CN204835504U - 监测型速断保护的三端稳压电源 - Google Patents

Abstract

监测型速断保护的三端稳压电源，属于电子技术领域，由避雷器，输入端监测电路，过压启动电路、速断保护电路、过流监测电路，三端集成稳压电路，输出端监测电路组成。避雷器接在整流输出与地线之间，将雷击涌压的迅速引入地的保护，过流监测电路在所配设备有故障时，能做到监测指示。输入端过压监测电路与输出端过压监测电路是针对雷击涌压、意外过压与三端稳压电路而形成的监测，无论是三端稳压电路的输入端或输出端过压，都会开通过压启动电路，从而钳位速断保护电路形成关闭电源的速断保护。输入端、输出端与过流的监测指示灯发出的光颜色不同，因而能方便地看出发生故障的部分，方便人们及时维护，为研究稳压源提供全新的方向。

Description

监测型速断保护的三端稳压电源

技术领域

属于电子技术领域。

背景技术

电源是一切电子电路最重要的基本单元电源性能好，则整体性能好。电源也常常是易损坏的重点部件，电子设备的故障也时常能通过电源检测出来，如果能让故障以直观的方式表达出来，让人们一看就明白，显然是十分有意义的，它能减少电源与设备产生故障率，让人们能及时处理，特别是对于保护类产品是十分重要的，所以，研究一种减少故障率的稳压电源，是本实用新型的重点。

目前，三端稳压是运用极为广泛的稳压方式，但三端稳压却存在着很多缺点，不能适用于各类电子产品。它的输入端电压过低，三端稳压的输入端电压，以78系列中的7812为例，它的输入端电压不能超过36V，一旦过压，就会损坏。而现有电源技术，也还存在着各种不足之处：如不能对三端稳压电路形成时刻的监测，不能在三端稳压电路损坏时形成对设备的保护，不能对设备形成监控，当设备存在异常，不能形成对电源与设备的主动保护，不能很好地防涌压涌流，在有故障产生时，不能主动显示等等，因此对电源的研究还需要更进一步的深入。

所以能研究出能主动监测、显示故障、防雷效果好的稳压源很有意义，它必须要解决上述的诸多问题，才能达到要求，要解决上述的问题，就必须要进行系统的研究，需要多种技术的支持，需要有创新的思维方式，因为它既要考虑到能稳压，又要在有过流时，能及时主动提示，提醒人们及时维护，所以，它必须突破传统的稳压电路的方式，运用新的思维方式，找到新的方向，才能实现。

发明内容

本发明的主要目的是，提出新的措施，在三端稳压电路的输入端与输出端形成过压监测，当整流输出或三端稳压电路的输出有过压时，运用三极管与可控硅的相互配合，启动速断保护。同时对整体电流也形成监测，减少电源与设备的损坏率，方便人们及时维护，为研究稳压源提供全新的方向。

本发明采用的措施：

1、监测型速断保护的三端稳压电源由避雷器，输入端监测电路，过压启动电路、速断保护电路、过流监测电路，三端集成稳压电路，输出端监测电路组成。

其中：避雷器接地整流输出与地线之间。

输入端监测电路由过压门坎稳压管一、过压监测指示灯一、过压保护电阻一组成：过压门坎稳压管一、过压监测指示灯一、过压保护电阻一串联在整流输出与过压启动电路中启动三极管的基极之间。

速断保护电路由速断可控硅与触发电阻组成：速断可控硅的阳极接整流输出，速断可控硅的阴极接三端稳压电路的输入端，触发电阻接在速断可控硅的阳极与控制极之间。

过压启动电路由启动三极管与钳位二极管组成：启动三极管的发射极接地线，钳位二极管的正极接速断可控硅的控制极，钳位二极管的负极接启动三极管的集电极。

过流监测电路由门阀三极管、两个阀值电阻、过流监测指示灯、调整电阻组成。

三端集成稳压电路的接地端为三路，一路连接调整电阻到三端集成稳压电路的输出端，第二路连接门阀三极管的发射极，门阀三极管的集电极接过流监测指示灯到地线，第三路接阀值电阻一的一端，阀值电阻一的另一端接阀值电阻二的一端，阀值电阻二的另一端接地线，门阀三极管的基极连接阀值电阻一的另一端。

三端集成稳压电路的输出端即是监测型速断保护的三端稳压电源的输出。

输出端监测电路由过压门坎稳压管二、过压触发二极管、过压监测指示灯二、过压保护电阻二、积分电容组成：过压门坎稳压管二与过压触发二极管串联在三端稳压电路的输出端与积分电容的正极之间，积分电容的负极接地线，过压监测指示灯二与过压保护电阻二串联在积分电容的正极与启动三极管的基极之间。

2、过压监测指示灯一、过压监测指示灯二与过流监测指示灯发出亮光的颜色不同。

3、门阀三极管为PNP三极管。

4、速断可控硅为单向可控硅。

对以上措施解释如下：

监测型速断保护的三端稳压电源由避雷器，输入端监测电路，过压启动电路、速断保护电路、过流监测电路，三端集成稳压电路，输出端监测电路组成，过流监测电路在所配设备有故障时，能做到监测指示。输入端过压监测电路与输出端过压监测电路是针对雷击涌压、意外过压与三端稳压电路而形成的监测，无论是三端稳压电路的输入端或输出端过压，都会开通过压启动电路，从而钳位速断保护电路形成关闭电源的速断保护。能减少电源与设备的损坏率，方便人们及时维护，为研究稳压源提供全新的方向。

一、避雷器（图2中的2）接在整流输出与地线之间，当受到雷击出现涌压，因为避雷器的耐压比三端集成稳压电路的输入端电压低，因此避雷器先启动，将涌压迅速引入地线，避免了三端集成稳压电路受雷击而损坏。

二、过流监测电路的说明：由门阀三极管（图2中的7.5）、两个阀值电阻（图2中的7.2与7.3）、过流监测指示灯（图2中的7.4）、调整电阻（图2中的7.1）组成。

1、意义：电源是最易损坏的部件，因为设备损坏也很可能损坏电源，雷击过压也会损坏电源与设备，但不管是电源本身的故障还是设备出现故障，最直接的表示就是电源的电流出现变化，当设备发生故障或电源本身出现问题时，产生电流过大，此时能及时显示出来，使使用者能及时维护，这是十分重要的，因为它能减少设备与电源的损坏率，这不仅是对电源的一种提升，对于一些维修点少的电器来说，这是至关重要的，因为维修不方便，又或是因为需要及时运用，如果发生了故障而未能及时得知，在运用时才急于找人维修，这显然给用户带来极大的不便。因此，能主动监测并提示的电源是十分必要的。

2、原理：在所配设备有故障出现故障时，能做到监测指示。当所配设备发生故障，使电流增加，流向阀值电阻的电流增加，使阀值电阻二（图2中的7.3）两端的压降增大，导通门阀三极管（图2中的7.5）导通，过流监测指示灯（图2中的7.4）发出亮光，以提醒用户，出现了问题。

而在正常情况下，门阀三极管不会导通，因为通过阀值电阻的压降不变化，因此，门阀三极管不会启动。

三、对三端稳压电路输入端形成监测与速断保护的原理：

由过压门坎稳压管一（图2中的5.1）、过压监测指示灯一（图2中的5.2）、过压保护电阻一（图1中的5.3）组成输入端过压监测电路；由启动三极管（图2中的9.1）与钳位二极管（图2中的9.2）组成了过压启动电路；由速断可控硅与触发电阻组成了速断保护电路。

1、当整流有涌压，过压门坎稳压管一导通，启动三极管饱和，立即钳位速断可控硅的控制极，产生速断保护，此时的过压监测指示灯一发光。

2、由于速断可控硅（图1中的7）的触发电阻（图1中的8）阻值很大，在数百K时均能触发，所以只要调试好保护电阻一的阻值，就能导致起动三极管饱和或向饱和变化，由于速断可控硅的正反馈性，所以速断可控硅会向着截止方向变化，（这里应说明的是，在教科书上说，可控硅截止条件是当阳极电流减少时且小于维持电流时会向截止方向变化，但对单向可控硅来说，理论与实践都说明，将可控硅的阴极减少到零，仍可以使可控硅向着截止方向变化。）由于速断可控硅与起动三极管的响应速度很快，所以具有良好的保护作用。而在故障消失后，前端过压监测启动级与速断保护级又恢复为待命状态。

3、形成监测在前端产生过压情况下，过压监测指示灯一导通，发出光亮，在故障消失后，过压监测指示灯一不亮，在故障消失后，因为启动三极管的基极触发电压消失，因此启动三极管又转变为截止，所以输入端的过压保护是能够自愈的。

四、对三端稳压电路输出端形成监测与过压保护的原理：

由过压门坎稳压管二（图2中的8.1）、过压触发二极管（图2中的8.2）、积分电容（图2中的8.4）、过压监测指示灯二（图2中的8.3）、过压启动电阻二（图2中的8.5）组成输出端过压监测电路。监测三端稳压电路，在三端稳压电路损坏后形成速断保护与光警示的效果。

1、当三端稳压电路损坏，导致输出端电压增高，如果高过了过压门坎稳压管二的稳压值，立即向积分电容充电，当积分电容充满电后，启动三极管饱和，形成光警示的同时，钳位速断可控硅的控制极，使速断可控硅的阴极不再有输出，从而使三端稳压电路断掉输入，进而形成保护。

2、发光管与保护电阻的作用不仅是起到监测指示的作用，还形成了积分电容放电的时间常数，放电时间长，则启动三极管作用的时间越长，形成速断的时间也越长，反之则短。

3、如果出现这种三端稳压电路损坏后不处理的情况，那么当积分电容放电完毕后，保护三极管恢复，门坎稳压管再次向积分电容充电，再次使启动三极管饱和，如果一直不处理，那么这种情况会一直循环，直到处理了三端稳压电路的故障为止。

五、过压监测指示灯一、过压监测指示灯二与过流监测指示灯发出亮光的颜色不同，因而能可靠地判定出是哪部分出现了问题，方便而可靠。

本发明实施后有以下显著的优点：

电源是一切电子电路最重要的基本单元，一切电子设备均需要可靠而稳定的电源。一种电子设备的好坏直接与电源有关。电源性能好，则整体性能好。电源也常常是易损坏的重点部件，而雷击与过压造成的损害又是故障的主要来源之一，所以，减少这种故障率的稳压电源，是十分有意义的。

而本发明的实施有着积极的意义。优点如下：

1、稳压源稳压效果好。即能提供稳定的电压，因为该电路是三端集成稳压电路，该电路是一种优秀的稳压电路，稳压效果好，而且又含有多种保护，所以是一种优秀的稳压电路。

2、工作可靠，一是三端稳压集电路是一种成熟的集成稳压电路，工作可靠。二是过流监测电路其元件少，因而减少了元件的损坏率，所以故障情况少。

3、在三端稳压电路的输入端与输出端形成时时监测的功能，一旦雷击涌压、意外过压或三端稳压电路损坏使输出端过压，都会关闭电源，形成速断保护。

4、具备对设备随时监测的功能，当设备出现故障，使电流产生变化时，能主动监测提示，便于人们及时维护，是一种既能监测又能稳压的优秀电源。

5、启动速断保护响应迅速，因为速断可控硅有反馈性质，因而与启动三极管配合后，反应快，保证三端稳压电路与设备不受过压而损坏。

6、过压监测指示灯一、过压监测指示灯二与过流监测指示灯发出亮光的颜色不同，因而能可靠地判定出是哪部分出现了问题，方便而可靠。

7、成本低，易生产与调试。

附图说明

图1是本措施的单元连接方框图。

图中：1、整流输出；2、避雷器；3、速断保护电路；5、输入端过压监测电路；6、三端稳压电路；7、过流监测电路；8、输出端过压监测电路；9、过压启动电路；10、监测型速断保护的三端稳压电源的输出。

图2是监测型速断保护的三端稳压电源的电路图。

图中：1、整流输出；2、避雷器；3.1、速断可控硅；3.2、触发电阻；5.1、过压门坎稳压管一；5.2、过压监测指示灯一；5.3、过压启动电阻一；6、三端稳压电路；7.1、调整电阻；7.2、阀值电阻一；7.3、阀值电阻二；7.4、光指示灯；7.5、门阀三极管；8.1、过压门坎稳压管二；8.2、过压触发二极管；8.3、过压监测指示灯二；8.4、积分电容；8.5过压启动电阻二；9.1、启动三极管；9.2、钳位二极管；10、监测型速断保护的三端稳压电源的输出。

图3是调试三端集成稳压电路时将输出电压升高的模拟方法图。

图中：6、三端稳压电路；6.1、新增加的上偏电阻；6.2、新增加的下偏电阻；6.3、电压表；10、监测型速断保护的三端稳压电源的输出。

具体实施方式

图1、图2、图3是具体实施的一种方式。

1、选件：门阀三极管（图2中的7.5）是PNP三极管；过压监测指示灯一（图2中的5.2）、过压监测指示灯二（图2中的8.3）与过流监测指示灯（图2中的7.4）发出亮光的颜色不同；速断可控硅（图2中的3.1）为单向可控硅。

2、焊接：监测型速断保护的三端稳压电源按图1的线路图进行焊接。

避雷器（图2中的2）接地整流输出与地线之间。

输入端监测电路由过压门坎稳压管一（图2中的5.1）、过压监测指示灯一（图2中的5.2）、过压保护电阻一（图2中的5.3）组成：过压门坎稳压管一、过压监测指示灯一、过压保护电阻一串联在整流输出（图2中的1）与过压启动电路中启动三极管（图2中的9.1）的基极之间。

速断保护电路由速断可控硅（图2中的3.1）与触发电阻（图2中的3.2组成：速断可控硅的阳极接整流输出，速断可控硅的阴极接三端稳压电路（图2中的6）的输入端，触发电阻接在速断可控硅的阳极与控制极之间。

过压启动电路由启动三极管（图2中的9.1）与钳位二极管（图2中的9.2）组成：启动三极管的发射极接地线，钳位二极管的正极接速断可控硅的控制极，钳位二极管的负极接启动三极管的集电极。

过流监测电路由门阀三极管（图2中的7.5）、两个阀值电阻（图2中的7.2与7.3）、过流监测指示灯（图2中的7.4）、调整电阻（图2中的7.1）组成。

三端集成稳压电路的接地端为三路，一路连接调整电阻到三端集成稳压电路的输出端，第二路连接门阀三极管的发射极，门阀三极管的集电极接过流监测指示灯到地线，第三路接阀值电阻一的一端，阀值电阻一的另一端接阀值电阻二的一端，阀值电阻二的另一端接地线，门阀三极管的基极连接阀值电阻一的另一端。

三端集成稳压电路的输出端即是监测型速断保护的三端稳压电源的输出。

输出端监测电路由过压门坎稳压管二（图2中的8.1）、过压触发二极管（图2中的8.2）、过压监测指示灯二（图2中的8.3）、过压保护电阻二（图2中的8.5）、积分电容（图2中的8.7）组成：过压门坎稳压管二与过压触发二极管串联在三端稳压电路的输出端与积分电容的正极之间，积分电容的负极接地线，过压监测指示灯二与过压保护电阻二串联在积分电容的正极与启动三极管的基极之间。

3、检测：

（1）、检测过流保护：用一个5瓦的10欧电阻接在监测型速断保护的三端稳压电源的输出上，查看过流监测指示灯（图2中的7.4）是否发光，否则调整两个阀值电阻（图2中的7.2与7.3）的阻值或调整电阻（图2中的7.1）的阻值。

（2）、调整输入端过压保护参数：用示波器的热端接在监测型速断保护的三端稳压电源的输出上，用100伏的直流电压点击整流输出，示波器显示输出应为显示为低位，否则应调试过压门坎稳压管一（图2中的5.1）的。

此时过压监测指示灯一发光，用万用表电压档测启动三极管（图2中的9.1）的集电极为低位，如果不为低位，则调整过压保护电阻一（图2中的5.3）的阻值。

（3）、对三端稳压电路输出端过压监测与保护的检测与调试。

调整门坎稳压的起动值。

用电压表测量三端稳压电路的输出端。确定输出端的过压门坎电压，如比正常稳压值高10%伏，保护动作。

A、模拟三端稳压电路被损坏的情况，即是模拟损坏后输出电压增高.（参见图3）

方法是断开三端稳压电路接地端，并在该端与地之间串联一只电阻即新增的下偏电阻（图3中的6.2），同时在三端稳压电路接地端与输出端连接另一个电阻即新增的上偏电阻（图3中的6.1），这时输出端的电压会提高，调整两电阻的值，如将新增的下偏电阻的阻值增大，（或将上偏电阻的阻值减少），让三端稳压电路的输出端增加的电压达到所需值，如10%。这时电压表指示为高如10%的电压。

B、当输出电压过压，超过过压门坎稳压管二（图2中的8.1）的稳压值，积分电容（图2中的8.4）立即充电，当积分电容充满电后，启动三极管（图2中的9.1）饱和，过压监测指示灯二（图2中的8.5）亮，用万用表的电压档测启动三极管的集电极为低位。

短路新增的下偏电阻，此时过压监测指示灯二仍亮。

如果用万用表测输出电压有过压，而过压监测指示灯二不亮，则检测积分电容是否有电，如果无，则表示过压门坎稳压管二与过压触发二极管的串联中有脱焊或有元件焊接反，如果有电压，则表明过压监测指示灯二损坏或过压保护电阻二未焊接好。

用万用表的电压档测三端稳压电路的输出端无电压，如果有电压，则是钳位二极管（图2中的9.2）焊反。

当积分电容放电完毕，三端稳压电路接回原样，即是图3中的两个新增电阻去掉，三端稳压电路重新恢复输出电压。

Claims (4)

1.监测型速断保护的三端稳压电源，其特征是：由避雷器，输入端监测电路，过压启动电路、速断保护电路、过流监测电路，三端集成稳压电路，输出端监测电路组成；

其中：避雷器接地整流输出与地线之间；

输入端监测电路由过压门坎稳压管一、过压监测指示灯一、过压保护电阻一组成：过压门坎稳压管一、过压监测指示灯一、过压保护电阻一串联在整流输出与过压启动电路中启动三极管的基极之间；

速断保护电路由速断可控硅与触发电阻组成：速断可控硅的阳极接整流输出，速断可控硅的阴极接三端稳压电路的输入端，触发电阻接在速断可控硅的阳极与控制极之间；

过压启动电路由启动三极管与钳位二极管组成：启动三极管的发射极接地线，钳位二极管的正极接速断可控硅的控制极，钳位二极管的负极接启动三极管的集电极；

过流监测电路由门阀三极管、两个阀值电阻、过流监测指示灯、调整电阻组成；

三端集成稳压电路的接地端为三路，一路连接调整电阻到三端集成稳压电路的输出端，第二路连接门阀三极管的发射极，门阀三极管的集电极接过流监测指示灯到地线，第三路接阀值电阻一的一端，阀值电阻一的另一端接阀值电阻二的一端，阀值电阻二的另一端接地线，门阀三极管的基极连接阀值电阻一的另一端；

三端集成稳压电路的输出端即是监测型速断保护的三端稳压电源的输出；

输出端监测电路由过压门坎稳压管二、过压触发二极管、过压监测指示灯二、过压保护电阻二、积分电容组成：过压门坎稳压管二与过压触发二极管串联在三端稳压电路的输出端与积分电容的正极之间，积分电容的负极接地线，过压监测指示灯二与过压保护电阻二串联在积分电容的正极与启动三极管的基极之间。

2.根据权利要求1所述的监测型速断保护的三端稳压电源，其特征是：过压监测指示灯一、过压监测指示灯二与过流监测指示灯发出亮光的颜色不同。

3.根据权利要求1所述的监测型速断保护的三端稳压电源，其特征是：门阀三极管为PNP三极管。

4.根据权利要求1所述的监测型速断保护的三端稳压电源，其特征是：速断可控硅为单向可控硅。