CN203166464U - 集稳压、过压、过流一体的保护电路 - Google Patents

Abstract

集稳压、过压、过流一体的保护电路，属于保安技术领域，由整流单元，稳压调整单元，备份限压保护支路，输出电压调整支路，过流保护显示单元，过压保护单元及防雷管共同组成，呈现出6种典型优点，稳压效果好，过流过压保护能力强，适应市电范围宽，线路简洁易生产调试，过流时具有显示功能，本实用新型的实施，为电源产品的开发提供了新的方向。

Description

集稳压、过压、过流一体的保护电路

技术领域

属于保安技术领域。

背景技术

目前电子产品遍及生活与工作所有领域，而所有电子产品都离不开电源。

电源也是最容易被损坏的部分，因为该部分长期处于通电状态，而且所产生的功耗大，产品的所有电流均由该部分提供，如果设备发生故障，发生过流情况，而不及时切断，必定会损坏电源。

但很多三端集成电路或所设计的电源不足之处一是对流保护采用的措施是限流性的保护，这种保护的特点是，线路简单，如果过流，则对最大值实行了限制，这种保护也属一种积极保护，但这种保护的不足是相关有源件会发热，在输入与输出端电压大时，发热情况甚至更大，即多了对防热的处理工序，又会影响本级与邻近有源件的工作状况。二是对过流保护完整一些，但对过压保护力度保护不大。

发明内容

本发明的任务与目的提出一种新的技术方案，设计一种新电源，实施后新电源有如下特点， 一是过压保护能力强；二是过流保护能力强；三是适应市电范围宽；四是线路简洁易生产；五是具有过流显示，从而丰富优秀电源的品种。

本发明采用的措施是

1、集稳压、过压、过流一体的保护电路由整流单元，稳压调整单元、备份限压保护支路，输出电压调整支路，过流保护显示单元；过压保护单元及防雷管共同组成。

 其中：稳压调整单元，是用一只三极管的集电极连接了整流单元的输出，基极连接了一只电阻到该管集电极；基极连接了输出电压调整支路到地；该管发射极串联了一只电阻后，成为本发明的输出电压端。

备份限压保护支路，是由稳压二极管组成，稳压管的正极接在调整三极管的基极，负极接地。

过流保护显示单元是，用一只PNP三极管的发射极，连接了输出电压调整管的基极，该管的基极接在了本发明的输出电压端；集电极串联了一个发光管的正极后接地。

过压保护单元，是由一只保护可控及外围件共同组成：在电源的最后输出端与保护可控硅的控制极之间连接了由稳压二极管组成的触发支路，其中稳压管的正极端连接了电源输出端，负极管连接在了可控硅的控制端；可控硅控制极与地线之间连接了一只电阻。

用防雷管的一端接在整流单元的输出，另一端接地。

2、输出电压调整支路的形式一是用稳压二极管与电阻串联而成，或是用稳压二极管或数个二极管与电阻串联而成。

3、所用的三极管是高反压三极管，发光管LED是高亮度型，二极管是面结合型。

对以上措施解释如下：

一、稳压的主要原理：

调压三极管管采用了射随输出，有很强的负反馈，一旦线路参数确定后，调整管就可以稳定在一个具体的数值上，而这个数值已能满足所配套电子设备的要求。

二、具有良好的过流保护及监测性能的说明：

  （1）、 该部分的组成：主要由附图中的电阻108，PNP三极管109，发光二极110，共同组成。

（2）、产生过流保护原理：当所配套的设备发生短路故障后，（电子设备元件坏后，常发生的故障是整机电流增大），经过电阻108的电流增大，当超过PNP三极管的发射极与基极结间电压后，该三极管开通，这时对稳压电源调整管（附图中103）的基极分流，从而封闭调整管的输出，基流的分流路线是从PNP管的发射极到集电极，并经过发光管后到地线。

（3）、发生短路故障后产生指示的原理：过流保护三极管开通，电流经过了发光二极管110，形成光指示。

（4）、具有自动保护与自动恢复性能：当过流时电阻（附图中电阻108）电压增加，保护三极管（附图中109），自动开通，故障消除后自动恢复。

三、具有良好的过压保护能力的说明：

防雷与过压也是本明研究的一个重点，因为这是关系到在天气不好时是否能正常工作的问题。本发明有以下措施：

第一、采用有源件可控硅组成了“速断保护功能”，性能优异，有很强的防雷过压能力。

本元件即是附图1中的113件可控硅，及外围触发件稳压管111，电阻112。

形成的原理是：如果雷击而造成输出端过高时而超过触发二极管（附图111）的门坎后导通，因而触发可控硅113导通，立即对调整管103的基极短路，造成对调整管输出电压被封闭，形成防雷过压速断保护。之所以称为“速断保护”，是因为一旦输出端过高时，保护可控硅导通具有很强的正反馈，能迅速将调整管的基极短路，形成“速断保护功能”。而当输出端无过压后，已不能对可控硅形成触发，因为触发的稳压二极管有“门坎”，为此而成为可控硅自动恢复的原因之一，之二是可控硅控制极对地接有对地电阻，形成分流，将大大减少可控硅自保持的灵敏度，理论与试验说明，只要该电阻调整得当，一旦过压消失，可控硅将无自保持电流存在，而自动恢复成断路状态，如果再次遭雷击，再次启动，形成保护，直至输出电压为正常值。

应说明的是保护可控硅及外围件形成的“速断保护功能”在未过压时，处于“开路状态”，只要雷击或过压时才起作用，所以不容易损坏，时刻都处于一种“备份”保护状态，增强了保护的可靠性。

其原因是触发件有门坎，输出端电压未高过门坎，可控硅内部也无自保持电流，整个系统没有“电磨损”，不会损坏，成为一种“备份”状态。

第二、有备份限压保护支路，该支路即是图中105，主要作用时当有雷击涌压时，对输出端进行限压保护。成的保护原理是，该管的稳值高于由图1中的106与107的输出电压调整支路，所以在未过压时，被输出电压调整支路钳位，呈开路关态。如果整流输出端有雷击涌压，输出电压调整支路两端电压过高，稳压管105开通再次对基极限压，保护输出端。这样设计的好处是，配有备份限压保护支路在未过压时，处于开路状态，不产生“电磨损”，不损坏，是一种“备份”状态，从而在整流过压时，不会产生元件失效的意外·。

第三、稳压调整管是高反压管，防雷效果好。

其原因是，该管反向击穿电压通常在数百伏，而78系列反压一 般为30伏。比常用的78系列要高出10倍以上，所以对过压有很强的承受能力。

第四、安有防雷管，该管击穿保护值低于稳压调整管是高反压管的工作电压，从而形成保护。

四、在市电较高的地方与时段不会损坏电路的原因：一般地说，雷击涌流的过压一般都会高于市电产生的意外过压，能接受前者，必能接受后者。

五、能在市电较低的地方与时段工作的主要原因：一是线路中的调压三极管，不会产生附加电压降，只要桥式电压高于输出电压，就能让该管工作，就能稳压。（说明：如果采用传统的三极管与三端集成电路串联的输入电压扩展方案，必须要提供三端集成电路正常工作所需电压，同时也需要三极管工作电压，这样主产生了三极管附加损失电压。而在市电低时，这是宝贵的电压）。其二是因调整管是高反压管，所以在设计时可以把桥式输出电压可以设计得高一些，在市电低时，这时桥式电压不可能输出很低，就可以作一定补偿。

六、能扩展市电变化范围的说明：由于市电高时不损坏电路，而在较低时仍可以正常工作。所以可扩展了市电变化的工作范围。

七、可以调整不同的输出稳压值的原因：由于输出电压调整支路中，稳压二极管（附图中一中107）的压降是主导作用，所以可以形成粗调，而所串联的电阻所占的比例很小，所以也可以作为精调之用，如6、6伏；12、8伏等.精调的好处是可以调成蓄电池浮充所需的标准电压。

八、实施措施2后，对输出稳压值的调整更方便，因为稳压二极管稳压值高，可大范围内调整，而所串联二极管每个稳压值为0、7伏，可小范围内调整，而电阻可在0、7以内的电压调整，这样更有利批量生产。

本发明实施后有以下显著的优点：

1、稳压源既能提供稳定的电压，又具有监测作用，如果所配备的设备有适中故障，立即警示，由于这种告之是主动的，其意义是有“故障”才告之，无故障不指示，所以配套一些特殊的电子设备，如保安器意义很大，因为能避免保安“空白”。

2、过流保护效果好，保护力度大，而且降低了调整管的发热度。

3、抗雷与过压保护效果好。不会因雷雨天而停止工作，如果用该电源为保安类产品配套，保证了“保安”不产生空白，而用传统的三端集成电路或传统的三极管与三端集成电路的联合设计，难以实现。

4、适应面广，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，。

5、可用调整输出代有小数的稳压值，便于对蓄电池科学浮充。同时具有过流保护。与已有成果或其他电子类产品配套后有优异的性能。

6、线路简洁，易生产与调试。

附图说明

图1是输出电压调整支路是用稳压二极管与电阻串联而成的整体线路图。

图中：101、整流输出；102、防雷管；103、稳压调整单元的三极管；104、稳压调整单元上偏电阻；105、备份限压保护支路；106、输出电压精调电阻；107、输出电压粗调稳压管；108、过流保护配用电阻；109、过流保护三极管；110、过流保护监测指示；111、过压保护单元中的触发稳压管；112、过压保护单元中的灵敏度调整电阻；113、过压保护单元中的可控硅；115、电源的输出。

图2是输出电压调整支路是用稳压二极管与电阻串联而成的整体线路图。

图中：101、整流输出；102、防雷管；103、稳压调整单元的三极管；104、稳压调整单元上偏电阻；105、备份限压保护支路；106、输出电压精调电阻；107、输出电压粗调稳压管；108、过流保护配用电阻；109、过流保护三极管；110、过流保护监测指示；111、过压保护单元中的触发稳压管；112、过压保护单元中的灵敏度调整电阻；113、过压保护单元中的可控硅；115、电源的输出；116、措施2中所述的输出电压调整支路可以串联的多个二极管。

具体实施方式

图1、图2是具体实施的一种方式。

1、三极管选定高反压大功率管，如3DD15；防雷管击穿电压参数应选低于三极管反压值的型号；备份限压保护支路的稳压管（附图105）稳压值应高于输出电压调整支路的值，也既是应高于电源正常稳压后的输出值。

2、调整电源的稳压输出值。粗调输出电压调整支路中的稳压管，使之值低于输出值约差1至2伏，用所串联二极管正向电压，作0、7伏范围内电压整定，用所串联的电阻（附图106）作0、7伏以内的电压调整，其规律是稳压管稳压值越高输出电压越高，所串联的正向二极管个数越多，或所串联电阻阻值越大，输出电压越高，反之越低。

3、调整过压保护参数。断掉变压器一次侧，用示波器的接在稳压源输出，用100伏的直流电压点击整流端，示波器显示输出端不会有高压存在，否则应调整图1中的触发稳压管的参数，其次调整图1中的105稳压管的稳压值参数。

4、调整过流保护参数：用表计串联在输出回路中，在稳压输出端带上假负载，调整假负载阻值模拟短路故障到要求，即是出现要求的电流峰值，之后，这时电表所示电流数值会大幅下降。同时LED灯亮，否则应调整附图1中的电阻108。

Claims (3)

1.集稳压、过压、过流一体的保护电路，其特征是：由整流单元，稳压调整单元、备份限压保护支路，输出电压调整支路，过流保护显示单元；过压保护单元及防雷管共同组成：

 其中：稳压调整单元，是用一只三极管的集电极连接了整流单元的输出，基极连接了一只电阻到该管集电极；基极连接了输出电压调整支路到地；该管发射极串联了一只电阻后，成为本发明的输出电压端；

备份限压保护支路，是由稳压二极管组成，稳压管的正极接在调整三极管的基极，负极接地；

过流保护显示单元是，用一只PNP三极管的发射极，连接了输出电压调整管的基极，该管的基极接在了本发明的输出电压端；集电极串联了一个发光管的正极后接地；

过压保护单元，是由一只保护可控及外围件共同组成：在电源的最后输出端与保护可控硅的控制极之间连接了由稳压二极管组成的触发支路，其中稳压管的正极端连接了电源输出端，负极管连接在了可控硅的控制端；可控硅控制极与地线之间连接了一只电阻；

用防雷管的一端接在整流单元的输出，另一端接地。

2.根据权利要求1所述的集稳压、过压、过流一体的保护电路，其特征是：输出电压调整支路的形式一是用稳压二极管与电阻串联而成，或是用稳压二极管或数个二极管与电阻串联而成。

3.根据权利要求1所述的集稳压、过压、过流一体的保护电路，其特征是：所用的三极管是高反压三极管，发光管LED是高亮度型，二极管是面结合型。

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