CN203193528U - 开路式保护型稳压电源 - Google Patents

Abstract

开路式保护型稳压电源，属于保安技术领域，由变压器、整流器件，保护功能的三极管，调压稳压功能的三极管及相关外围件组合而成，其中调压功能的三极管是用的射随，稳压性能好，具备了防雷功能，与过流过压保护，当雷击过流过压时，保护功能三极管产生作用，与所配的设备形成开路的形式，因而不会损坏其设备。本实用新型的实施，为新电源的开辟提供了方向。

Description

开路式保护型稳压电源

技术领域

属于保安技术领域。 

背景技术

电源是电子设备必需同配备的基本部件，电子设备对其要求各有重点，如一类家电，对稳压精度要求高，而对市电范围的宽窄与防雷性则要求相对低，因为在雷击或市电很高与很低的情况，属特殊情况，可以断电而不工作 ，而且即是损坏了，维修也很方便。 

而别一类电子产品，如保安类品，则对其可靠有更苛刻的要求，其原因 是这类产品，不能因情况特殊就可以不工作，其一是它的不工作就会成为保安的空白，其二是如果损坏，维修更专业，不会像普通家电那样可以方便地找到维修点。上述两点原因的交织 进一步加大了对电源的苛求。 

而现在的稳压集成电路，很大部分是以78系列为代表的性能，这些集成电路其固有性存在着输入电压低的弱点，这种弱点，又最容易造成损坏，难以适应第二种电子设备的要求。 

发明内容

本发明的任务与目的是提出设计一种新电源，实施后新电源有如下特点， 一是过压的能力强，具有良好的防雷效果，二是适应市电范围宽，因此具有可靠性强的特点，以适应一部分电子产品的特殊需要。 

本发明采用的措施是： 

1、开路式保护型稳压电源是由变压器、整流器件，保护功能的三极管，调压稳压功能的三极管及相关外围件组合而成。

用两只二极管串联成第一整流支路，用另外两只二极管串联成第二整流支路，用变压器低压侧的两端，分别连接了两支路中的串联接点，两支路的二极管的两个正极端接地线，两支路的二极管两负极连在一起，作为整流输出。 

整流输出向外连接了三路，其中第一支路连接了稳压二极管的正极，该稳压管的负极串联了一个电阻R1后连接了一个名为保护三极管的基极；第二支路是连接了一个名为调整三极管的集电极；第三支路是连接了一个电阻在调整三极管的基极。 

调整三极管的发射极串联了一只电阻R2后，成为了电源的最后输出端。 

调整三极管的基极还连接了以下三路：第一支路是连接了第二个稳压二极管与电阻R3串联电路接地；基极的第二支路是连接了数个二极管串联的过流保护支路，基极与该支路二极管正极端相连，二极管的负极端相连了电源的最后输出端；基极的第三支路是连接了保护三极管的阳极；射极接地。 

保护三极管的发射极接地。 

2、整流输出的第一支路所连接的稳压二极管，是由两只稳压管并联而成，两只稳压管的稳压值的参数不一样。 

对以上措施解释如下： 

1、稳压的主要原理：

调压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电子设备的要求。

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，而在雷击的时候，产生的涌压首先是出现在整流输出，如果及时地对整流输出化解，则其涌压不可能传递在后续电路中，而本发明之所以能有好的效果主要有三点，一是取样于整流的输出端，该端是过压显示的“第一级”，所以一旦发和过压，保护最灵敏。二是化解的手段是对后级采用开路的方式，所以杜绝的雷击涌压不会传递到后级，三是线路中的有源件采用了高反压三极管，防雷过压好。有关原理分析如下： 

第一、过压保护部分由附图1中的触发件103，104、“保护三极管”105，复合功能元件106，共同组成。

形成的保护原理是： 

在没有产生过压时，整流输出的电压不会击穿触发件稳压管（附图102）的门坎电压，所以“保护三极管”处于截止状态。电源经过调整管（附图107）调压后，输出设计电压。

如果雷击而造成整流输出端过压电压或严重过压时，会高过触发稳压管（附图102）的门坎电压，此时有电流流入保护三极管的基极，保护三极管将处于放大或饱和状态，对调整管（附图107）的基极电流分流，使该管射极输出电压向减少方向变化，从面形成保护，过压越高，输出电压越小，所以保护的力度越大，从里可看出所形成的保护，是与所配的电器成为“开路”方向的保护，而不像防雷管那样形成的短路保护，这种保护产生的负效果更好。 

雷击后保护系统的自动恢复：雷击后电压恢复正常，这时不能击穿保护三极管的基极回路的稳压二极管的门坎电压，保护三极管又自动恢复为截止状态，整个系统又恢复成没有过压的工作情况。 

第二、 在未过压时，“保护三极管”与外围件触发稳压管均处于截止与开路状态，只在雷击或过压时才起才开通，所以在正常情况没有“电磨损”，不会损坏。时刻都处于一种“待命状态”。这种保护可靠性很高。 

第三、调整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。 

3、形成过流保护原理：当输出电流过大时，调整管发射极所串联的电阻压降增大，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，自动形成对调整管保护。 

4、在市电较高的地方与时段不会损坏电路的原因：因调整管是高反压管，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。 

5、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，直接将桥式整流输出电压调整为输出电压，即是只要桥式电压高于输出电压，就能使三极管工作，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。既是在市电低时，桥式输出必须要减去该附加损失电压后，才是三端集成电路的输入有效电压。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很低，就可以作一定补偿。 

6、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。 

7、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，而所串的电阻所占的比例很小，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。 

8、采用了措施三后，对保护三极管基极回路中易坏的稳压二极管进行了备份（附图2中103），提高了可靠性。附图2中 102与103这两个的稳压二极管的参数值不一样，一个稳压管稳压值低，一个稳压管稳压高。形成的原理是在形成保护时，首先是稳压值低的被开通，成为工作第一元件，而稳压高的一只则是备份，第一元件损坏（开路）后，备份管将自动投入使用。 

本发明实施后有以下显著的优点： 

1、防雷与过压保护效果好。原因一是在雷击过压时，首先在涌压产生的第一级整流输出就会立即启动保护，起动灵敏；二是在保护时对后级形成的保护是向开路方向变化，在雷击涌流很大时，不会造成对前级的损害；三是有源保护灵敏度高，因为保护三极管的极电极负载即是调整管的上偏电阻，该数值为数千欧，如果过压值超过触发门坎，保护三极管基极稍有电流，该管立即成为放大状态或饱和工作状态。四是保护力度大，因为保护三极管导通后将对调整管基极电流大幅度分流，直至完全关闭输出端电压。五是过压时自动形成保护，而瞬态高峰过后，自动恢复。所以在雷雨季节，所配用器材不易损坏，不会因雷雨天而停止工作，如果用在保安产品上，保证了“保安”不产生空白，这是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。

2、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。 

3、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。 

4、有源件不易损坏，调整三极管采用了高反压大功率管，可靠性一般都大大高于三端集成电路。保护三极管在无过压情况时常处于开路状态，不产生电磨损。 

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。二是，很易量化。调试范围宽松。 

附图说明

附图1是最基本的电路图。 

图中：101、变压器低压侧输入 ；102、带门坎的触发稳压管； 104、触发保护电阻；105、过压保护三极管；106、调整管上偏电阻；107、调整管；108、输出电压精调电阻；109、输出电压粗调稳压管； 110、过流保护配套二极管；111、过流保护配套电阻；112、电源输出。 

图2是并联的稳压二极管的电路图。 

图中：101、变压器低压侧输入 ；102、带门坎的触发稳压管；103、“备份”的并联稳压管二极管；104、触发保护电阻；105、过压保护三极管；106、调整管上偏电阻；107、调整管；108、输出电压精调电阻；109、输出电压粗调稳压管； 110、过流保护配套二极管；111、过流保护配套电阻；112、电源输出。 

具体实施方式

图1、图2是具体实施的一种方式。 

1、选定元件，其中过压保护三极管（105）与调整管（107）选用高反压大功率三极管，如3DD15；如果按图2焊接，备份的并联稳压二极管（103）的稳压值应高于带门坎的触发稳压管（102）的稳压值；二极管选用面结合型二极管。 

2、如图1所示焊接：（1）、用两只二极管串联成第一整流支路，用另外两只二极管串联成第二整流支路，用变压器低压侧的两端分别连接两支路中的串联接点，两支路的二极管的两个正极端接地，两支路的二极管两负极连接在一起，作为整流输出。 

（2）、整流输出向外连接了三路：第一路连接带门坎的触发稳压管（102）的正极，该稳压管的负极串联触发保护电阻（104）后连接过压保护三极管（105）的基极；第二路连接调整管（107）的集电极；第三路连接调整管上偏电阻（106）的一端，调整管上偏电阻（106）另一端接调整管（107）的基极。 

（3）、调整管（107）的发射极串联过流保护配套电阻（111）后成为电源的最后输出。 

（4）、调整管（107）基极还连接了以下三路：第一路是连接输出电压粗调稳压管（109）串联输出电压精调电阻（108）后到地；第二路连接数个二极管串联的过流保护配套二极管（110）的正端，过流保护配套二极管（110）的负端接在电源的最后输出；第三路是连接过压保护三极管（105）的集电极。 

（5）、压保护三极管的发射极接地。 

3、调整电源输出值：调整输出电压粗调稳压管（109）的稳压值与输出电压精调电阻（108）的阻值，其规律是：稳压值越高，输出电压越高，阻值越大，输出电压越高，反之，输出电压越低。 

4、调整过压保护参数：断掉变压器一次侧，用示波器接在电源输出，用100V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0，当100V的高压去掉后，电压恢复正常，否则应调整过压保护三极管（105）基极回路中的带门坎的触发稳压管（102）的稳压值。 

Claims (2)

1.开路式保护型稳压电源，其特征是：由变压器、整流器件，保护功能的三极管，调压稳压功能的三极管及相关外围件组合而成：

用两只二极管串联成第一整流支路，用另外两只二极管串联成第二整流支路，用变压器低压侧的两端，分别连接了两支路中的串联接点，两支路的二极管的两个正极端接地线，两支路的二极管两负极连在一起，作为整流输出；

整流输出向外连接了三路，其中第一支路连接了稳压二极管的正极，该稳压管的负极串联了一个电阻R1后连接了一个名为保护三极管的基极；第二支路是连接了一个名为调整三极管的集电极；第三支路是连接了一个电阻在调整三极管的基极；

调整三极管的发射极串联了一只电阻R2后，成为了电源的最后输出端：

调整三极管的基极还连接了以下三路：第一支路是连接了第二个稳压二极管与电阻R3串联电路接地；基极的第二支路是连接了数个二极管串联的过流保护支路，基极与该支路二极管正极端相连，二极管的负极端相连了电源的最后输出端；基极的第三支路是连接了保护三极管的阳极；射极接地；

保护三极管的发射极接地。

2.根据权利要求1所述的开路式保护型稳压电源，其特征是：整流输出的第一支路所连接的稳压二极管，是由两只稳压管并联而成，两只稳压管的稳压值的参数不一样。

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