笔连接在抽样电阻另一端。

A\当等效电阻为正常的负载电流时，用此时抽样电阻的两端电压应小于1.4伏，PNP过流启动管（图2中的103）集电极无输出。

B\当等效电阻小于正常值时，即是负载电流稍超过正常值时，抽样电阻的两端电压增加，并产生正向偏置，抽样电阻两端电压应为1.4伏左右。PNP过流启动管集电极应有输出。此时过流指示灯（图2中的109）与故障指示灯（图2中的616）亮，发音器（图2中的617）有声音提示。用电表测试保护启动可控硅（图2中的208）阳极为低位。

如果PNP过流启动管无输出，首先测试NPN过流启动管发射极，此时应有输出，如果不正确则可能是，回路二极管（图2中的101）焊接反，因而使线路无电流。另一种情况是回路二极管其中一个为短路，使NPN过流启动管的集电极与基极之间电压过低仅为0.7伏。使NPN过流启动管反压太低，不能正常工作。

如果NPN过流启动管发射极有电，而PNP过流启动管集电极仍然无电，此时应检查PNP过流启动管基极所接的基极电阻（图2中的104）是否脱焊，或是基极电阻的阻值太大，应对其调整，其规律是阻值越大，该管集电极电压越弱。

C、当负载电流稍超过正常值时一定值时（根据设计要求，如10%时），过流指示灯（图2中的109）与故障指示灯（图2中的616）亮。

D、当负载电流恢复正常值时（即是等效电阻恢复为正常负载值），过流指示灯与故障指示灯不亮。

2、对三端稳压电路输入端过压监测的检查与调试。

将直流调压器连接在整流输出。即是用直流调压器代替整流线路，采用两只电压表，第一只表连接直流调压器输出与地线间，用来测试输出电压。第二只表连接三端稳压电路电源输入端与地线之间测量三端稳压电路输入端电压。

A、确定整流输出端保护门坎电压如为30伏，则选前端过压门坎稳压管（图2中的201）为30伏左右的稳压管焊接。当直流调压器电压高过30伏后，则第二只电表无电压，表示三端稳压电路输入端无电压。如果直流调压器持高，第二只电表将继续无电压，直流调压器电压恢复正常后，则第二只电压表电压恢复正常。在第二只电压表无电压期间，故障指示灯（图2中的616）亮。

B、当直流调压器电压恢复正常，即是小于30伏后，故障指示灯不亮。

3、对三端稳压电路输出端过压监测与保护的检测与调试。

（1）、检测与调整保护起动门坎值。

用电压表测量三端集成三端稳压电路的输出端。确定输出端保护的门坎电压，如比正常稳压值高10%伏，保护动作。

A、模拟三端稳压电路被损坏的情况，即是模拟损坏后稳压输出电压增高。

方法是断开三端稳压电路接地端，并在该端与地之间串联一只电阻即接地电阻，同时在三端稳压电路接地端与输出端连接一只电阻二即上偏调压电阻，这时输出端的电压会提高，（参见图4）调整两电阻的值，如将接地电阻的阻值增大，（或将上偏电阻的阻值减少），让三端三端稳压电路的输出端增加的电压达到所需值，如10%。这时电压表指示为高如10%的电压。

B、在确定门坎电压值后，调整保护起动。

这时可调三极管（图2中605）会触发迅速由截止变为饱和。过压控制管（图2中的608）随之动作，上偏可调电阻（图2中的601）的规律是，阻值越大，稳压输出所击穿的的电压越高，反之越低。

（2）、监测与保护的正常现象。

可调三极管（图2中605）饱和后，过压控制管（图2中的608）的集电极有高压，此时声响，而且后端过压指示灯（图2中的611）与故障指示灯（图2中的616）亮。

短路接地阻，此时声仍响，而且后端过压指示灯与故障指示灯仍亮。

如上述情况不正确，则是可调三极管损坏，或是交连电阻（图2中的607）脱焊导致过压控制管未动作。

Claims (3)

1.可控硅速断型多点式检测保护电源，其特征是：由防雷器，前端过压保护启动单元，回路二极管，过流监控单元，过流显示单元，过流保护启动电路，回路采样单元，速断保护单元，速断启动响应单元，保护启动单元，后端过压可调单元，后端过压控制单元，故障警示效果单元，三端稳压电路共同组成，

可控硅速断型多点式检测保护电源用NPN三极管串联在主回路线路中的一种方式，一是以电流放大管形式，实现对线路电流的变化进行监测与保护，二是对线路中整流输出与稳压输出关键两点，形成可控硅速断式的保护，三是采用声光共存效果的监测与保护效果的可控硅速断型多点式检测保护电源；

其中：回路二极管单元由数个二极管串联而成；

过流监控单元由NPN过流启动管、PNP过流启动管、过流基极电阻组成；

过流显示单元由过流保护电阻与过流指示灯组成；

过流保护启动电路单元由过流启动电阻、过流启动二极管组成；

回路二极管正极接整流输出，回路二极管负极接NPN过流启动管的基极，NPN过流启动管的集电极接整流输出，NPN过流启动管的发射极与PNP过流启动管的发射极相接，过流基极电阻一端接在PNP过流启动管的基极，过流基极电阻的另一端接速断保护单元中速断可控硅的阳极，PNP过流启动管的集电极为两路，一路接过流显示单元过流保护电阻的一端，过流保护电阻的另一端接过流指示灯到地线，另一路接过流保护启动电路单元过流启动二极管的正极，过流启动二极管的负极接过流启动电阻到保护启动单元中保护启动可控硅的控制极；

回路采样单元由抽样电阻、隔离电阻、隔离二极管组成：抽样电阻的一端接过流NPN启动管的基极，抽样电阻的另一端接速断保护单元中速断可控硅的阳极，隔离电阻的一端接过流NPN启动管的发射极，隔离电阻的另一端接隔离二极管的正极，隔离二极管的负极接速断可控硅的阳极；

前端过压保护启动单元由前端过压门坎稳压管、过压启动电阻、过压启动二极管组成：前端过压门坎稳压管的一端接整流输出，前端过压门坎稳压管的另一端接过压启动电阻的一端，过压启动电阻的另一端接过压启动二极管到保护启动单元中保护启动可控硅的控制极；

速断保护单元由速断可控硅、触发电阻组成：触发电阻接在速断可控硅的阳极与控制极之间，速断可控硅的阴极接三端稳压电路的输入端；

保护启动单元由保护启动可控硅、灵敏度调整电阻、钳位二极管一、钳位二极管四、钳位二极管三组成：灵敏度调整电阻接在保护启动可控硅的控制极与地线之间，保护启动可控硅的阴极接地线，钳位二极管一的正极接速断可控硅的控制极，钳位二极管一的负极接保护启动可控硅的阳极，钳位二极管四与钳位二极管三的负极都接在保护启动可控硅的阳极上，钳位二极管四的正极分别接后端过压保护单元中后端过压指示灯的正极，后端过压保护单元反馈电阻一端，钳位二极管三的正极接后端过压保护单元中过压启动前管的集电极；

速断启动响应单元由充电二极管、响应电容、响应二极管组成：充电二极管的正极接速断可控硅的阴极，充电二极管的负极接响应电容的正极，响应电容的负极接地线，响应二极管的正极接响应电容的正极，响应二极管的负极接保护启动可控硅的阳极；

后端过压可调单元由上偏可调电阻、上偏保护电阻、下偏可调电阻、可调三极管组成：上偏可调电阻的一端接三端稳压电路输出，上偏可调电阻的另一端串接上偏保护电阻到可调三极管的基极，下偏可调电阻接在可调三极管的基极与地线之间，可调三极管的发射极接地线；

后端过压保护单元由过压控制管、交连电阻、反馈电阻、后端过压指示灯、钳位二极管二组成：

交连电阻接在可调三极管的集电极与过压控制管的基极之间，反馈电阻的一端接过压控制管的集电极，反馈电阻的另一端接后端过压指示灯的正极，后端过压指示灯的负极接可调三极管的基极，过压控制管的发射极接速断可控硅的阳极，钳位二极管二的正极接速断可控硅的控制极，钳位二极管二的负极接过压启动前管的集电极；

故障警示效果单元由故障指示灯、故障指示保护电阻、发音器组成：故障指示保护电阻的一端接过压控制管的集电极，故障指示保护电阻的另一端接故障指示灯到地线，发音器接在过压控制管的集电极与地线之间；

三端稳压电路的输出端即是可控硅速断型多点式检测保护电源的电压输出；

防雷器接在整流输出与地线之间。

2.根据权利要求1所述的可控硅速断型多点式检测保护电源，其特征是：前端过压保护启动单元所形成的电压值比三端稳压电路输入的最高电压值低。

3.根据权利要求1所述的可控硅速断型多点式检测保护电源，其特征是：保护启动可控硅与速断可控硅为单向可控硅。