CN204967242U - 适用面广的三端可监测稳压电源 - Google Patents

Abstract

适用面广的三端可监测稳压电源，属于电子技术领域，由防雷器、过压保护电路、过流监测电路、三端集成稳压电路共同组成。当电源本身或设备有故障使电流发生变化，过流监测电路立即启动警示，主动提示人们及时处理，而防雷器与过压保护电路形成了四重保护，一是防雷器将涌流引出地线的保护，二是在过压时限压稳压管对保护三极管的再次限压保护，三是防涌压电容在有涌压时，使保护三极管的基极维持在稳定值的保护，四是保护三极管的高反压特性，使之不会损坏的保护，所以对于本电源来说，完全做到了对过压时的严密保护，对过流时的时刻监测，因此使三端集成稳压电路运用更为宽广。

Description

适用面广的三端可监测稳压电源

技术领域

属于电子技术领域。

背景技术

电源是每个电子设备都需要的关键部件，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，其实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，如在有事件时发光等，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，因此，一种能时时监测的电源，就成为了研究的重点。

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。

现在的稳压电源，大多防雷击等级不够高，也即是防涌压，防过压能力不足，特别是运用最为广泛的是三端集成稳压，受三端稳压集成电路如78系列的固有性造成，因为它的输入端电压不可能很高，最高输入电压仅为36V，一旦过压，就会损坏，而有雷击时，突然的涌压通常会上百伏，如果没有做好过压的保护措施，必定会被损坏，所以它的防过压的能力不足。

而过流也是常见的损坏电源或设备的故障，它的产生通常是设备或电源本身出现故障，使电流猛然陡升，此时如果不采取措施，通常情况下，电源与设备都会被损坏，而在电子电器使用过程中，发生故障的情况多，如在使用中某个元件的损坏，或是某根导线焊接不牢固，使导线移至其它地方形成短路情况等。而不管是什么原因引起，都会在电源中体现出来，因为它的电流会变化，如果在发生这样的情况时，电源能直观的表现出来，如使用发光管发出光亮，让人们一看就知道有故障了，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。

此外，稳压电源还涉及造价成本与可靠性等多方面的约束，所以所需的稳压电源，初看起来简单，但仔细分析，确充满着多处难点，还必须进一步创新。

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，它具备具备过流监测、过压保护的功能，配合成本低的三端稳压电路，形成可监测三端稳压源，运用三极管的高反压特性与电容的不能跃变的原理，在有过压时形成保护，又运用NPN三极管的放大特性，使电源本身或设备在有故障时产生的电流变化在NPN三极管的放大后，发出光警示，使本稳压电路的特点一是有很强的过压保护能力，二是在电源本身有故障或设备出现问题时有时时跟踪监测显示的能力，以适应电子产品的特殊需要。使之有更广阔的运用空间。

本发明采用的措施：

1、适用面广的三端可监测稳压电源由防雷器、过压保护电路、过流监测电路、三端集成稳压电路共同组成。

其中：过压保护电路由保护三极管、上偏分压电阻、下偏分压电阻、限压稳压管、防涌压电容组成。

过流监测电路由门阀三极管、调整电阻、两个阀值电阻、光指示灯组成。

保护三极管的集电极接整流输出，上偏分压电阻接在保护三极管的集电极与基极之间，下偏分压电阻的一端接保护三极管的基极，保护电阻的另一端接地线，限压稳压管与下偏分压电阻并联，防涌压电容一端接保护三极管的基极，防涌压电容的另一端接地线，保护三极管的集电极接三端集成稳压电路的输入端。

一个阀值电阻即阀值电阻一的一端接三端集成稳压电路的接地端，阀值电阻一的另一端为两路，一路接门阀三极管的基极，另一路接另一个阀值电阻即阀值电阻二的一端，阀值电阻二的另一端接地线，门阀三极管的发射极接三端集成稳压器的接地端，门阀三极管的集电极接光指示灯到地线，调整电阻接在三端集成稳压电路的输出端与接地端之间，三端集成稳压电路的输出端即是适用面广的三端可监测稳压电源的输出。

防雷器接在整流输出与地线之间。

2、门阀三极管为NPN三极管。

3、启动三极管是反压值在200V之上的NPN三极管。

4、上偏分压电阻与下偏分压电阻形成的分压值应比三端集成稳压的最高输入电压值低6V，限压稳压管的稳压值应比三端集成稳压的最高输入电压值低3V。

5、限压稳压管是用二极管串联来代替。

6、上偏分压电阻与下偏分压电阻都采用可调电阻。

对以上措施解释如下：

适用面广的三端可监测稳压电源的功能特点，具备具备过流监测、过压保护的功能，配合成本低的三端稳压电路，形成可监测三端稳压源，运用三极管的高反压特性与电容的不能跃变的原理，在有过压时形成保护，又运用NPN三极管的放大特性，使电源本身或设备在有故障时产生的电流变化在NPN三极管的放大后，发出光警示，使本稳压电路的特点一是有很强的过压保护能力，二是在电源本身有故障或设备出现问题时有时时跟踪监测显示的能力，以适应电子产品的特殊需要。使之有更广阔的运用空间。

一、适用面广的三端可监测稳压电源是由防雷器、过压保护电路、过流监测电路、三端集成稳压电路共同组成，它的防雷效果好，而对三端与所配设备也具备监测性，因此是集防雷与监测于一体的稳压电源。过压保护电路由保护三极管、上偏分压电阻、下偏分压电阻、限压稳压管、防涌压电容组成，形成过压时对三端的保护。过流监测电路过流监测电路由门阀三极管、调整电阻、两个阀值电阻、光指示灯组成，在所配设备或三端集成稳压器本身出现故障，发生电流变化时，形成监测。而三端集成稳压电路的输入低，不能高于36V，因此在输入端设计了过压保护电路与防雷器相配合，使三端集成稳压电路不会因过压而损坏。

二、防雷防过压的说明：

防雷器与过压保护电路形成了四重保护，一是防雷器将涌流引出地线的第一重保护，二是在过压时限压稳压管对保护三极管的再次限压的第二重保护，三是防涌压电容在有涌压时，使保护三极管的基极维持在稳定值的第三重保护，四是保护三极管的高反压特性，使之不会损坏的第四重保护。所以对于本电源来说，完全做到了对过压的严密保护，使三端集成稳压电路运用更为宽广。

1、防雷器的运用，是雷击时的首要保护，在雷雨天，人们都会断电来保证家电不受雷击损坏，这种做法对于一些家电是可行的，但对于另一些如保安器之类的来说，是非常不可取的，因为它需要全天候的待命，所以本措施中，运用了避雷器与过压保护电路配合来防止雷击过压而损坏电源与设备，在有雷击时，防雷器立即启动，其涌流将迅速入地，形成对后面电路的保护。

2、过压保护电路的说明。

过压也是本发明研究的一个重点，不管是雷击时的涌压还是其它原因形成的过压，都会损坏三端集成稳压电路与配套的设备，因为三端稳压电路虽然运用极为广泛，但它的输入端电压最高只有36V，一旦过压，就会损坏，因此，设计的过压保护电路与防雷器就是对三端集成稳压电路的输入端进行了保护。

过压保护电路具备有两重重要的功能，一是在正常市电的情况下，给三端集成稳压电路提供输入电压，二是在有过压时，能启动保护，让三端集成稳压电路的输入端电压不会超过36V。

（1）、能提供三端稳压电路的输入电压的原因是：由上偏分压电阻与下偏分压电阻分压成一个固定电压，这个电压比三端集成稳压电路的最高输入电压36V低6V，在正常市电的情况下，两电阻分压由保护三极管的发射极输出，完全能提供输出供三端集成稳压电路的需要。

在措施6中，描述了上偏分压电阻与下偏分压电阻都是用可调电阻，这样的好处是，调整分压值时更容易。

（2）、过压时启动保护的原理分析。

A、当有雷击产生一瞬间的涌压时，防涌压电容是与下偏分压电阻并联的，因为电容不能跃变的原因，所以，它使保护三极管的基极仍处于一个稳压值，保护三极管的发射极不会输出很高的电压，所以形成了涌压时的保护。

B、当有过压时，超过了限压稳压管的稳压值，此时限压稳压管就会启动，对保护三极管的基极再次限压，使保护三极管的基极仍处于一个稳压值，保护三极管的发射极不会输出很高的电压，形成对后面电路的过压保护。

在措施5中，描述了限压稳压管用串联二极管代替，这样的好处是，二极管比稳压管更耐压用，因此更不易损坏，而用稳压管的好处是线路更简单。

C、过压保护电路保护可靠，防过压能力强，其表现在以下几点：

一是使用的上偏分压电阻与下偏分压电阻形成分压，而在实践中，电阻的可靠性将远高于有源件稳压管，所以只是上偏与下偏电阻支路有电流通过，但不容易造成电阻的损坏。

二是限压稳压管不会损坏，是备份保护。与下偏分压电阻并联的限压稳压管的稳压值比三端集成稳压电路的最高输入电压值36V低3V，而上偏分压电阻与下偏分压电阻的分压值比三端集成稳压电路的最高输入电压值36V低5V，所以在未有过压时，限压稳压管不导通，成为无电流通过的备份状态，所以不易损坏。由于三端集成稳压电路的输入端连接了保护三极管的发射极，所以保护三极管的发射极输出电压不需要精确的稳压效果，只要在一个符合三端集成稳压电路所需的较大区间就可，所并联的备份稳压管，实际上的作用是限压，如果有雷击或市电意外过高时，以保证三端集成稳压电路的输入不可能过压。

三是防涌压电容可靠地防止了涌压，与之并联，防涌压电容的作用是，当产生一瞬间涌压情况时，因为电容不能跃变，因此，它使保护三极管的基极仍处于稳压值。

四是使用的保护三极管是反压值高于200V的NPN三极管，它比三端集成稳压电路的最高输入值高几倍，因此，它不会损坏，是过压保护功能的基础。

所以过压保护电路具备了跟踪性，在有过压时，立即启动保护，在故障消失后又恢复正常状态，因此此电路在市电正常状态下，符合三端集成稳压电路所需的输入要求，而在意外时有很好的保护作用，三端集成稳压电路不会过压而损坏。

三、过流监测电路的说明。

过流监测电路由门阀三极管、发光指示灯、两个阀值电阻、调整电阻组成，在所配设备有故障或三端集成稳压电路本身出现故障时，能做到监测指示。

1、过流形成监测的过程：当所配设备发生故障，使电流增加，或是三端集成稳压电路本身出现问题，使输出端电流增大，流向阀值电阻的电流增加，使阀值电阻二两端的压降增大，导通门阀三极管导通，发光指示灯发出亮光，以提醒用户，出现了问题，便于及时处理。

2、过流监测电路的特点是：（1）、具备了放大特性，门阀三极管是NPN三极管，具有放大性质，在三端集成稳压电路或设备出现故障，使电流有变化时，即使是微小的电流变化，经过门阀三极管的放大，也能使发光指示灯发出亮光提示。

（2）、过流监测电路的灵敏度好，只要调整好两个阀值电阻与调整电阻的阻值，在三端集成稳压电路或设备出现故障，使电流刚刚有变化时，就能启动，使发光指示灯发出亮光提示。

（3）、过流监测具备了跟踪性，当三端集成稳压电路或设备出现故障，使电流有变化时，过流监测电路立即启动，发出亮光提示，当故障消失，过流监测电路立即关闭，发光指示灯熄灭。如此形成时时监测的特性。

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，又有多种保护，所以是一种优秀的稳压电路。

二、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。二是过压保护电路、过流监测保护电路的线路精简，元件少，所以故障情况少。

三、适用面广，因为增加了防雷、涌压、过压、过流的保护，特别是过流时，具备了时时的监测性，因此，使本电源的适用面更为广泛。

四、防雷、防过压、防涌压效果好，主要表现在以下几点：

一是防雷器将涌流引出地线的保护，二是在过压时限压稳压管对保护三极管的再次限压保护，三是防涌压电容在有涌压时，使保护三极管的基极维持在稳定值的保护，四是保护三极管的高反压特性，使之不会损坏的保护，所以对于本电源来说，完全做到了对过压时的严密保护，使三端集成稳压电路运用更为宽广。

五、过流监测电路功能可靠，表现在：

1、门阀三极管具备了放大的特性，当设备或三端集成稳压电路本身出现故障，使电流发生变化，哪怕是微小的变化，经过门阀三极管的放大，也能使光指示灯发出光指示。

2、过流监测电路的灵敏度好，只要调整好两个阀值电阻与调整电阻的阻值，在三端集成稳压电路或设备出现故障，使电流刚刚有变化时，就能启动，使发光指示灯发出亮光提示。

六、不管是过压保护还是过流监测都具备了跟踪性，当三端集成稳压电路或设备出现故障，使电流有变化时，过流监测电路立即启动，发出亮光提示，当故障消失，过流监测电路立即关闭，发光指示灯熄灭。而当有过压时，过压保护电路立即启动保护，在故障消失后又恢复正常状态。如此形成时时保护，时时监测的特性。

七、线路精简，成本低，易生产与调试。

附图说明

图1是适用面广的三端可监测稳压电源电路图。

图中：1、整流输出；2、防雷器；3、上偏分压电阻；4、下偏分压电阻；5、保护三极管；6、限压稳压管；7、防涌压电容；8、三端集成稳压电路；9、阀值电阻一；10、阀值电阻二；11、调整电阻；12、保护电阻；13、发光指示灯；14、门阀三极管；15、适用面广的三端可监测稳压电源的输出；16、；17。

图2是措施5所述的限压稳压是用串联二极管代替的电路图。

图中：1、整流输出；2、防雷器；3、上偏分压电阻；4、下偏分压电阻；5、保护三极管；6、；7、防涌压电容；8、三端集成稳压电路；9、阀值电阻一；10、阀值电阻二；11、调整电阻；12、保护电阻；13、发光指示灯；14、门阀三极管；15、适用面广的三端可监测稳压电源的输出；16、代替限压稳压管的串联二极管。

具体实施方式

图1与2是适用面广的三端可监测稳压电源的具体电路连接方式。

1、选件：

门阀三极管为NPN三极管。

启动三极管是反压值在200V之上的NPN三极管。

上偏分压电阻与下偏分压电阻形成的分压值应比三端集成稳压的最高输入电压值低6V，限压稳压管的稳压值应比三端集成稳压的最高输入电压值低3V。

上偏分压电阻与下偏分压电阻都采用可调电阻。

2、按图2的线路图焊接。

3、调整过流保护。在过流监测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，光指示灯就发光，否则调整电阻的阻值不对，或是调整两个阀值电阻的阻值。在调整两个阀值电阻与调整电阻时，应注意的是在过流监测三端稳压源的输出接上正常的电子设备时，门阀三极管不启动。

4、检测防雷涌压与过压保护。断掉交流输入，电压表红表笔接在适用面广的三端可监测稳压电源的输出上，黑表笔接地线，用100V直流电长点击整流输出，此时适用面广的三端可监测稳压电源的输出应输出正常值，否则应限压稳压的稳压值，如果是串联二极管，则应调整串联二极管的个数。如果是100V直流电知点击整流输出，此时应调整防涌压电容的耐压值，断开100V直流电压，接通交流输入，适用面广的三端可监测稳压电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，保护三极管的发射极输出比三端集成稳压电路的最高输入电压低6V，否则调整两个分压电阻的阻值。

Claims (6)

1.适用面广的三端可监测稳压电源，其特征是：由防雷器、过压保护电路、过流监测电路、三端集成稳压电路共同组成；

其中：过压保护电路由保护三极管、上偏分压电阻、下偏分压电阻、限压稳压管、防涌压电容组成；

过流监测电路由门阀三极管、调整电阻、两个阀值电阻、光指示灯组成；

保护三极管的集电极接整流输出，上偏分压电阻接在保护三极管的集电极与基极之间，下偏分压电阻的一端接保护三极管的基极，保护电阻的另一端接地线，限压稳压管与下偏分压电阻并联，防涌压电容一端接保护三极管的基极，防涌压电容的另一端接地线，保护三极管的集电极接三端集成稳压电路的输入端；

一个阀值电阻即阀值电阻一的一端接三端集成稳压电路的接地端，阀值电阻一的另一端为两路，一路接门阀三极管的基极，另一路接另一个阀值电阻即阀值电阻二的一端，阀值电阻二的另一端接地线，门阀三极管的发射极接三端集成稳压器的接地端，门阀三极管的集电极接光指示灯到地线，调整电阻接在三端集成稳压电路的输出端与接地端之间，三端集成稳压电路的输出端即是适用面广的三端可监测稳压电源的输出；

防雷器接在整流输出与地线之间。

2.根据权利要求1所述的适用面广的三端可监测稳压电源，其特征是：门阀三极管为NPN三极管。

3.根据权利要求1所述的适用面广的三端可监测稳压电源，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所述的适用面广的三端可监测稳压电源，其特征是：上偏分压电阻与下偏分压电阻形成的分压值应比三端集成稳压的最高输入电压值低6V，限压稳压管的稳压值应比三端集成稳压的最高输入电压值低3V。

5.根据权利要求1所述的适用面广的三端可监测稳压电源，其特征是：限压稳压管是用二极管串联来代替。

6.根据权利要求1所述的适用面广的三端可监测稳压电源，其特征是：上偏分压电阻与下偏分压电阻都采用可调电阻。