CN203851028U - 能科学递补的两用电源 - Google Patents

Abstract

能科学递补的两用电源，属于电子技术领域，由两个稳压单元、两个过流保护单元、过压保护电路、充放电单元与平衡二极管共同组成，整流输出经过两个稳压单元后调整出充放电单元所需的浮充电压，浮充电压经过平衡二极管降压为设备所需的电压，其中两稳压单元采用平衡式，形成科学递补，本电源具备过压保护与过流保护，当雷雷击过压，过压保护电路立即启动对稳压单元中的调整三极管基极再次限压保护，当电压输出端电流过大，过流保护单元立即启动，发出光显示，使本电源既是稳压尖，同时又是一种监测器，提高了所配设备的可靠性，保证在任何时候都保持良好的工作性能。

Description

能科学递补的两用电源

技术领域

 属于电子技术领。

背景技术

电源的可靠性直接影响电子设备的可靠性，配套电源性能好，电子设备相对的性能就好，因此电源在电子设备中占据了很关键的部分。

在现在的稳压电源中，通常都是以78系列为代表性，而这种稳压，输入端电压不能超过30V，而雷击时的过压，很大部分都超过了100V，因此， 78系列的集成稳压电路在防雷上，还十分薄弱，容易损坏，假如用一78系列集成电路作备份，在一路损坏后，另一路进行递补，那么一路损坏后，另一路如何递补，因为不能简单地采用两块集成电路并联的方法来实现，那样将产生新的问题，因此，为了保证电子设备的可靠性，对电源的提升至关重要。

发明内容

为了保证电子设备的可靠性，本发明的目的是设计一种新型电源，该电源的特点一是在未过压时有源件不易损坏，二是即使损坏后，内部有源件能实现科学递补，三是实现了蓄电池的科学浮充，实现了交直流共用，保证任何时候都正常供电，从而提高稳压电源的可靠性与性能。 

本发明采用的措施是：

1、能科学递补的两用电源由两个稳压单元、两个过流保护单元、过压保护电路、充放电单元与平衡二极管共同组成。

其中：两个稳压单元是由第一稳压单元与第二稳压单元组成，两个单元成对称式；两个过流保护单元由第一过流保护单元与第二过流保护单元组成，两个单元成对称式。

第一稳压单元是：第一调整三极管的集电极连接整流输出，调压稳压管的正极连接第一调整三极管的基极，负极串联一个电压精调电阻后到地线，第一调整三极管的基极还连接了过压保护支路，稳压单元上偏电阻一边端头连接了整流输出，另一边端头连接第一调整三极管的基极，第一调整三极管的发射极连接了第一过流保护单元。

第二稳压单元是：第二调整三极管的集电极与第一调整三极管的集电极连接在一起都接在整流输出上，第二调整三极管的基极与第一调整三极管的基极连接在一起，第二调整三极管的发射极连接了第二个过流保护单元。

第一过流保护单元是：第一过流保护电阻的一端连接第一调整三极管的发射极，第一过流保护电阻的另一端连接两路，一路是连接第一稳压单元隔离二极管的正极，另一路是连接了第一过流保护显示发光管的负极，第一过流保护显示发光管的正极连接第一调整三极管的基极。

第二过流保护单元是：第二过流保护电阻的一端连接第二调整三极管的发射极，第二过流保护电阻的另一端连接两路，一路是连接第二稳压单元隔离二极管的正极，另一路是连接了第二过流保护显示发光管的负极，第二过流保护显示发光管的正极连接第二调整三极管的基极。

充放电单元：第一稳压单元隔离二极管的负极与第二稳压单元隔离二极管的负极连接在一起成为浮充接点，浮充电阻的一端连接到浮充接点上，浮充电阻的另一端连接两路，一路是连接了蓄电池，另一路连接放电三极管的发射极，整流控制二极管的正极连接整流输出，整流控制二极管的负极连接放电三极管的基极，放电三极管的基极还连接了一个基极受控电阻到地线，放电三极管的集电极作为输出，成为电压输出端。

平衡二极管的正极连接浮充接点，负极接到放电三极管的集电极上成为电压输出端。

过压保护电路由一只过压保护稳压管与防雷管组成，防雷管安在整流输出与地线之间；过压保护稳压管的正极连接第一调整三极管的基极，负极接地线。

2、基极受控电阻为四分之一瓦。

3、过压保护稳压管的稳压值应大于调压稳压管串联电压精调电阻的电压值。

4、放电三极管是PNP三极管。

对以上措施解释如下：

本电源性能优异，稳压效果好，保证电子设备的可靠性，其表现在：一是自身元件不易损坏；二是比单管稳压更提高了稳定性与可靠性，如果有意外导致一管损坏，另一管可以实现科学递补，正常提供设备电源；三是具有过流保护功能；四是具有过压保护功能，一旦过压，还具有显示功能，方便人们观察与监测；五是适应市电范围宽，增大了应用空间；六是交直流共用，解决了蓄电池的科学浮充问题。

一、稳压的主要原理：

两个稳压单元中的调整三极管即第一调整三极管（4）与第二调整三极管（5）都采用了平衡式的射随输出，形成递补的形式。而两个调整三极管的基极连接在一起，所以当调压稳压管（7）的参数确定后，两个调整三极管的参数就是一个定值，而这个定值是满足充放电单元的浮充需求的。

二、电源自身元件不易损坏的原因：

1、在无雷击、无过压的情况下，两个调整三极管同时工作，实现功率的科学分配，成为平衡式稳压性质，当其中一个调整三极管如第一调整三极管通过的电流过大时，第一调整三极管发射极所串联的过流保护电阻即第一过流保护电阻（9）压降增大，基极电流会因为第一过流保护显示发光管（10）的分流而进行自动调节。

2、在雷击过压时本电源自身元件也不会损坏的原因：

第一、两个调整三极管都是高反压大功率三极管，反压可以达到几百伏，是三端集成稳压电路输入电压的10左右，所以，比三端集成稳压电路的可靠性强得多。

第二、有防过压保护支路：一是整流输出增加了防雷管（2）保护，而防雷管的耐压值远远低于调整三极管的反压值，所以能将雷击时的过压限制在调整三极管的反压值之内。二是在调整三极管的基极增加了过压保护稳压管（6），整流输出端无过压情况发生时，因为过压保护稳压管的稳压低于调压稳压管（7）串联电压精调电阻（8）的电压值，所以在未过压时受调压稳压管串联电压精调电阻的钳位，无电流通过，过压保护稳压管等于没有使用，因而不存在在电磨损，也不会损坏；而当雷击过压了，调压稳压管所串联的电压精调电阻两端电压瞬时增高，致使调压稳压管串联电压精调电阻的电压值高于了过压保护稳压管，所以过压保护稳压管导通，再次对调整三极管的基极进行限压保护。应说明的是电压精调电阻在正常工作中所占的电压比例很小，只限于0.7V之内的电压作调整，而在过压时，却起到良好的保护作用。

三、能实现科学递补的原因：当两个稳压单元中的一个调整三极管损坏，另一个调整三极管可以实现科学递补，正常提供设备电源，其原因是：两个调整三极管的发射都串联有隔离二极管（13与14），因此当一个调整三极管损坏时，不会增大另一调整三极管的发射负载，而是自动形成开路状态，所以只要调整三极管发射极所串联的过流保护电阻的阻值调整得当，没有损坏的调整三极管就能正常向设备供电，不会影响整体性能。

四、过流保护的原理：当输出电流过大，导致调整三极管发射极所串联的过流保护电阻两端的压降陡增，基极电流通过过流保护显示发光管，过流保护显示发光管灯亮，形成对调整三极管的基极分流，这里的过流显示发光管起了双重作用，一是过流保护配套元件，二是发光指示。同进应说明的是，在调试时应调成这样的情况，正常时灯不亮，而在有故障时，输出端过流越多，分流越大，过流发光管越亮，自动形成对调整三极管的保护。其好处是可以通过过流保护发光管是否发亮而断定是否有故障，从而使本发明成为既是一种稳压源，又是一种监测器。

五、适应市电范围宽广的原因：

1、在市电较高的地段，因为两个调整三极管都是高反压大功率三极管，虽然整流输出电压高，但是还未超过调整三极管的反压值，所以在市电较高的地段可以正常使用，不会损坏。

2、在市电较低的在段，能工作的主要原因：本电源中的调整三极管导通时，不会产生附加电压降，直接将整流输出电压调整为输出稳压电路输出电压，即是只要整流电压高于输出电压，这个电压能使调整三极管工作，就能稳压。因为调整三极管是高反压大功率三极管，因此在设计时可以把整流输出电压设计高一些，在市电低时，就可以用一定的补偿。

所以本电源实施后，市电高时不损坏电路，而在较低时仍可以正常工作，大大地扩展了市电变化的工作范围。

六、充放电单元的说明：由于调整三极管的基极电压中，调压稳压管的压降是主导作用，所以可以形成粗调，而所串的电压精调电阻所占的比例很小，所以也可以作精调之用，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。

放电三极管（17）的基极有整流控制二极管（18）与基极受控电阻（19），形成了这样的原理：第一、当整流输出无电压时，放电三极管导通，即蓄电池（16）开始放电，因为放电三极管是高反压大功率PNP三极管，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、当整流输出正极有电压，就表明此时有交流电存在，蓄电池应为浮充现象，放电三极管因为是PNP管，它的基极有电压存在，不会导通，集电极不会有电压输出。当整流输出正极无电压，放电三极管基极无电压，它就构成了一个电子开关的形式，形成导通状态，蓄电池开始放电，集电极输出电压，可靠地区分浮充与蓄电池放电的两个阶段。

浮充电阻（15）在本电路中的作用一是对大电流进行了限流，作用二是实现浮充点与蓄电池之间的电压隔离，因而在有交流时，既可以浮充，又可以成为工作电压。

七、平衡二极管（20）主要作用是降压，将浮充点的电压降为与蓄电池一致的电压，这样的好外是当有交流电时设备可以正常工作，当无交流电时，设备不会因为蓄电池电压比有交流电时的电压低而不能正常工作，让设备在任何时候都保证良好的工作性能。

本发明实施后有以下显著的优点：

1、提高了可靠性，其原因一是在正常环境使用时，其可靠性高于普通的三端集成稳压电路，有源件不易损坏。二是实现了科学递补，在稳压单元中，一个调整三极管损坏时，另一个调整三极管进行递补，使配套设备仍旧正常工作。

2、性能优异，其原因是一是防雷防过压效果好，在雷雨季节，配套设备不会受雷击损坏，不会因雷雨天而停止工作；二是适应市电范围宽；三是实现对蓄电池科学浮充，交直流共用；四是具有过流保护监测，对电器的维护更方便。

3、采用了复合线路，整体精简，可靠性高，成本低，而且便于生产。

附图说明

图1是能科学递补的两用电源电路图。

1、整流输出；2、防雷管；3、稳压单元上偏电阻；4、第一调整三极管；5、第二调整三极管；6、过压保护稳压管；7、调压稳压管；8、电压精调电阻；9、第一过流保护电阻；10、第一过流保护显示发光管；11、第二过流保护电阻；12、第二过流保护显示发光管；13、第二稳压单元隔离二极管；14、第一稳压单元隔离二极管；15、浮充电阻；16、蓄电池；17、放电三极管；18、整流控制二极管；19、基极受控电阻；20、平衡二极管；21、电压输出端。

具体实施方式

1、选件：两个稳压单元中的两个调整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调整三极管反压值，二极管选用面结合型，发光管选用高亮度的LED发光管，放电三极管选用高反压大功率PNP三极管，过压保护稳压管的稳压值应比调压稳压管串联电压精调电阻的电压值高。

2、按图焊接。

3、调节稳压值的数值。调压稳压管即是输出电压的粗调，用所串联的电阻作为精调，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。

4、调整过压保护，模拟防雷效果。断掉变压器一次侧，用示波器的接在稳压源输出，用70伏的直流电压点击整流端，示波器显示变化没有太大的幅度，否则应调整调整三极管基极对地接所接的过压保护稳压管的稳压值。

5、调整两管平衡度：断开稳压单元中其中一个调整三极管的输出电路，另一个调整三极管输出端带上可调的假负载，并在输出回路中串上电流表，调整假负载功率，直至此过流保护发光管亮，记下该值。然后断开另一个调整三极管的输出，如法调试第一次断开的三极管，两管在同样的假负载下，过流保护发光管亮，否则应调整发射所串联的过流保护电阻值，以符合要求。这里应说明的是，之所以要调整电阻的原因是，仅管在焊接时两只电阻的阻值一致，但因为三极 管的放大系数可能存在差异，所以应当调节。

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 (4)

1.能科学递补的两用电源，其特征是：由两个稳压单元、两个过流保护单元、过压保护电路、充放电单元与平衡二极管共同组成；

其中：两个稳压单元是由第一稳压单元与第二稳压单元组成，两个单元成对称式；两个过流保护单元由第一过流保护单元与第二过流保护单元组成，两个单元成对称式；

第一稳压单元是：第一调整三极管的集电极连接整流输出，调压稳压管的正极连接第一调整三极管的基极，负极串联一个电压精调电阻后到地线，第一调整三极管的基极还连接了过压保护支路，稳压单元上偏电阻一边端头连接了整流输出，另一边端头连接第一调整三极管的基极，第一调整三极管的发射极连接了第一过流保护单元；

第二稳压单元是：第二调整三极管的集电极与第一调整三极管的集电极连接在一起都接在整流输出上，第二调整三极管的基极与第一调整三极管的基极连接在一起，第二调整三极管的发射极连接了第二个过流保护单元；

第一过流保护单元是：第一过流保护电阻的一端连接第一调整三极管的发射极，第一过流保护电阻的另一端连接两路，一路是连接第一稳压单元隔离二极管的正极，另一路是连接了第一过流保护显示发光管的负极，第一过流保护显示发光管的正极连接第一调整三极管的基极；

第二过流保护单元是：第二过流保护电阻的一端连接第二调整三极管的发射极，第二过流保护电阻的另一端连接两路，一路是连接第二稳压单元隔离二极管的正极，另一路是连接了第二过流保护显示发光管的负极，第二过流保护显示发光管的正极连接第二调整三极管的基极；

充放电单元：第一稳压单元隔离二极管的负极与第二稳压单元隔离二极管的负极连接在一起成为浮充接点，浮充电阻的一端连接到浮充接点上，浮充电阻的另一端连接两路，一路是连接了蓄电池，另一路连接放电三极管的发射极，整流控制二极管的正极连接整流输出，整流控制二极管的负极连接放电三极管的基极，放电三极管的基极还连接了一个基极受控电阻到地线，放电三极管的集电极作为输出，成为电压输出端；

平衡二极管的正极连接浮充接点，负极接到放电三极管的集电极上成为电压输出端；

过压保护电路由一只过压保护稳压管与防雷管组成，防雷管安在整流输出与地线之间；过压保护稳压管的正极连接第一调整三极管的基极，负极接地线。

2.根据权利要求1所述的能科学递补的两用电源，其特征是：基极受控电阻为四分之一瓦。

3.根据权利要求1所述的能科学递补的两用电源，其特征是：过压保护稳压管的稳压值应大于调压稳压管串联电压精调电阻的电压值。

4.根据权利要求1所述的能科学递补的两用电源，其特征是：放电三极管是PNP三极管。