CN203166468U - 简洁型输出端式保护电源 - Google Patents

Abstract

简洁型输出端式保护电源，属于应用技术领域，是发明者利用已有成果技术提出新的设想，成为一种新型的电源，由电压调整单元，过压保护单元，过流保护及显示单元共同组成，具有过压时输出端速断的保护功能，在出现意外情况时，保证电源与所配套的设备不会损坏，同时具备了显示提醒，本实用新型线路简洁，功能性强，在环境恶劣的情况下也能正常工作，是一种非常优秀的电源。

Description

简洁型输出端式保护电源

技术领域

属于应用技术领域。

背景技术

电源是杜绝外界恶劣环境对设备形成威胁的一个关键部件。如该部件保护不力，在有雷击，或市电过高时常常容易使设备中的有源件烧毁，反之则如果保护有力，在雷击时能迅速的将涌压化解，在市电压过高时，能保持输出端的电压不升高，则对设备所有的有源件不会造成损害，所以以丰富优秀的电源品种，意义很大。

而现在的稳压集成电路，如以78系列为代表的性能，这些集成电路虽然有优良的稳压性能，但是其前提是其输入端的电压不能超压，但这一前提在一些特定的环境，难以达到，因此还需要进一步丰富。

发明内容

本发明的任务与目的是提出一提出的新的电源技术方案，该方案具有输出端过压保护时速断的性能，能在较恶劣的环境工作等等优点，以丰富优秀电源的品种。

本发明采用的措施是

1、 简洁型输出端式保护电源由电压调整单元，过压保护单元，过流保护及显示单元共同组成。

电压调整单元，由一只调整三极管及外围件共 同组成。

调整三极管的集电极连接了三路，一路连接了整流输出；一路是在与地线之间，连接了一个防雷管；一路是在基电极之间连接了一个电阻R1。

调整三极管基极还连接了以下三路：一路是连接了稳压管与电阻R2的混合串联支路接地；一路是连接了过流保护单元中的发光管的正极；一路是连接了一个保护单元中的可控硅的阳极。

调整三极管的射极串联了一个电阻R3后，成为了电源的最后输出端。

过压保护单元是由保护可控硅与外围件构成。

保护可控硅的阳极接在了调整三极管的基极；阴极接地；控制栅连接了两路，一路是连接了由稳压管组成的触发支路，稳压管的正极端接在电源的最后输出端，稳压管的负极端接控制栅; 控制栅的另一路是连接了一只电阻R4到地线。

过流保护与显示单元是由一只发光管与串联在调整三极管的射极的电阻R3构成：用一只发光管的正极连接了调整三极管的基极，发光管的负极连在了电源的最后输出端。

2、调整三极管基极对地连接的稳压二极管与电阻的混合串联支路之一是由是由一个稳压管与电阻串联而成；之二是由一个稳压管，数个二极管及电阻串联而成。

3、所用的调整三极管是高反压大功率管，二极管是面结合型二极管，发光管是高亮度型发光管。

对以上措施解释如下：

1、稳压的主要原理：

调整三极管采用了射随输出，有很强的负反馈，一旦线路参数确定后，调整三极管就可以稳定在一个具体的数值上，而且能满足设备的要求，如果将调整三极管的上偏电阻设计小些，其所带的功率还很大。

2、具有良好的抗雷击效果的原因：有雷击的时候，常常是电源易坏的时候，作为普通的家电是采取断电源的方式来避免，但作为保安类的特殊产品，如果断掉电源将会成为保安空白，所以提高防雷效果是本发明的 一项重点，为此本发明是采取了以下几点有力措施。

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（111）件可控硅，及外围触发件：稳压管（110），电阻R4（109）。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的门坎后，可控硅的触发元件稳压管（110）导通，因而触发可控硅（111）导通，立即对调整三极管（103）的基极短路，造成对调整三极管（103）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，可控硅导（111）通具有很强的正反馈，能迅速将调整三极管（103）的基极短路，形成“速断保护功能”。而当输出正常后，不能击穿可控硅（111）无压后，可控硅阳极失电，自动恢复，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。

第二、该有源件形成的“速断保护功能”在工作时处于“开路状态”，只要雷击或过压时才起作用，所以不容易损坏，时刻都处于一种保护状态。

其原因是电源输出端为正常状态时，可控硅处于断路状态，没有“电磨损”，不会损坏。而其外触发围件稳压管稳压值高于输出端电压，所以也处于开路状态，没有“电磨损”，也不会损坏，随时都会处于一种“待命状态”。

第三、调整三极管是高反压管，防雷效果好。

其原因是，该管反向吸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。

第四、安有防雷管，该管击穿电压为数十伏，与高反压管配合后，因而具有很大余量。

3、形成过流保护原理：当输出电流过大时，调整三极管发射极所串联的电阻R3（即过流保护电阻）压降增大，超过一定值时，过流保护支路中的二极管导通，流入输出电压调整三极管的基极电流减少，负载过流超多，则减少的基极电流越多，自动形成对调整三极管保护。

4、能产生过流保护指示的意义及原因：一般设备发生故障，过流情况占很大比例，特别是在过压时有源件被损坏的时候，而过流必须会反应在电源上来，所以把电源作为监测点是准确的。如果过流有显示也是有着积极意义，因为一有显示，则表明该台设备或仪器有故障，既进行了“粗检”，提高了维修效率。能实现过流指示的原因是，过流时，调整三极管的基流分流将流过发光二极管，灯亮，所以该二极管是复合功能，一是利用其有PN节电压的功能，让它与过流保护电阻R3与之配合后，实现过流保护，二是利用其发光性能实现过流指示。

5、在市电较高的地方与时段不会损坏电路的原因：因调整三极管是高反压管，尽管此时桥式输出的电压高，但是还会远低于高反压管耐压值。

6、能在市电较低的地方与时段工作的主要原因：一是线路中的调整三极管，不会产生附加电压降。（说明：如果采用传统的三极管与三端集成电路串联的提高输入电压方案，为了使三极管与三端都能正常工作，一是要给三端集成电路输入端高于输出端的电压，二是要给三极管需要的工作电压，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。）其二是因调整三极管是高反压管，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很低，就可以作一定补偿。

7、能扩展市电变化范围的原因：由于上两条原因，市电高时不损坏电路，而在较低时仍可以正常工作。所以可大大地扩展了市电变化的工作范围。

8、可以调整不同的输出稳压值的原因。由于基准电压第一支路中，稳压管的压降是主导作用，所以可以形成粗调，而所串的电阻R2所占的比例很小，所以也可以做精调之用，精调的好处是可以调成对蓄电池浮充所需的标准电压，如6、6伏；12、8伏，等。

本发明实施后有以下显著的优点：

1、抗雷与过压保护性能优异。一是因为该保护线路形成的“速断保护”灵敏度高，因为可控硅具有很强的正反馈能力，一旦输出端电压过高，超过触发二极管门坎电压，可控硅立即动作。二是保护力度大，因为可控硅导通后立即将输出端电压基本钳到零；三是具有自动保护与自动恢复功能，因而保护系统在未过压时，始终处于备份状态，不产生电磨损，其最大好处是意外少，可靠性高。由于过压保护性能好，所以在雷击时，设备损害机率少，可以不用断电。这对于很多特殊产品尤其重要。

2、与普通稳压源相比，本发明有监测功能，当线路出现过流时，有LED光指示。这样可以迅速查出多级信号放大线路中的损坏设备，提高维护效率，本发明可以随时监测与了解所配设备的工作状态，提高了可靠性。

3、适应面广，比传统的稳压电源有更宽的适应能力，即是可以使所配的电器在电压高的地方工作而不致损坏，而在电压较低的地方与时段也能正常工作。

4、可用于输出代有小数的稳压值，便于对蓄电池科学浮充。四是、性能优异，具有过压过流保护。与已有成果配套后，具有优良的性能。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。所以本发明有很强的配套能力，也能与其他电子类产品配套。

5、成本与传统的三极管与三端集成电路的联合设计之成本，基本没有增加，而比很多专业稳压电源要廉价很多。

6、线路简洁，易生产与调试，原因一是因为线路中的调试点少，而且参数一致，二是保护系统的调试采用二极管串联后，适宜批量化。

附图说明

图1是实施本发明措施的电路图。

图中：101、整流输入；102、防雷管；103、调整三极管；104、调整三极管上偏电阻；105、输出电压精调电阻；106、输出电压粗调稳压管；107、过流保护配套发光管；108、过流保护配套电阻；109、触发保护电阻；110、有门坎的触发稳压管； 111、过压保护可控硅；112、保护可控硅的控制栅； 115、电源输出。

图2是权利要求 2 的说明示意图。

图中：101、整流输入；102、防雷管；103、调整三极管；104、调整三极管上偏电阻；105、输出电压精调电阻；106、输出电压粗调稳压管；107、过流保护配套发光管；108、过流保护配套电阻；109、触发保护电阻；110、有门坎的触发稳压管； 111、过压保护可控硅；112、保护可控硅的控制栅； 115、电源输出；116、权利要求2提出增加的数个二极管。

具体实施方式

1、按图1、或图2选定三极管，防雷管、二极管与电阻，其中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类型，所用二极管是而结合型，发光管是高亮度型。

2、按图1或图2的线路图焊接。

3、调整电源输出值。调整三极管基极稳压管值即是输出电压的粗调，用所串的电阻作为精调，其规律是稳压管值越高输出电压越高，电阻越大，输出电压越高，反之越低。

4、调整过压保护参数。

（1）、用示波器的接在稳压源输出端，用100伏的直流电压点击整流端，示波器显示输出由正常电压基本降为零，否则应调试可控硅触发稳压二极管的稳压值。 （2）、断掉100伏的直流电压，示波器显示输出端电压正常，如果不正常就调整保护可控硅控制栅的对地电阻。

5、调整过流参数：调整过流配套电阻（附图108）的阻值，使之满足过流的要求,LED发光管选用高亮度的效果更好。

Claims (3)

1.简洁型输出端式保护电源，其特征是：由电压调整单元，过压保护单元，过流保护及显示单元共同组成：

电压调整单元，由一只调整三极管及外围件共 同组成：

调整三极管的集电极连接了三路，一路连接了整流输出；一路是在与地线之间，连接了一个防雷管；一路是在基电极之间连接了一个电阻R1；

调整三极管基极还连接了以下三路：一路是连接了稳压管与电阻R2的混合串联支路接地；一路是连接了过流保护单元中的发光管的正极；一路是连接了一个保护单元中的可控硅的阳极；

调整三极管的射极串联了一个电阻R3后，成为了电源的最后输出端；

过压保护单元是由保护可控硅与外围件构成：

保护可控硅的阳极接在了调整三极管的基极；阴极接地；控制栅连接了两路，一路是连接了由稳压管组成的触发支路，稳压管的正极端接在电源的最后输出端，稳压管的负极端接控制栅; 控制栅的另一路是连接了一只电阻R4到地线；

过流保护与显示单元是由一只发光管与串联在调整三极管的射极的电阻R3构成：用一只发光管的正极连接了调整三极管的基极，发光管的负极连在了电源的最后输出端。

2.根据权利要求1所述的简洁型输出端式保护电源，其特征是：调整三极管基极对地连接的稳压二极管与电阻的混合串联支路之一是由是由一个稳压管与电阻串联而成；之二是由一个稳压管，数个二极管及电阻串联而成。

3.根据权利要求1所述的简洁型输出端式保护电源，其特征是：所用的调整三极管是高反压大功率管，二极管是面结合型二极管，发光管是高亮度型发光管。

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