CN203850827U - 两用复合式稳压器 - Google Patents

Abstract

两用复合式稳压器，属于应用电器技术领域，由输入端保护电路、稳压电路、输出端保护电路、限压保护稳压管、过流保护显示电路、充放电电路、平衡二极管共同组成，电源的输入输出端都有保护单元，提高防雷效果，稳压电路中的稳压三极管基极还有限压保护稳压管，有过压时再次对稳压三极管的基极进行限压，具有过流保护显示，在设备出现异常时主动显示，便于查看与处理，还实现了科学浮充，在任何时候都保持了优秀的稳压性能，是一种复合式的两用稳压器，从而能扩大电子产品的应用空间。

Description

两用复合式稳压器

技术领域

 属于应用电器技术领域。

背景技术

不管是保安器，防盗器，还是通讯线路放大器，都需要一个稳定的电源与之配用，如果电源性能不稳定，或是不能抵抗雷击，电源被损坏，保安防盗就成为虚设，产生的后果严重，因而对电源的研究十分有意义。

不管是雷击损坏还是电器本身有故障，都能在电源上体现出来，受雷击是体现在输入端的电压陡然升高，使调整管的输入即整流电压突然上升，如果保护能力不够，电源会被损坏，而所配用的电器本身短路故障，会使电源输出端电流上升，如不及时处理，电源的调整管会因温度过高而烧毁，因而设计一种不仅保护输入端也保护了输出端的电源是十分有必要的。

发明内容

本发明的主要目的是设计一种双端保护的电源，这种电源实施后，不仅能抵抗雷击，还能保护所配电器，而且还能实现科学浮充，在任何时候都保持优秀的稳压性能，是一种复合式的两用稳压器，从而能扩大电子产品的应用空间。

本发明采用的措施是：

1、两用复合式稳压器由输入端保护电路、稳压电路、输出端保护电路、限压保护稳压管、过流保护显示电路、充放电电路、平衡二极管共同组成。

其中：输入端保护电路是：输入端保护电阻的一端连接整流输出，输入端保护电阻的另一端连接输入端保护触发稳压管的正极，输入端保护触发稳压管的负极连接在输入端保护三极管的基极上，输入端保护三极管的发射极接地线，集电极与稳压电路中的稳压三极管基极相连。

稳压电路由稳压三极管、稳压上偏电阻与稳压调整支路组成；稳压三极管的集电极连接整流输出，稳压上偏电阻的一端连接稳压三极管的集电极，另一端连接稳压三极管的基极，稳压三极管的基极还连接了限压保护稳压管与稳压调整支路；稳压调整支路由电压粗调稳压管与电压精调电阻串联而成：电压粗调稳压管的正极连接稳压三极管的基极，电压粗调稳压管的负极连接电压精调电阻的一端，电压精调电阻的另一端接地；稳压三极管的发射极连接过流保护电阻后成为稳压电路的输出，也是浮充接点。

限压保护稳压管的正极接稳压三极管的基极，负极接地。

输出端保护电路由输出端保护可控硅、输出端保护触发稳压管、输出端保护电阻及两个钳位二极管组成，输出端保护触发稳压管正极接在稳压三极管的发射极上，负极串联输出端保护电阻后到地，其串联接点连接到输出端保护可控硅的控制极上，输出端保护可控硅的阴极接地，阳极连接了两个钳位二极管的负极，两个钳位二极管的正极一个正极连接稳压三极管的基极，另一个正极连接浮充接点。

过流保护显示电路由过流保护电阻与过流保护显示发光管组成，过流保护电阻的一端连接稳压三极管的发射极，另一端连接稳压电路的输出，过流保护显示发光管的正极连接稳压三极管的基极，负极连接稳压电路的输出。

充放电电路由放电三极管、蓄电池、充放电隔离单元、整流控制二极管、基极受控电阻组成；充放电隔离单元由充放电隔离二极管与充放电隔离电阻串联而成，充放电隔离二极管的正极连接浮充接点，负极连接充放电隔离电阻的一端，充放电隔离电阻另一端连接充电三极的发射极；蓄电池的正极连接放电三极管的发射极，负极接地；整流控制二极管的正极连接整流输出，负极连接放电三极管的基极，放电三极管的基极还连接一个基极受控电阻到地。

平衡二极管的正极连接稳压电路的输出，负极与放电三极管的集电极连接在一起成为电压输出端。

2、输出端保护电路中的输出端保护可控硅可用三极管代替，其连接方式是，用三极管的集电极替换输出端保护可控硅的阳极，用三极管的基极替换输出端保护可控硅的控制极，三极管的发射极替换输出端保护可控硅的阴极。

3、限压保护稳压管的稳压值比稳压调整支路的电压值高。

对以上措施解释如下：

本技术措施实施后，成为交直流两用的复合式稳压器，它具有输入端式保护，对抗击雷击有很好的效果，具有输出端式保护，对所配电器本身的故障有很好的保护效果，具备了过流显示，当输出端电流过大，时及时显示，方便观察，以便及时处理，还实现了科学浮充，解决了浮充电压高而放电电压低的问题，真正做到了任何时候都保持良好的稳压性能，提高了电子产品的可靠性。

一、稳压的主要原理：

稳压三极管（106）是高反压大功率NPN三极管，采用了射随输出的形式，有很强的负反馈，当稳压调整支路电压确定后，稳压三极管的发射极输出就能固定在一个值上，而这个数值满足了充放电电路所需的电压值。

二、输入端保护的原理：

输入端保护由输入端保护触发稳压管（103）、输入端保护电阻（102）与输入端保护三极管（104）共同组成。

在有雷击过压时，主要体现在整流输出的电压升高，有了输入端保护电路，在雷击时整流输出的高电压会首先触发输入端保护触发稳压管（103），进而开通输入端保护三极管（104），让原本为截止状态的输入端保护三极管饱和，形成对稳压三极管（106）的基极分流，甚至完全封门，即稳压三极管的基极电压基本为零，让稳压电路无输出。

三、输出端保护的原理：

这主要是征对雷击能量很大时稳压三极管（106）有瞬时软击穿时形成的保护，更进一步的提升防雷性能；主要由输出端保护可控硅（118），输出端保护电阻（112），输出端保护触发稳压管（113）与输出端保护电路的钳位二极管（117）共同组成。

当整流输出过压而击穿输出端触发稳压管后，输出端保护可控硅（118）迅速反应，分别对稳压三极管的基极形成分流，对稳压电路的输出形成封门，使稳压电路的输出无过压输出，而当过压故障消失后，会自行恢复；因为钳位了稳压三极管基极后，其输出端已无电压，只有稳压电路中稳压调整支路的很小的基极电流，因而具备了不会自保持的可能性，由于在可控硅的控制极对地接有输出端保护电阻（112），可灵活调整输出端保护可控硅的灵敏度，使微小的稳压三极管基极电流不能使输出端保护可控硅自保持，因此故障消失后，输出端保护可控硅能自行恢复。

输出端保护电路的钳位二极管在这里有很重要的作用，根据该级保护的功能与要求，不仅需要钳位稳压三极管的基极，还必须直接钳位稳压电路的输出。因为该级要钳位两点，所以在设计中增加了两只钳位二极管（117），不仅起到了钳位的作用，还有隔离作用，因而对应两点互不影响。

在措施2中还提到可以将输出端保护可控硅用三极管代替，其好处是，三极管的触发电压范围宽广，饱和后的集电极电压比可控硅导通时的阳极电压低，因而钳位更彻底。

四、过流保护显示电路的说明：

过流保护显示电路由过流保护电阻与过流保护显示发光管组成，主要是征对当所配备的电器发生故障，使电源电流陡增时的保护，当电压输出端电流增加，过流保护电阻（108）压降增大，过流保护显示发光管（111）立即导通，发出光指示，同时对稳压三极管的基极进行分流，流入稳压三极管基极的电流减少。而电压输出端过流越多，则减少的基极电流越多，自动形成对稳压三极管的保护。

五、对于保护系统可能出现的对雷击涌压反应不够迅速的问题，该措施还使用了限压保护稳压管（105），该管的稳压值高于稳压调整支路的电压值，因此在未过压时，处于开路状态，即是备份状态，所以不会产生电磨损，不会损坏。而当整流输出端有雷击涌压，稳压调整支路中的电压精调电阻（109）两端电压增高，高于限压保护稳压管的稳压值后，限压保护稳压管立即开通，再次对稳压三极管的基极进行限压，保护稳压电路的输出端。

六、充放电电路的说明：

充放电电路即是对蓄电池进行充电与放电，是直流电的运用，能让所配设备在任何时候都保持良好的工作性能，不会因为停电或断电而使设备不工作，因此充放电电路具有很大的意义，对此说明如下：

充放电电路由充放电隔离二极管（125）、充放电隔离电阻（126）、蓄电池（127）、放电三极管（128）、整流控制二极管（129）与基极受控电阻（130）组成。

1、能实现标准浮充的原由：稳压三极管的基极电压由稳压三极管的电压粗调稳压管与电压精调电阻稳压而成，电压粗调稳压管是一个定值，而电压精调电阻则可以在0.7V之内进行调整，所以能很方便地调整出浮充所需的电压值。充放电隔离二极管与充放电隔离电阻的作用一是隔离了大电流，作用二是实现浮充输出点与蓄电池之间的电压隔离，因而在有交流时，既可以浮充，又可以成为工作电源。

2、蓄电池放电时不会产生电压降的原因：第一、放电三极管是大功率PNP三极管，PNP管的特性是，当基极电压低，PNP管导通，一股大电流从PNP管的发射极流向集电极，集电极电压升高，因此当整流输出无电压时，放电三极管导通，即蓄电池开始放电，之所以选用PNP管，因为它导通时压降很小，可以忽略不计，所以在无交流电的时候不会产生压降，放电三极管的集电极电压等同于蓄电池电压。

第二、放电三极管平时处于截止状态，即蓄电池在有交流电时处于浮充状态，在无交流电时才作用，这是因为在有交流电压时，整流控制二极管直接将电压输入放电三极管的基极，因为PNP三极管的特性，基极有高压存在，因此放电三极管不会导通，所以放电三极管平时处于截止状态，无交流电时，整流输出无电压，因而放电三极管的基极无电压，电流从放电三极管的发射极流向集电极，放电三极管的集电极产生电压，这个电压等同于蓄电池电压。

七、能在市电较低的地方与时段工作的主要原因：一是线路中的稳压三极管，不会产生附加电压降，只要整流输出电压高于稳压电路的输出电压，就能使稳压三极管工作，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。）二是因稳压三极管是高反压管，所以可以把整流输出电压可以设计得高一些，在市电低时，这时整流电压不可能输出很低，就可以作一定补偿。

八、平衡二极管（131）的用途，就是将较高的浮充电压降为所配设备的工作电压，这样就能使所配设备在有交流电时是标准工作电压，而在只有直流电时也是标准工作电压，使所配设备工作性能更稳定，之所以用二极管，是因为二极管是定值0.7V，调试方便，更易于批量的生产。

 本发明实施后有以下显著的优点：

一、防雷效果显著：具有多重防雷过压的保护，第一是稳压三极管为高反压大功率三极管，输入比普通三端的输入高了数百倍；第二是雷击过压时首先反应在整流的输出即稳压电路的输入端，输入端保护迅速启动，形成对输入端的保护；第三是过压时还有输出保护电路，有过压故障时对稳压三极管的基极形成分流，对稳压电路的输出形成封门，使稳压电路的输出无过压输出，当过压故障消失后，自行恢复；第四是有限压保护稳压管，再次对稳压三极管的基极进行限压，保护稳压电路的输出端。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。

二、有过流保护显示功能，方便人们及时查看，提高了维修效率。

三、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。

四、实现交直流共用，方便地调整输出代有小数的稳压值，实现对蓄电池科学浮充。同时具有过流保护。

五、线路简洁，易生产调试，便于普及。

附图说明

图1是输出端保护电路是由输入端保护可控硅实施的线路图。

图中：101、整流输出；102、输入端保护电阻；103、输入端保护触发稳压管；104、输入端保护三极管；105、限压保护稳压管；106、稳压三极管；107、稳压上偏电阻；108、过流保护电阻；109、电压精调电阻；110、电压粗调稳压管；111、过流保护显示发光管；112、输出端保护电阻；113、输出端保护触发稳压管；116、稳压电路的输出，也是浮充接点；117、输出端保护电路的钳位二极管；118、输出端保护可控硅； 125、充放电隔离二极管；126、充放电隔离电阻；127、蓄电池；128、放电三极管；129、整流控制二极管；130、基极受控电阻；131、平衡二极管；132、电压输出端。

图2是输出端保护可控硅由三极管代替的线路图。

图中：101、整流输出；102、输入端保护电阻；103、输入端保护触发稳压管；104、输入端保护三极管；105、限压保护稳压管；106、稳压三极管；107、稳压上偏电阻；108、过流保护电阻；109、电压精调电阻；110、电压粗调稳压管；111、过流保护显示发光管；112、输出端保护电阻；113、输出端保护触发稳压管；115、代替输出端保护可控硅的三极管；116、稳压电路的输出，也是浮充接点；117、输出端保护电路的钳位二极管。

具体实施方式

图1、图2是具体实施的方式。

 1、稳压三极管、输入端保护三极管、放电三极管都选定大功率管，限压保护稳压管稳压值应高于输出电压值。如按图2焊接，输出端保护三极管也选用大功率NPN三极管，

2、按图1或图2的线路图焊接。

3、调整电源输出值。选择电压粗调稳压管，可进行大范围的调整，用所串的电压精调电阻作0.7V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触发稳压管；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触发稳压管；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。

6、调整放电三极管的性能，其一是当整流有输出时，测放电三极管发射极与集电极电压应开路。其二是当整流无输出时，测放电三极管发射极与集电极电压应小于0.1，否则改变放电三极管的基极受控电阻的阻值。

Claims (3)

1.两用复合式稳压器，其特征是：由输入端保护电路、稳压电路、输出端保护电路、限压保护稳压管、过流保护显示电路、充放电电路、平衡二极管共同组成；

其中：输入端保护电路是：输入端保护电阻的一端连接整流输出，输入端保护电阻的另一端连接输入端保护触发稳压管的正极，输入端保护触发稳压管的负极连接在输入端保护三极管的基极上，输入端保护三极管的发射极接地线，集电极与稳压电路中的稳压三极管基极相连；

稳压电路由稳压三极管、稳压上偏电阻与稳压调整支路组成；稳压三极管的集电极连接整流输出，稳压上偏电阻的一端连接稳压三极管的集电极，另一端连接稳压三极管的基极，稳压三极管的基极还连接了限压保护稳压管与稳压调整支路；稳压调整支路由电压粗调稳压管与电压精调电阻串联而成：电压粗调稳压管的正极连接稳压三极管的基极，电压粗调稳压管的负极连接电压精调电阻的一端，电压精调电阻的另一端接地；稳压三极管的发射极连接过流保护电阻后成为稳压电路的输出，也是浮充接点；

限压保护稳压管的正极接稳压三极管的基极，负极接地；

输出端保护电路由输出端保护可控硅、输出端保护触发稳压管、输出端保护电阻及两个钳位二极管组成，输出端保护触发稳压管正极接在稳压三极管的发射极上，负极串联输出端保护电阻后到地，其串联接点连接到输出端保护可控硅的控制极上，输出端保护可控硅的阴极接地，阳极连接了两个钳位二极管的负极，两个钳位二极管的正极一个正极连接稳压三极管的基极，另一个正极连接浮充接点；

过流保护显示电路由过流保护电阻与过流保护显示发光管组成，过流保护电阻的一端连接稳压三极管的发射极，另一端连接稳压电路的输出，过流保护显示发光管的正极连接稳压三极管的基极，负极连接稳压电路的输出；

充放电电路由放电三极管、蓄电池、充放电隔离单元、整流控制二极管、基极受控电阻组成；充放电隔离单元由充放电隔离二极管与充放电隔离电阻串联而成，充放电隔离二极管的正极连接浮充接点，负极连接充放电隔离电阻的一端，充放电隔离电阻另一端连接充电三极的发射极；蓄电池的正极连接放电三极管的发射极，负极接地；整流控制二极管的正极连接整流输出，负极连接放电三极管的基极，放电三极管的基极还连接一个基极受控电阻到地；

平衡二极管的正极连接稳压电路的输出，负极与放电三极管的集电极连接在一起成为电压输出端。

2.根据权利要求1所述的两用复合式稳压器，其特征是：输出端保护电路中的输出端保护可控硅可用三极管代替，其连接方式是，用三极管的集电极替换输出端保护可控硅的阳极，用三极管的基极替换输出端保护可控硅的控制极，三极管的发射极替换输出端保护可控硅的阴极。

3.根据权利要求1所述的两用复合式稳压器，其特征是：限压保护稳压管的稳压值比稳压调整支路的电压值高。