CN204904126U - 速断式保护的可监测型三端稳压源 - Google Patents

Abstract

速断式保护的可监测型三端稳压源，属于电子技术领域，由全波整流电路、过压速断保护电路、N型过流监测电路、三端集成稳压电路共同组成。在有过压时，在三端集成稳压电路的输入端形成速断保护，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，有时时跟踪监测显示的能力，在N型过流监测电路中，运用了NPN三极管的放大性质，因此，即使有微弱的电流变化，也能发出光与声的提示，大力保护三端集成稳压电路与设备不受损坏，适应电子产品的特殊需要，使之能有极广泛的运用。

Description

速断式保护的可监测型三端稳压源

技术领域

属于电子技术领域。

背景技术

电源的好坏，直接影响到电器的整体性能。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，而不管是电源本身的故障还是设备产生了故障，都能在电源的电流中直接表现出来，如果能将这种电流表现故障的形式转变为人们通常的直观形式，如在有事件时发出声音提示等，以提醒人们电源或设备出现了问题，使人们能及时维修，显然是很有意义的，也是本发明的主要研究目的。

损坏电源或设备的形式多样化，过压、过流是常见的损坏电源或设备的形式，因此，减少这种损坏率，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，第一点是输入电压不是很高，最高只能达36V，一旦过压就会损坏，所以过压能力差，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。二是不具有监测性，其意义是与电路配套时，不能监测出所配套电路是否存在问题，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。由于以上的不足，所以影响了电子产品的开发与应用。

其实不管是三端稳压电源本身还是所配设备产生故障时，电源都会显示出来的，因为它的电流会发生变化，只是这种变化并不是通常的直观显示，如果在发生这样的情况时，电源能直观的表现出来，像汽车的倒车一样用声音提示出来，让人们一听就知道有故障了，这种直观的表现，如同监测器，让人们能及时得知，及时维修，显然是很有必要的，它大大减少了电源与设备的损坏率。在平时能随时监测，在电源本身或设备出现问题时，能主动提示，便于人们及时得知，及时维修，不管是对于保安类产品还是其它产品都是十分关键。

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，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，运用可控硅的导通与断开，形成过压时的速断保护，运用三极管的放大特性，在有过流情况时，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，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。

本发明采用的措施：

1、速断式保护的可监测型三端稳压源由全波整流电路、过压速断保护电路、N型过流监测电路、三端集成稳压电路共同组成。

其中：全波整流电路由整流变压器与整流二极管组成。

交流市电的输入连接整流变压器的初级端头，整流变压器的次级中心轴头接地线，整流变压器的次级两边端头分别接一个整流二极管的正极，两个整流二极管的负极接在一起，成为整流输出。

过压速断保护电路由门坎稳压管、启动电阻、启动三极管、触发电阻、速断可控硅组成。

N型过流监测电路由NPN保护三极管，压降二极管、隔离二极管、取样电阻、保护电阻、发光管、发声片组成。

门坎稳压管的一端接桥式整流的输出，另一端接启动电阻的一端，启动电阻的另一端接启动三极管的基极，启动三极管的发射极接地线，触发电阻接在速断可控硅的阳极与控制极之间，速断可控硅的阳极接在隔离二极管的负极上，速断可控硅的控制极接启动三极管的集电极。

NPN保护三极管的集电极接整流输出，压降二极管的正极接NPN保护三极管的集电极，压降二极管的负极接NPN保护三极管的基极，取样电阻的一端接NPN保护三极管的基极，取样电阻的另一端接速断可控硅的阳极，NPN保护三极管的发射极接隔离二极管的正极，隔离二极管的负极接速断可控硅的阳极，保护电阻的一端接NPN保护三极管的发射极，保护电阻的另一端为两路，一路接发声片到地线，另一路接发光管到地线。

速断可控硅的阴极接三端集成稳压电路的输入端，三端集成稳压电路的接地端接地线，三端集成稳压电路的输出端即是速断式保护的可监测型三端稳压源的输出。

2、速断可控硅为单向可控硅。

3、启动三极管是反压值在200V之上的NPN三极管。

4、整流二极管的功率比压降二极管和隔离二极管的功率大。

5、发声片是警声片。

对以上措施解释如下：

速断式保护的可监测型三端稳压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速断保护。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，所以采用了经下的措施。

一、速断式保护的可监测型三端稳压源集过压速断保护、过流监测、三端稳压电路为一体的稳压电源，由全波整流电路、过压速断保护电路、N型过流监测电路、三端稳压级组成，过压速断保护电路由速断可控硅、触发电阻、保护电阻、门坎稳压管、过压起动三极管组成，当整流输出端有受雷击过压时，启动过压速断保护，保护三端稳压电路不会因过压而损坏，N型过流监测电路由NPN保护三极管，压降二极管、隔离二极管、取样电阻、保护电阻、发光管、发声片组成，当设备或三端稳压电路本身出现故障而使电流增加时，过流监测立即启动，发出声音提醒用户，以便于维护。三端稳压级是三端集成稳压器，主要是向负载提供稳定的电压，技术人员都知道，三端集成稳压电路是种优秀的电路，但是由于输入电压低，最高输入电压只有36V，所以一旦输入电压高就会造成损害，因而在输入端增加了速断保护级，在有过压情况发生时，立即启动，保护三端稳压器不会损坏。

二、整流使用了全波整流，全波整流线路精简，因为它只有两个整流二极管，是桥式整流中的整流二极管的一半，因此，线路简单，成本低，而整流二极管是大功率二极管，耐压高，使整流更可靠。

三、过压速断保护由过压启动电路与过压速断保护电路形成，它的功能有二，一是在正常情况下，为三端集成稳压电路提供输入电压，二是在有雷击涌压或其它事故导致整流输出过压时，启动速断保护，保护三端集成稳压电路不会因过压而损坏，而正是有了过压的速断保护，使本电源保证了三端集成稳压电路的一系列优点，更是使三端集成稳压电路不会因雷击而损坏，而这种过压速断式保护还可以用在其它稳压电源中，增加电源的保护功能。

1、过压速断保护为三端集成稳压电路的输入提供电压的原因。

在通电时的正常情况，可控硅被触发电阻触发导通，这种触发是长期被触发，而不是瞬态触发，所以触发力度很大，能保证可控硅的可靠导通，并长期处于导通状态。因而能将电源传输到三端集成稳压电路的输入，使三端集成稳压电路正常输出，保证向外输出。

2、过压速断保护的原理分析。

过压速断保护由过压启动电路与过压速断保护电路共同形成，当受雷击有涌压，或是其它事故引起整流输出过压，高过了门坎稳压管的稳压值，此时门坎稳压管导通，由于速断可控硅被触发的电阻值很大，在数百K时均能触发，所以只要调试好启动电阻的阻值，就能导致启动三极管饱和或向饱和变化，由于可控硅的正反馈性，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。）由于速断可控硅与启动三极管的响应速度很快，所以具有良好的保护作用。

3、过压速断保护的功能特点。

一是门坎稳压管与启动电阻的运用，使启动迅速，在过压启动电路中，门坎稳压管的稳压值是关键，它要保证在正常情况下不导通，又要保证在有过压时迅速启动，因此，它的稳压值应比三端集成稳压电路的最高输入值小，这样才能保证有过压时它先启动，不会导致三端集成稳压电路的损坏。启动电阻阻值的大小，关系着启动三极管是否启动灵敏，因此，它的阻值就比触发电阻小，它的阻值越小启动三极管越易受触发，但要注意不能过小，而影响了启动三极管的正常运用。门坎稳压管与启动电阻相互配合，保证了启动三极管启动迅速，反应快。控制速断可控硅迅速断开，保证了三端集成稳压电路不会受损。

二是启动三极管是反压值在200V之上的NPN三极管，它的反压值比三端集成稳压电路的输入最高电压值高出了好几倍，因此，它不会损坏，也保证了过压速断保护的性能。

四、N型过流监测电路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、形成监测保护的原理是：一旦所配设备或电源本身产生故障，使电流增加，取样电阻两端的压降增加，NPN保护三极管立即导通，警声片与发光管立即启动，发出警示。NPN保护三极管具备了放大的能力，因此，即使是较小的压降变化，经过NPN保护三极管的放大后，都能使警声片启动，发出提示音，同时发出光的警示。

2、NPN保护三极管具备了“跟踪”性质，当配套设备发出故障，使电流增加，或是当电源本身发生故障，使电流增加，在电流刚有变化时，经过NPN保护三极管的放大，立即产生警示，而当整流输出端恢复正常，NPN三极管立即断开，如此形成对电源及所配设备的监测。

警声片可以提前输入“请注意”、“电流有变化”等，在警示时，可以很方便地听出来。

3、隔离二极管的作用是，将稳压级与声警示片、发光管隔离，使三端集成稳压电路的输入端的电压不会倒流回NPN保护三极管的发射极，在整流输出未产生问题时，警声片与发光管不会产生误启动，保证每次警示都是出现在故障产生的时候。

4、压降二极管的作用是，针对NPN三极管的工作特性，使NPN保护三极管的集电极与基极之间存在压差，让NPN保护三极管能正常工作。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NPN保护三极管放大的功能，但是却会损失三端集成稳压电路输入端的电压，三端集成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，不会损失三端集成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。

五、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NPN保护三极管集电极与基极之间的压降发生变化，N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、大大提高了防雷等级。其原因是有过压速断保护，当雷击涌压或其它原因的过压时，立即启动过压速断保护，而速断可控硅与启动三极管相结合的耐压伏数远远超过了三端集成稳压电路的最高输入电压，几乎是78系列的三端稳压集成电路输入电压的10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，因为该电路是三端集成稳压器，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与过流监测的新功能，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，如此形成对三端集成稳压器与设备的监测。

2、具备放大性，NPN保护三极管具备了放大性质，哪怕是微小的电流变化，经过NPN保护三极管的放大后，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，N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、过压能力强，表现在以下几方面：

1、提高了防雷等级，速断可控硅与启动三极管相结合的耐压伏数远远超过了三端集成稳压电路的最高输入电压，几乎是78系列的三端稳压集成电路输入电压的10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。

2、过压可靠。门坎稳压管的稳压值比三端集成稳压电路的最高输入电压值低，因此，每次有过压时，都是先启动了过压速断保护，所以不会损坏三端集成稳压电路。

3、响应迅速。门坎稳压管与启动电阻相互配合，保证了启动三极管启动迅速，反应快。控制速断可控硅迅速断开，保证了三端集成稳压电路不会受损。

五、线路精简，成本低，易生产与调试。

附图说明

图1是速断式保护的可监测型三端稳压源的电路图。

图中：1、交流市电的输入；2、整流变压器；3、整流变压器次级的中心轴头；4、整流二极管；5、NPN保护三极管；6、压降二极管；7、隔离二极管；8、取样电阻；9、门坎稳压管；10、启动电阻；11、启动三极管；12、速断可控硅；13、触发电阻；14、保护电阻；15、发声片；16、发光管；17、三端集成稳压电路；18、速断式保护的可监测型三端稳压源的输出。

具体实施方式

图1是速断式保护的可监测型三端稳压源的具体电路连接方式。

1、选件：

速断可控硅为单向可控硅。启动三极管是反压值在200V之上的NPN三极管。发声片是警声片。整流二极管是大功率二极管。

2、按图1的线路图焊接。

3、调整过流保护。在速断式保护的可监测型三端稳压源的输出上接一个5瓦的10欧电阻的一端，用电阻的另一端点击地线时，发声片发出声音提示，否则调整取样电阻的阻值。

4、检测防雷过压保护。断掉交流输入，电压表红表笔接在速断式保护的可监测型三端稳压源的输出上，黑表笔接地线，用100V直流电点击整流输出，此时速断式保护的可监测型三端稳压源的输出应为0，否则应调整启动电阻的阻值。断开100V直流电压，接通交流输入，速断式保护的可监测型三端稳压源的输出重新输出设备工作电压。

5、调整三端集成稳压电路的输入端电压：在正常情况下，速断可控硅的阴极电压应只比整流输出电压低0.7V，否则，是触发电阻阻值不对或是速断可控硅损坏。

Claims (5)

1.速断式保护的可监测型三端稳压源，其特征是：由全波整流电路、过压速断保护电路、N型过流监测电路、三端集成稳压电路共同组成；

其中：全波整流电路由整流变压器与整流二极管组成；

交流市电的输入连接整流变压器的初级端头，整流变压器的次级中心轴头接地线，整流变压器的次级两边端头分别接一个整流二极管的正极，两个整流二极管的负极接在一起，成为整流输出；

过压速断保护电路由门坎稳压管、启动电阻、启动三极管、触发电阻、速断可控硅组成；

N型过流监测电路由NPN保护三极管，压降二极管、隔离二极管、取样电阻、保护电阻、发光管、发声片组成；

门坎稳压管的一端接桥式整流的输出，另一端接启动电阻的一端，启动电阻的另一端接启动三极管的基极，启动三极管的发射极接地线，触发电阻接在速断可控硅的阳极与控制极之间，速断可控硅的阳极接在隔离二极管的负极上，速断可控硅的控制极接启动三极管的集电极；

NPN保护三极管的集电极接整流输出，压降二极管的正极接NPN保护三极管的集电极，压降二极管的负极接NPN保护三极管的基极，取样电阻的一端接NPN保护三极管的基极，取样电阻的另一端接速断可控硅的阳极，NPN保护三极管的发射极接隔离二极管的正极，隔离二极管的负极接速断可控硅的阳极，保护电阻的一端接NPN保护三极管的发射极，保护电阻的另一端为两路，一路接发声片到地线，另一路接发光管到地线；

速断可控硅的阴极接三端集成稳压电路的输入端，三端集成稳压电路的接地端接地线，三端集成稳压电路的输出端即是速断式保护的可监测型三端稳压源的输出。

2.根据权利要求1所述的速断式保护的可监测型三端稳压源，其特征是：速断可控硅为单向可控硅。

3.根据权利要求1所述的速断式保护的可监测型三端稳压源，其特征是：启动三极管是反压值在200V之上的NPN三极管。

4.根据权利要求1所述的速断式保护的可监测型三端稳压源，其特征是：整流二极管的功率比压降二极管和隔离二极管的功率大。

5.根据权利要求1所述的速断式保护的可监测型三端稳压源，其特征是：发声片是警声片。