CN204856273U - 宽范围p型监测稳压保护电源 - Google Patents

Abstract

宽范围P型监测稳压保护电源，属于电子技术领域，由P型过流监测电路、取样电路、保护电路、三端稳压电路、避雷器共同组成，在三端稳压电路的输入接有保护电路，与避雷器相配合，形成对雷击、过压时的多层保护，在整流输出端接有P型过流监测电路与取样电路，在设备发生故障或是电源本身出现问题使电流发生变化时，取样电路启动，开通P型过流监测电路形成过流的监测，形成声与光的提示，便于人们及时得知及时处理，减电源与设备的损坏率。并有时时跟踪监测显示的能力，以适应电子产品的特殊需要，使之能有极广泛的运用。

Description

宽范围P型监测稳压保护电源

技术领域

属于电子技术领域。

背景技术

电源是一个电子设备必备的重要部件，它的好坏，直接影响电子设备的性能，电源也是一个电子设备中最易被损坏的部件，不管是受雷击还是意外的过压，也或是设备本身的损坏，直接受到影响的就是电源，而这些损坏原因在电源的电流测试中是能够测试出来的，如何将这些测试出来的损坏因素用直观的形式表现出来，提醒人们及时处理，是本实用新型的主要研究目的。

损坏电源或设备的形式多样化，而减少电源的损坏率，是十分重要的。在有雷击时，突然的涌压通常会上百伏，这对于很多稳压电源都是不能承受的，因此，再如今的电源种类虽然多，但是在电源本身或所配设备出现故障时不能有提示，在有雷击或其它原因的过压时也不能迅速启动保护，因此现今的稳压电源还很不完善。

三端稳压电源是运用极为广泛的稳压电源，它外接件少，使用方便，成本低，稳压可靠，但在使用中却发现有以下不足：1、防雷击过压能力不能，一是因为它的输入端最高电压只能达到36V，一旦过压就会损坏，二是因为雷击时，通常会有上百伏的涌压，还有在其它原因使整流输出过压，也只会比50V高而不会低，因此，不管是不是三端稳压电源，都存在着防雷等级不足，过压能力不强的问题这样产生的缺点一是在波动大的市电内易损坏，特别是在雷击时更容易发生。2、不具有监测性，其意义是与电路或设备配套时，不能监测出所配套电路或设备是否存在问题，如与保安类产品配套，如果不能及时发现问题，在有事件使用时才发现，则保安产器如同虚设，而使用人员不能时时靠模拟事故方法来检验，作定期的模拟检查是必要的，但是这种检查不能作到事事时时的跟踪化，因此，如果电源中具备了监测功能，在出现问题时能及时得知，及时处理，显然是很具有意义的。正是由于以上的不足，所以影响了电子产品的开发与应用。

要解决上述的问题，达到在雷雨天不再需要断电来保护电器，在有过压情况时，也不再担心会损坏电源的目的，而且在电源或设备本身发生故障时，能主动提示，便于人们及时得知，及时维护，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，又要在有过流过压时，能及时提示，还要能方便地调整出标准的浮充电压值，所以，它必须突破传统的稳压电路的方式，找到新的方向，才能实现。

发明内容

本发明的主要目的是，提出一种新的电路，它能在有过压时主动形成保护，在电源本身或设备发生故障时主动提示，便于人们及时得知及时处理，减少电源与设备的损坏率，并有时时跟踪监测显示的能力，并保持了三端集成稳压电路的系列优点，形成一种极为优秀的保护型稳压电源。

本发明采用的措施：

1、宽范围P型监测稳压保护电源由P型过流监测电路、取样电路、保护电路、三端稳压电路、避雷器共同组成。

其中：P型过流监测保护电路由PNP过流控制管、过流指示保护电阻、过流指示灯、发声器组成：PNP过流控制管的发射极接整流输出，过流指示保护电阻串联过流指示灯在PNP过流控制管的集电极与地线之间，发声器接在PNP过流控制管的集电极与地线之间。

取样电路由取样电阻、压降二极管、隔离二极管组成：取样电阻接在整流输出与PNP过流控制管的基极之间，压降二极管的正极接PNP过流控制管的基极，压降二极管的负极接保护电路中保护三极管的集电极，隔离二极管的正极接PNP过流控制管的集电极，隔离二极管的负极接保护三极管的集电极。

保护电路由保护三极管、控制电阻、备份稳压管、调压稳压管、调压电阻组成：控制电阻接在保护三极管的集电极与基极之间，备份稳压管接在保护三极管的基极与地线之间，调压稳压管的一端接保护三极管的基极，另一端接调压电阻到地线，保护三极管的发射极接三端稳压电路的输入，三端稳压电路的输出即是宽范围P型监测稳压保护电源的输出。

避雷器接在整流输出与地线之间。

2、保护三极管的耐压值≥100V。

3、调压稳压管是用串联二极管代替。

4、代替备份稳压管的串联二极管比代替调压稳压管的串联二极管多两个或三个。

对以上措施解释如下：

宽范围P型监测稳压保护电源的特点一是保持了三端集成稳压电路的系列优点。二是在有过压时，在三端集成稳压电路的输入端形成多种稳压保护。三是当电源本身或所配设备产生故障，使电流发生变化时，形成过流监测，主动提示，便于人们及时得知及时处理，减电源与设备的损坏率。四是有时时跟踪监测显示的能力，以适应电子产品的特殊需要，使之能有极广泛的运用。为达到以上的目的，所以采用了以下的措施。

一、P型过流监测电路的特点与原理说明：

在设备或电源本身出现故障使电流发生变化时，过流监测立即发出声音提示，便于人们及时得知，及时处理。

1、过流监测的原理是：一旦所配设备发生故障或三端稳压出现问题，PNP过流控制管（图１中的３）集电极与基极之间的压降发生变化，导致PNP过流控制管导通，使发声器（图1中的3.3）立即发出声警示。经过PNP过流控制管的放大，即使是较小的压降变化，也能使发声器立即发出声音警示，同时过流指示灯（图1中的3.2）发光。

2、PNP过流控制管具备了“跟踪”性质，当电流刚有电压变化，经过PNP过流控制管的放大，立即产生声警示，而当电流恢复正常，PNP三极管立即断开，如此形成对三端稳压电路与设备的监测。

3、隔离二极管（图1中的5.2）的作用是，将三端稳压单元与发声器隔离，使三端稳压电路（图1中的7）的输入端的电压不会倒流回PNP过流控制管的集电极，在整流输出未产生问题时，发声器不会误启动，保证每次声警示都是出现故障的时候。

4、压降二极管（图1中的5.1）的作用是，针对PNP三极管的工作特性，使PNP过流控制管的集电极与基极之间存在压差，让PNP过流控制管能正常工作。之所以不用电阻作压降而是运用二极管作压降，是因为，电阻虽然满足了PNP过流控制管放大的功能，但是却会损失三端稳压电路输入端的电压，三端稳压电路的输出端需要的电流越大，其输入端的电压损失越多。而用二极管的好处是，不会损失三端稳压电路输入端的电压值，因为一个二极管为固定的0.7V，因此，不管是输出端需要大电流还是小电流，都不会产生输入端的电压损失。

而压降二极管是用两个二极管串联，不但满足了PNP过流控制管的放大功能，还使PNP过流控制管能正常工作，更能减少三端稳压电路的输入端电压的损失。

二、有过压的多种保护的说明：

过压保护也是一个重点，三端稳压的输入电压最高只有36V，一旦过压，但会损坏，因此，在三端稳压电路的输入增加过压保护，是保护了电源本身也保护了设备不受损坏。

形成的保护原理是，第一：配有备份稳压管（图1中的6.2），主要作用是当有雷击或其它故障引起的涌压时，对三端稳压器的输入端进行限压保护。整流的输出经过了保护电路才进入三端稳压电路的输入端，而在过压保护电路中，备份稳压管的稳压值高于调压稳压管（图2中的6.3）与调压电阻（图2中的6.5）串联而成的稳压值，所以在整流输出时备份稳压管牌被钳位状态，是开路，备份稳压管处于休息状态，如果整流输出端有涌压时，调压电阻两端的压降增加，此时备份稳压管再次对基极限压，保护三极管的发射极就不会输出过高的电压，保护整流输出端，也即是保护了三端稳压电路的输入端。这样设计的好处是，备份稳压管在未过压时，处于开路状态，不产生“电磨损”，不损坏，是一种“备份待命”状态，从而在整流过压时，能充分发挥作用，产生意外可能性减少。

第二、保护三极管是高反压大功率三极管，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，充分保护了三端稳压器，使三端稳压器不会因为输入端电压过高而损坏。

第三，在整流的输出与地线之间还接有避雷器，在有雷击过压时，涌压首先使避雷器启动，将涌流迅速导入地线，成为涌压最初的保护。

在措施2与措施3中，用串联二极管代替调压稳压管，而备份稳压管的串联二极管比代替调压稳压管的串联二极管多二个或三个。用稳压管的好处是，线路精简，而用二极管串联形式的好处是，二极管比稳压管更可靠，更不易损坏。

三、与其它78系列稳压集成电路相比，具备了以下几重优势：

1、在平时，与一般的三端集成稳压电路有相同的功能，三端集成稳压电路是运用极广泛的稳压电路，它使用方便、成本低、稳压效果好，而本电源也正是在保持了三端集成稳压电路的所有优点的基础之上，增加了过压速断保护与过流监测、输出电压调整的新功能，让本电源的运用更为广泛。

2、具备过流监测的能力，当三端集成稳压电路本身出现故障或是所配设备产生故障，导致电源电流发生变化，此时的PNP监测三极管集电极与基极之间的压降发生变化，P型过流监测电路立即启动，形成声音提示，它能时时监测提示，因此不管是对保安类电器还是其它设备，都很具有意义。

3、形成了雷击与过压的多层保护：当雷击涌压或其它原因的过压时，首先启动避雷器，将涌压迅速导入地线，这是防雷防过压的第一层保护，第二层保护是保护三极管的基极接有备份稳压管，在过压时，再次对保护三极管的基极限压，第三层保护是保护三极管为大功率三极管，它的反压值比三端稳压电路的输入电压高十倍左右，相当于承受能力提高了10倍。因此大大提升了防雷防过压的能力。

本发明实施后有以下显著的优点：

电源的好坏，直接影响到整体的性能。电源性能好，则整体性能好。电源的也常常是常损坏的重点部位，但不管是电源本身还是设备发生故障，都能在电源中体现出来，而能及时得知故障，及时维修，是十分重要的。

所以对电源的研究是十分有意义的，而本发明的实施有着积极的意义。优点如下：

一、稳压源稳压效果好。即能提供稳定的电压，因为该电路是三端稳压电路，它的外接件少，性能稳定，使用方便，是一种优秀的稳压集成电路，而且在本措施中，又有过流保护，所以是一种优秀的稳压电路。

二、保持了三端集成稳压电路的系列优点，使用方便、成本低、稳压效果好，而在保持了三端集成稳压电路的所有优点的基础之上，增加了过压速断保护、过流监测、输出可调的新功能，让本电源的运用更为广泛。

三、过流监测电路功能可靠，表现在：

1、具备跟踪性质，当电流刚有电压变化，立即产生声警示，而当电流恢复正常，立即断开，如此形成对三端稳压电路与设备的监测。

2、具备放大性，PNP监测三极管具备了放大性质，哪怕是微小的电流变化，经过PNP监测三极管的放大后，也能产生声音提示。

3、具备可靠性，因为使用了隔离二极管与压降二极管，保证了在正常情况下，P型过流监测电路不会启动，保证每次的声音提示都产生在发生故障的时候。

四、形成了雷击与过压的多层保护：

第一层保护是当雷击涌压或其它原因的过压时，首先启动避雷器，将涌压迅速导入地线。

第二层保护是保护三极管的基极接有备份稳压管，在过压时，再次对保护三极管的基极限压，使保护三极管的发射极输出不会过压。

第三层保护是保护三极管为大功率三极管，它的反压值比三端稳压电路的输入电压高十倍左右，相当于承受能力提高了10倍。因此大大提升了防雷防过压的能力。

五、线路精简，成本低，易生产与调试。

附图说明

图1是宽范围P型监测稳压保护电源的电路图。

图中：1、整流输出；2、避雷器；3、PNP过流控制管；3.1、过流指示保护电阻；3.2、过流指示灯；3.3、发声器；5、取样电阻；5.1、压降二极管；5.2、隔离二极管；6、保护三极管；6.1、控制电阻；6.2、备份稳压管；6.3、调压稳压管；6.5、调压电阻；7、三端稳压电路；8、宽范围P型监测稳压保护电源的输出。

图2是措施2与措施3所述的用串联二极管代替调压稳压管、代替备份稳压管的串联二极管比代替调压稳压管的串联二极管多二个或三个的电路图。

图中：1、整流输出；2、避雷器；3、PNP过流控制管；3.1、过流指示保护电阻；3.2、过流指示灯；3.3、发声器；5、取样电阻；5.1、压降二极管；5.2、隔离二极管；6、保护三极管；6.1、控制电阻；6.5、调压电阻；6.7、代替调压稳压管的串联二极管；6.8、代替备份稳压管的串联二极管比代替调压稳压管的串联二极管多二个二极管；7、三端稳压电路；8、宽范围P型监测稳压保护电源的输出。

图3是检测备份稳压管的检测电路图。

图中：1、整流输出；2、避雷器；5、取样电阻；5.1、压降二极管；6、保护三极管；6.1、控制电阻；6.2、备份稳压管；6.3、调压稳压管；6.5、调压电阻；7、三端稳压电路；8、宽范围P型监测稳压保护电源的输出；10、电流表；10.1、电流表红表笔；10.2、电流表黑表笔。

具体实施方式

图1、图2、图3是宽范围P型监测稳压保护电源的具体电路连接方式。

1、选件：

备份稳压管与调压稳压管功率为1W。保护三极管是反压值≥100V之上的NPN三极管。

2、按图1或图2的线路图焊接。

3、调整过流保护。在宽范围P型监测稳压保护电源的输出上接一个5瓦的10欧电阻的一端，用电阻的另一端点击地线时，发声器发出声音提示，发光管发出光亮，否则调整取样电阻（图1中的5）的阻值。

4、检测防雷过压保护。断掉交流输入，电压表红表笔接在宽范围P型监测稳压保护电源的输出上，黑表笔接地线，用100V直流电点击整流输出，此时宽范围P型监测稳压保护电源的输出应为0，否则应调整调压电阻（图1中的6.5）的阻值。断开100V直流电压，接通交流输入，宽范围P型监测稳压保护电源的输出重新输出设备工作电压。

5、检测备份稳压管：断开避雷器，将备份稳压管与保护三极管的基极断开，将电流表串联在其中，如图3所示，在未过压情况下，电流表无电流显示，模拟过压的情况，断开交流，用100V直流电压点击整流输出，此时电流表应有电流显示。

如果是用串联二极管代替备份稳压管的形式，直接将电流表并联在比代替调压稳压管的串联二极管多的二个二极管中的其中一个二极管上，在未过压时，电流表无指示，当有过压时，电流表有指示。

上述情况如不正确，由是连接有误。

Claims (4)

1.宽范围P型监测稳压保护电源，其特征是：由P型过流监测电路、取样电路、保护电路、三端稳压电路、避雷器共同组成；

其中：P型过流监测保护电路由PNP过流控制管、过流指示保护电阻、过流指示灯、发声器组成：PNP过流控制管的发射极接整流输出，过流指示保护电阻串联过流指示灯在PNP过流控制管的集电极与地线之间，发声器接在PNP过流控制管的集电极与地线之间；

取样电路由取样电阻、压降二极管、隔离二极管组成：取样电阻接在整流输出与PNP过流控制管的基极之间，压降二极管的正极接PNP过流控制管的基极，压降二极管的负极接保护电路中保护三极管的集电极，隔离二极管的正极接PNP过流控制管的集电极，隔离二极管的负极接保护三极管的集电极；

保护电路由保护三极管、控制电阻、备份稳压管、调压稳压管、调压电阻组成：控制电阻接在保护三极管的集电极与基极之间，备份稳压管接在保护三极管的基极与地线之间，调压稳压管的一端接保护三极管的基极，另一端接调压电阻到地线，保护三极管的发射极接三端稳压电路的输入，三端稳压电路的输出即是宽范围P型监测稳压保护电源的输出；

避雷器接在整流输出与地线之间。

2.根据权利要求1所述的宽范围P型监测稳压保护电源，其特征是：保护三极管的耐压值≥100V。

3.根据权利要求1所述的宽范围P型监测稳压保护电源，其特征是：调压稳压管是用串联二极管代替。

4.根据权利要求1所述的宽范围P型监测稳压保护电源，其特征是：代替备份稳压管的串联二极管比代替调压稳压管的串联二极管多两个或三个。