專利名稱：集穩(wěn)壓、過(guò)壓、過(guò)流一體的保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于保安技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前電子產(chǎn)品遍及生活與工作所有領(lǐng)域，而所有電子產(chǎn)品都離不開(kāi)電源。電源也是最容易被損壞的部分，因?yàn)樵摬糠珠L(zhǎng)期處于通電狀態(tài)，而且所產(chǎn)生的功耗大，產(chǎn)品的所有電流均由該部分提供，如果設(shè)備發(fā)生故障，發(fā)生過(guò)流情況，而不及時(shí)切斷，必定會(huì)損壞電源。但很多三端集成電路或所設(shè)計(jì)的電源不足之處一是對(duì)流保護(hù)采用的措施是限流性的保護(hù)，這種保護(hù)的特點(diǎn)是，線路簡(jiǎn)單，如果過(guò)流，則對(duì)最大值實(shí)行了限制，這種保護(hù)也屬一種積極保護(hù)，但這種保護(hù)的不足是相關(guān)有源件會(huì)發(fā)熱，在輸入與輸出端電壓大時(shí)，發(fā)熱情況甚至更大，即多了對(duì)防熱的處理工序，又會(huì)影響本級(jí)與鄰近有源件的工作狀況。二是對(duì)過(guò)流保護(hù)完整一些，但對(duì)過(guò)壓保護(hù)力度保護(hù)不大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)與目的提出一種新的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)一種新電源，實(shí)施后新電源有如下特點(diǎn)，一是過(guò)壓保護(hù)能力強(qiáng)；二是過(guò)流保護(hù)能力強(qiáng)；三是適應(yīng)市電范圍寬；四是線路簡(jiǎn)潔易生產(chǎn)；五是具有過(guò)流顯示，從而豐富優(yōu)秀電源的品種。本發(fā)明采用的措施是1、集穩(wěn)壓、過(guò)壓、過(guò)流一體的保護(hù)電路由整流單元，穩(wěn)壓調(diào)整單元、備份限壓保護(hù)支路，輸出電壓調(diào)整支路，過(guò)流保護(hù)顯示單元；過(guò)壓保護(hù)單元及防雷管共同組成。其中:穩(wěn)壓調(diào)整單元，是用一只三極管的集電極連接了整流單元的輸出，基極連接了一只電阻到該管集電極；基極連接了輸出電壓調(diào)整支路到地；該管發(fā)射極串聯(lián)了一只電阻后，成為本發(fā)明的輸出電壓端。備份限壓保護(hù)支路，是由穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓管的正極接在調(diào)整三極管的基極，負(fù)極接地。過(guò)流保護(hù)顯示單元是，用一只PNP三極管的發(fā)射極，連接了輸出電壓調(diào)整管的基極，該管的基極接在了本發(fā)明的輸出電壓端；集電極串聯(lián)了一個(gè)發(fā)光管的正極后接地。過(guò)壓保護(hù)單元，是由一只保護(hù)可控及外圍件共同組成:在電源的最后輸出端與保護(hù)可控硅的控制極之間連接了由穩(wěn)壓二極管組成的觸發(fā)支路，其中穩(wěn)壓管的正極端連接了電源輸出端，負(fù)極管連接在了可控硅的控制端；可控硅控制極與地線之間連接了一只電阻。用防雷管的一端接在整流單元的輸出，另一端接地。2、輸出電壓調(diào)整支路的形式一是用穩(wěn)壓二極管與電阻串聯(lián)而成，或是用穩(wěn)壓二極管或數(shù)個(gè)二極管與電阻串聯(lián)而成。3、所用的三極管是高反壓三極管，發(fā)光管LED是高亮度型，二極管是面結(jié)合型。對(duì)以上措施解釋如下:[0016]一、穩(wěn)壓的主要原理:調(diào)壓三極管管采用了射隨輸出，有很強(qiáng)的負(fù)反饋，一旦線路參數(shù)確定后，調(diào)整管就可以穩(wěn)定在一個(gè)具體的數(shù)值上，而這個(gè)數(shù)值已能滿足所配套電子設(shè)備的要求。二、具有良好的過(guò)流保護(hù)及監(jiān)測(cè)性能的說(shuō)明:(I)、該部分的組成:主要由附圖中的電阻108，PNP三極管109，發(fā)光二極110，共
同組成。(2)、產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)原理:當(dāng)所配套的設(shè)備發(fā)生短路故障后，(電子設(shè)備元件壞后，常發(fā)生的故障是整機(jī)電流增大)，經(jīng)過(guò)電阻108的電流增大，當(dāng)超過(guò)PNP三極管的發(fā)射極與基極結(jié)間電壓后，該三極管開(kāi)通，這時(shí)對(duì)穩(wěn)壓電源調(diào)整管(附圖中103)的基極分流，從而封閉調(diào)整管的輸出，基流的分流路線是從PNP管的發(fā)射極到集電極，并經(jīng)過(guò)發(fā)光管后到地線。(3)、發(fā)生短路故障后產(chǎn)生指示的原理:過(guò)流保護(hù)三極管開(kāi)通，電流經(jīng)過(guò)了發(fā)光二極管110，形成光指示。(4)、具有自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)恢復(fù)性能:當(dāng)過(guò)流時(shí)電阻(附圖中電阻108)電壓增加，保護(hù)三極管(附圖中109)，自動(dòng)開(kāi)通，故障消除后自動(dòng)恢復(fù)。三、具有良好的過(guò)壓保護(hù)能力的說(shuō)明:防雷與過(guò)壓也是本明研究的一個(gè)重點(diǎn)，因?yàn)檫@是關(guān)系到在天氣不好時(shí)是否能正常工作的問(wèn)題。本發(fā)明有以下措施:第一、采用有源件可控硅組成了“速斷保護(hù)功能”，性能優(yōu)異，有很強(qiáng)的防雷過(guò)壓能力。本元件即是附圖1中的113件可控硅，及外圍觸發(fā)件穩(wěn)壓管111，電阻112。形成的原理是:如果雷擊而造成輸出端過(guò)高時(shí)而超過(guò)觸發(fā)二極管(附圖111)的門(mén)坎后導(dǎo)通，因而觸發(fā)可控硅113導(dǎo)通，立即對(duì)調(diào)整管103的基極短路，造成對(duì)調(diào)整管輸出電壓被封閉，形成防雷過(guò)壓速斷保護(hù)。之所以稱為“速斷保護(hù)”，是因?yàn)橐坏┹敵龆诉^(guò)高時(shí)，保護(hù)可控硅導(dǎo)通具有很強(qiáng)的正反饋，能迅速將調(diào)整管的基極短路，形成“速斷保護(hù)功能”。而當(dāng)輸出端無(wú)過(guò)壓后，已不能對(duì)可控硅形成觸發(fā)，因?yàn)橛|發(fā)的穩(wěn)壓二極管有“門(mén)坎”，為此而成為可控硅自動(dòng)恢復(fù)的原因之一，之二是可控硅控制極對(duì)地接有對(duì)地電阻，形成分流，將大大減少可控硅自保持的靈敏度，理論與試驗(yàn)說(shuō)明，只要該電阻調(diào)整得當(dāng)，一旦過(guò)壓消失，可控硅將無(wú)自保持電流存在，而自動(dòng)恢復(fù)成斷路狀態(tài)，如果再次遭雷擊，再次啟動(dòng)，形成保護(hù)，直至輸出電壓為正常值。應(yīng)說(shuō)明的是保護(hù)可控硅及外圍件形成的“速斷保護(hù)功能”在未過(guò)壓時(shí)，處于“開(kāi)路狀態(tài)”，只要雷擊或過(guò)壓時(shí)才起作用，所以不容易損壞，時(shí)刻都處于一種“備份”保護(hù)狀態(tài)，增強(qiáng)了保護(hù)的可靠性。其原因是觸發(fā)件有門(mén)坎，輸出端電壓未高過(guò)門(mén)坎，可控硅內(nèi)部也無(wú)自保持電流，整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有“電磨損”，不會(huì)損壞，成為一種“備份”狀態(tài)。第二、有備份限壓保護(hù)支路，該支路即是圖中105，主要作用時(shí)當(dāng)有雷擊涌壓時(shí)，對(duì)輸出端進(jìn)行限壓保護(hù)。成的保護(hù)原理是，該管的穩(wěn)值高于由圖1中的106與107的輸出電壓調(diào)整支路，所以在未過(guò)壓時(shí)，被輸出電壓調(diào)整支路鉗位，呈開(kāi)路關(guān)態(tài)。如果整流輸出端有雷擊涌壓，輸出電壓調(diào)整支路兩端電壓過(guò)高，穩(wěn)壓管105開(kāi)通再次對(duì)基極限壓，保護(hù)輸出端。這樣設(shè)計(jì)的好處是，配有備份限壓保護(hù)支路在未過(guò)壓時(shí)，處于開(kāi)路狀態(tài)，不產(chǎn)生“電磨損”，不損壞，是一種“備份”狀態(tài)，從而在整流過(guò)壓時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生元件失效的意外.。第三、穩(wěn)壓調(diào)整管是高反壓管，防雷效果好。其原因是，該管反向擊穿電壓通常在數(shù)百伏，而78系列反壓一般為30伏。比常用的78系列要高出10倍以上，所以對(duì)過(guò)壓有很強(qiáng)的承受能力。第四、安有防雷管，該管擊穿保護(hù)值低于穩(wěn)壓調(diào)整管是高反壓管的工作電壓，從而形成保護(hù)。四、在市電較高的地方與時(shí)段不會(huì)損壞電路的原因:一般地說(shuō)，雷擊涌流的過(guò)壓一般都會(huì)高于市電產(chǎn)生的意外過(guò)壓，能接受前者，必能接受后者。五、能在市電較低的地方與時(shí)段工作的主要原因:一是線路中的調(diào)壓三極管，不會(huì)產(chǎn)生附加電壓降，只要橋式電壓高于輸出電壓，就能讓該管工作，就能穩(wěn)壓。(說(shuō)明:如果采用傳統(tǒng)的三極管與三端集成電路串聯(lián)的輸入電壓擴(kuò)展方案，必須要提供三端集成電路正常工作所需電壓，同時(shí)也需要三極管工作電壓，這樣主產(chǎn)生了三極管附加損失電壓。而在市電低時(shí)，這是寶貴的電壓)。其二是因調(diào)整管是高反壓管，所以在設(shè)計(jì)時(shí)可以把橋式輸出電壓可以設(shè)計(jì)得高一些，在市電低時(shí)，這時(shí)橋式電壓不可能輸出很低，就可以作一定補(bǔ)償。六、能擴(kuò)展市電變化范圍的說(shuō)明:由于市電高時(shí)不損壞電路，而在較低時(shí)仍可以正常工作。所以可擴(kuò)展了市電變化的工作范圍。七、可以調(diào)整不同的輸出穩(wěn)壓值的原因:由于輸出電壓調(diào)整支路中，穩(wěn)壓二極管(附圖中一中107)的壓降是主導(dǎo)作用，所以可以形成粗調(diào)，而所串聯(lián)的電阻所占的比例很小，所以也可以作為精調(diào)之用，如6、6伏；12、8伏等.精調(diào)的好處是可以調(diào)成蓄電池浮充所需的標(biāo)準(zhǔn)電壓。八、實(shí)施措施2后，對(duì)輸出穩(wěn)壓值的調(diào)整更方便，因?yàn)榉€(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值高，可大范圍內(nèi)調(diào)整，而所串聯(lián)二極管每個(gè)穩(wěn)壓值為0、7伏，可小范圍內(nèi)調(diào)整，而電阻可在0、7以內(nèi)的電壓調(diào)整，這樣更有利批量生產(chǎn)。本發(fā)明實(shí)施后有以下顯著的優(yōu)點(diǎn):1、穩(wěn)壓源既能提供穩(wěn)定的電壓，又具有監(jiān)測(cè)作用，如果所配備的設(shè)備有適中故障，立即警示，由于這種告之是主動(dòng)的，其意義是有“故障”才告之，無(wú)故障不指示，所以配套一些特殊的電子設(shè)備，如保安器意義很大，因?yàn)槟鼙苊獗０病翱瞻住薄?、過(guò)流保護(hù)效果好，保護(hù)力度大，而且降低了調(diào)整管的發(fā)熱度。3、抗雷與過(guò)壓保護(hù)效果好。不會(huì)因雷雨天而停止工作，如果用該電源為保安類產(chǎn)品配套，保證了 “保安”不產(chǎn)生空白，而用傳統(tǒng)的三端集成電路或傳統(tǒng)的三極管與三端集成電路的聯(lián)合設(shè)計(jì)，難以實(shí)現(xiàn)。4、適應(yīng)面廣，比傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源有更寬的適應(yīng)能力，在發(fā)生意外電壓高，不會(huì)損壞。而在電壓較低的地方與時(shí)段也能正常工作，。5、可用調(diào)整輸出代有小數(shù)的穩(wěn)壓值，便于對(duì)蓄電池科學(xué)浮充。同時(shí)具有過(guò)流保護(hù)。與已有成果或其他電子類產(chǎn)品配套后有優(yōu)異的性能。6、線路簡(jiǎn)潔，易生產(chǎn)與調(diào)試。

圖1是輸出電壓調(diào)整支路是用穩(wěn)壓二極管與電阻串聯(lián)而成的整體線路圖。[0047]圖中:101、整流輸出；102、防雷管；103、穩(wěn)壓調(diào)整單元的三極管；104、穩(wěn)壓調(diào)整單元上偏電阻；105、備份限壓保護(hù)支路；106、輸出電壓精調(diào)電阻；107、輸出電壓粗調(diào)穩(wěn)壓管；108、過(guò)流保護(hù)配用電阻；109、過(guò)流保護(hù)三極管；110、過(guò)流保護(hù)監(jiān)測(cè)指示；111、過(guò)壓保護(hù)單元中的觸發(fā)穩(wěn)壓管；112、過(guò)壓保護(hù)單元中的靈敏度調(diào)整電阻；113、過(guò)壓保護(hù)單元中的可控娃；115、電源的輸出。圖2是輸出電壓調(diào)整支路是用穩(wěn)壓二極管與電阻串聯(lián)而成的整體線路圖。圖中:101、整流輸出；102、防雷管；103、穩(wěn)壓調(diào)整單元的三極管；104、穩(wěn)壓調(diào)整單元上偏電阻；105、備份限壓保護(hù)支路；106、輸出電壓精調(diào)電阻；107、輸出電壓粗調(diào)穩(wěn)壓管；108、過(guò)流保護(hù)配用電阻；109、過(guò)流保護(hù)三極管；110、過(guò)流保護(hù)監(jiān)測(cè)指示；111、過(guò)壓保護(hù)單元中的觸發(fā)穩(wěn)壓管；112、過(guò)壓保護(hù)單元中的靈敏度調(diào)整電阻；113、過(guò)壓保護(hù)單元中的可控硅；115、電源的輸出；116、措施2中所述的輸出電壓調(diào)整支路可以串聯(lián)的多個(gè)二極管。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2是具體實(shí)施的一種方式。1、三極管選定高反壓大功率管，如3DD15 ;防雷管擊穿電壓參數(shù)應(yīng)選低于三極管反壓值的型號(hào)；備份限壓保護(hù)支路的穩(wěn)壓管(附圖105)穩(wěn)壓值應(yīng)高于輸出電壓調(diào)整支路的值，也既是應(yīng)高于電源正常穩(wěn)壓后的輸出值。2、調(diào)整電源的穩(wěn)壓輸出值。粗調(diào)輸出電壓調(diào)整支路中的穩(wěn)壓管，使之值低于輸出值約差I(lǐng)至2伏，用所串聯(lián)二極管正向電壓，作0、7伏范圍內(nèi)電壓整定，用所串聯(lián)的電阻(附圖106)作0、7伏以內(nèi)的電壓調(diào)整，其規(guī)律是穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值越高輸出電壓越高，所串聯(lián)的正向二極管個(gè)數(shù)越多，或所串聯(lián)電阻阻值越大，輸出電壓越高，反之越低。3、調(diào)整過(guò)壓保護(hù)參數(shù)。斷掉變壓器一次側(cè)，用示波器的接在穩(wěn)壓源輸出，用100伏的直流電壓點(diǎn)擊整流端，示波器顯示輸出端不會(huì)有高壓存在，否則應(yīng)調(diào)整圖1中的觸發(fā)穩(wěn)壓管的參數(shù)，其次調(diào)整圖1中的105穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值參數(shù)。4、調(diào)整過(guò)流保護(hù)參數(shù):用表計(jì)串聯(lián)在輸出回路中，在穩(wěn)壓輸出端帶上假負(fù)載，調(diào)整假負(fù)載阻值模擬短路故障到要求，即是出現(xiàn)要求的電流峰值，之后，這時(shí)電表所示電流數(shù)值會(huì)大幅下降。同時(shí)LED燈亮，否則應(yīng)調(diào)整附圖1中的電阻108。
權(quán)利要求1.集穩(wěn)壓、過(guò)壓、過(guò)流一體的保護(hù)電路，其特征是:由整流單元，穩(wěn)壓調(diào)整單元、備份限壓保護(hù)支路，輸出電壓調(diào)整支路，過(guò)流保護(hù)顯示單元；過(guò)壓保護(hù)單元及防雷管共同組成: 其中:穩(wěn)壓調(diào)整單元，是用一只三極管的集電極連接了整流單元的輸出，基極連接了一只電阻到該管集電極；基極連接了輸出電壓調(diào)整支路到地；該管發(fā)射極串聯(lián)了一只電阻后，成為本發(fā)明的輸出電壓端； 備份限壓保護(hù)支路，是由穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓管的正極接在調(diào)整三極管的基極，負(fù)極接地； 過(guò)流保護(hù)顯示單元是，用一只PNP三極管的發(fā)射極，連接了輸出電壓調(diào)整管的基極，該管的基極接在了本發(fā)明的輸出電壓端；集電極串聯(lián)了一個(gè)發(fā)光管的正極后接地； 過(guò)壓保護(hù)單元，是由一只保護(hù)可控及外圍件共同組成:在電源的最后輸出端與保護(hù)可控硅的控制極之間連接了由穩(wěn)壓二極管組成的觸發(fā)支路，其中穩(wěn)壓管的正極端連接了電源輸出端，負(fù)極管連接在了可控硅的控制端；可控硅控制極與地線之間連接了一只電阻； 用防雷管的一端接在整流單元的輸出，另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集穩(wěn)壓、過(guò)壓、過(guò)流一體的保護(hù)電路，其特征是:輸出電壓調(diào)整支路的形式一是用穩(wěn)壓二極管與電阻串聯(lián)而成，或是用穩(wěn)壓二極管或數(shù)個(gè)二極管與電阻串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集穩(wěn)壓、過(guò)壓、過(guò)流一體的保護(hù)電路，其特征是:所用的三極管是高反壓三極管，發(fā)光管LED是高亮度型，二極管是面結(jié)合型。
專利摘要集穩(wěn)壓、過(guò)壓、過(guò)流一體的保護(hù)電路，屬于保安技術(shù)領(lǐng)域，由整流單元，穩(wěn)壓調(diào)整單元，備份限壓保護(hù)支路，輸出電壓調(diào)整支路，過(guò)流保護(hù)顯示單元，過(guò)壓保護(hù)單元及防雷管共同組成，呈現(xiàn)出6種典型優(yōu)點(diǎn)，穩(wěn)壓效果好，過(guò)流過(guò)壓保護(hù)能力強(qiáng)，適應(yīng)市電范圍寬，線路簡(jiǎn)潔易生產(chǎn)調(diào)試，過(guò)流時(shí)具有顯示功能，本實(shí)用新型的實(shí)施，為電源產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了新的方向。
文檔編號(hào)H02H3/20GK203166464SQ20132006818
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者寧永健, 楊遠(yuǎn)敏 申請(qǐng)人:楊遠(yuǎn)敏