CN203193268U - 复合式双端防雷器 - Google Patents

Abstract

复合式双端防雷器，属于应用电器技术领域，发明者提出的一种新的电源防雷保护形式，其特征是电源的输入输出端都有保护单元，另还有限压备份保护稳压管，过流保护，在出现异常时还的显示功能，本实用新型实施后，具有双重防雷措施，有效地提高防雷击的功效，对所配用的产品设备做了更好的保护。

Description

复合式双端防雷器

技术领域

属于应用电器技术领域。

背景技术

在现代的电子线路中，对稳压电路研究还是很有意义的，其意义在于，很多应用产品，如一些通讯线路放大器，保安器，防盗报警器等品种，不能随意地在雷击时断掉电源，否则将成为对应功能的空白。

如何能更好有效地防止雷击，对一些电器不是很大的问题，因为可以用断电的方法来解决。对不能用断电来解决的防雷的电路，现在最普遍的传统的设计是在电路中采用防雷管，但雷击是一个强弱差距很大的损害能量，在雷击能量很大的情况下，因而还不能完全避免，现在有少数资料提出了防雷管与有源件的混合电路，这种电路有很大的进步，但仍然需要丰富。

发明内容

本发明的任务与目的提出一种电源新的防雷技术方案，这种电源具有双重防雷保护措施，因而能大大提高防雷的能力，同时具有线路简单及多种优点，从而能扩大电子产品的应用空间。

本发明采用的措施是：

1、复合式双端防雷器是由整流单元，输入端过压保护单元，稳压单元，输出端过压保护单元，限压备份保护稳压管，过流保护及显示单元共同组成。

输入端过压保护单元是由保护三极管第一管及外围件组成，用一个稳压管与一个电阻串联成一支路，稳压管的正极端接整流单元的输出端，另一端接保护三极管的基极，保护三极管第一管的发射极接地，集电极与集压单元中的三极管基极相连。

稳压单元由稳压三极管，调压支路，限压支路，组成：用稳压三极管的集电极接整流输出端，用一个电阻的一端接在整极后输出端，另一端接在稳压三极管的基极，该管基极对地连接了一条调压支路，与一条限压支路；发射极串联了一个电阻后成为电源的输出端。

输出端过压保护单元由保护三极管第二管及外围件组成；用一只触发稳压管与一只电阻串联成一支路，该支路稳压二极管的正极端接电源的输出端，另一端接地，其串联的结点连接三极管第二管的基极，集电极连接了两个二极管的负极，其中一个二极管的正极连接了稳压三极管中的基极，另一个二极管的正极连接了电源的输出端。

限压备份保护稳压管，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。

调压支路是由稳压管与电阻串联组成的支路构成，该支路稳压管的正极端接稳压管基极，另一端接地。

过流保护及显示单元是，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。

2、输出端过压保护单元中的保护三极管第二管用可控硅代替，用可控硅的控制栅连接原保护三极管第二管的基极之处，可控硅的阳极连接原保护三极管第二管的集电极。

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）、稳压管输入端的保护形成防雷第一级保护，也是主要保护。

该级主是由保护三极管（附图中104）及触发稳压管（附图中102）触发电阻（附图中103）共同组成。

之所以称该级为主要保护的原因是在雷击时其过压故障会首先出现在整流输出端，会首先把触发二极管的门坎击穿，而让该级保护三极管动作。

产生的保护原理是：当整流输出过压而击穿触发稳压管的门坎后，保护三极管将由截止状态，转变为放大状态或饱和状态，这样稳压管的基极电流被分流，甚至完全被封门，而让输出端无输出。

（三）、稳压管输出端的保护形成抗雷的第二级保护，是对第一级保护的进一步补充。

该级主是由保护三极管（附图中115）及触发稳压管（附图中113）触发电阻（附图中112）隔离二极管（附图中117）共同组成。

该级功能主要作用是在雷击能量很大，而稳压三极管有瞬态软击穿时形成保护，是对第一级保护的进一步补充。

产生的保护原理是：当整流输出过压而击穿触发稳压管的门坎后，保护三极管将截止状态，转变为放大状态或饱和状态，其中第一种效果是对稳压管的基极电流被分流，第二种作用是对输出端封门，无过压输出。

这里应说明四点：之一是根据该级保护的功能与要求，所以不仅需要钳位稳压管的基极，而且还必需直接钳位稳压输出端。之二是因为该级要钳位两点，所以在设计中增加了两只隔离二极管（附图中两只二极管117），因而对应两点互不影响。之三是当该级保护管变为可控硅后，可控硅因为有极强的在反馈，所以对过压的“响应”更迅速，有更好的效果。之四是该级三极管变成可控硅后，过压故障消失后会自动恢复。其原因一是因为钳位了稳压管调整管基极后，其输出端已无电压，只有基极支路中的很小的基极电流，因而具备了不会自保持的可能性，二是由于在可控硅的控制栅对地接有电阻（附图中112），可灵活调整该管灵敏度，使微小的稳压管基极电流不能使可控硅自保持。

(四)、配有限压备份保护支路，对抗雷形成第三级保护。该支路主要针对保护系统可能对雷击涌压存在“响应”不够迅速而设计。该支路即是图中105。形成的保护原理是，在未过压时，该管的稳值高于由109与110的稳压支路，所以被该支路被钳位，是开路状态，如果整流输出端有雷击涌压，电阻109两端电压增高，当高于稳压管105的门坎后，该支路将开通，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，能充分发挥作用，不产生意外。

（五）、稳压管是高反压管，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。

（六）、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。

（七）、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，就能使该管工作，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。）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。

（八）、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，稳压二极管的压降是主导作用，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，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、防雷效果好，主要原因一是形成了防雷三级保护。雷击过压值首先会出现在整流输出端上，输入端的保护将立即“响应”而保护。如雷击很强时，输出端形成二级保护。对特别大的雷击，稳压管基极有“限压防雷保护”，形成第三级保护。二是触发二极管品种多，方便易找，可以调成保护“门坎”很低的保护器，与防雷管相比，有明显的优势。三是这种保护形成的保护是“断路”方式，既是整流输出与负载形成“开路”状态，而不是整流输出端与地形成短路方式，（防雷管保护是外界过压后，立即击穿而形成的是短路方式）负向作用小。上述优点对很多不能任意断电的电子设备，（如有线电视的户外放大级，保安器等等）有重要意义，因为他们可以在雷天工作，这是很多稳压电源不能代替的。

2、有过流保护，并有显示，扩大了功能，提高了维修效率，如在多级放大线路中，不太费劲，就可以知道那一台设备出了问题。

3、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。

4、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。

5、线路简洁，易生产与调试，便于普及。

附图说明

图1是输出端保护单元是由可控硅实施的方式的线路图。

图中：101、整流输出；102、输入端保护触发稳压管；103、输入端保护触发保护电阻；104、输入端保护三极管；105、限压备份保护稳压管；106、稳压三极管；107、稳压管上偏电阻，也是保护单元负载电阻；108、过流保护配用电阻；109、输出电压精调电阻；110、输出电压粗调稳压管；111、过流保护配用二极管，也是过流保护显示；112、输出端保护触发电阻；113、输出端保护触发稳压管；116、电源输出；117、隔离二极管；118、输出端保护可控硅。

图2是输出端保护单元是由三极管实施的方式的线路图。

图中：101、整流输出；102、输入端保护触发稳压管；103、输入端保护触发保护电阻；104、输入端保护三极管；105、限压备份保护稳压管；106、稳压三极管；107、稳压管上偏电阻，也是保护单元负载电阻；108、过流保护配用电阻；109、输出电压精调电阻；110、输出电压粗调稳压管；111、过流保护配用二极管，也是过流保护显示；112、输出端保护触发电阻；113、输出端保护触发稳压管；115、输出端保护三极管第二管；116、电源输出；117、隔离二极管。

具体实施方式

图1、图2是具体实施的方式。

1、三极管选定高反压大功率管，如3DD15；如按图1焊接，限压备份保护稳压管（附图105）稳压值应高于输出电压值。

2、按图1或图2的线路图焊接。

3、调整电源输出值。选择调整管基极稳压管（附图中110）值即是输出电压的粗调，可进行大范围的调整，用所串的电阻（附图109）作0、7伏以内的电压调整，其规律是稳压管值越高输出电压越高，或所串电阻阻值越大，输出电压越高，反之越低。

4、调整输入端过压保护参数。断掉变压器一次侧，同时断掉输出端保护单元中的触发管（附图中113）；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，输出端该电压反而大幅下降。

5、调整输出端过压保护参数。断掉变压器一次侧，同时断掉输入端保护单元中的触发管（附图中102）；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，输出端该电压是下降的趋势。

Claims (2)

1.复合式双端防雷器，其特征是：由整流单元，输入端过压保护单元，稳压单元，输出端过压保护单元，限压备份保护稳压管，过流保护及显示单元共同组成：

      输入端过压保护单元是由保护三极管第一管及外围件组成，用一个稳压管与一个电阻串联成一支路，稳压管的正极端接整流单元的输出端，另一端接保护三极管的基极，保护三极管第一管的发射极接地，集电极与集压单元中的三极管基极相连；

     稳压单元由稳压三极管，调压支路，限压支路，组成：用稳压三极管的集电极接整流输出端，用一个电阻的一端接在整极后输出端，另一端接在稳压三极管的基极，该管基极对地连接了一条调压支路，与一条限压支路；发射极串联了一个电阻后成为电源的输出端；

输出端过压保护单元由保护三极管第二管及外围件组成；用一只触发稳压管与一只电阻串联成一支路，该支路稳压二极管的正极端接电源的输出端，另一端接地，其串联的结点连接三极管第二管的基极，集电极连接了两个二极管的负极，其中一个二极管的正极连接了稳压三极管中的基极，另一个二极管的正极连接了电源的输出端；

限压备份保护稳压管，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；

调压支路是由稳压管与电阻串联组成的支路构成，该支路稳压管的正极端接稳压管基极，另一端接地；

过流保护及显示单元是，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。

2.根据权利要求1所述的复合式双端防雷器，其特征是：输出端过压保护单元中的保护三极管第二管用可控硅代替，用可控硅的控制极连接原保护三极管第二管的基极之处，可控硅的阳极连接原保护三极管第二管的集电极。

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