保護(hù)全面的三端穩(wěn)壓電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]屬于保安技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電源的好壞，直接影響到電器的整體性能。電源性能好，則整體性能好。電源也常常是易損壞的重點(diǎn)部件，過壓與過流是常見的損壞電源或設(shè)備的故障，過壓產(chǎn)生的情況，是因?yàn)槔讚舻挠繅海蚴鞘须姴环€(wěn)的情況下產(chǎn)生，而過流則主要是由于電源本身出現(xiàn)故障或是設(shè)備出現(xiàn)問題使電流發(fā)生變化，進(jìn)而使電流猛增，損壞電源與設(shè)備。而減少這些故障率，是本發(fā)明的重點(diǎn)，也是本發(fā)明的主要目的。
[0003]不管是電源本身的故障還是設(shè)備產(chǎn)生了故障，都能在電源的電流中直接表現(xiàn)出來，如果能將這種電流表現(xiàn)故障的形式轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兺ǔ５闹庇^形式，像汽車的倒車一樣用聲音提示出來，或是發(fā)出亮光，讓人們一看就懂，一聽就知道有故障了，這種直觀的表現(xiàn)，如同監(jiān)測(cè)器，讓人們能及時(shí)得知，及時(shí)維修，顯然是很有必要的，它大大減少了電源與設(shè)備的損壞率。在平時(shí)能隨時(shí)監(jiān)測(cè)，在電源本身或設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，能主動(dòng)提示，便于人們及時(shí)得知，及時(shí)維修，對(duì)于任何產(chǎn)品都是十分關(guān)鍵。
[0004]能夠方便調(diào)整電源的電壓值，是一個(gè)電源的重點(diǎn)，它能使電源的運(yùn)用面增廣，特別是對(duì)于有蓄電池的設(shè)備來說更是關(guān)鍵，蓄電池的運(yùn)用極廣，特別是保安類產(chǎn)品，它能杜絕市電停電引起的保安空白，但是蓄電池如果不是用標(biāo)準(zhǔn)浮充電壓充電，會(huì)影響蓄電池的使用壽命，而蓄電池的標(biāo)準(zhǔn)浮充電壓不是整數(shù)，而是6.8V、13.6V等，因此很多電源都不能方便地調(diào)整出蓄電池的標(biāo)準(zhǔn)浮充電壓，所以限制了蓄電池與電源的配合使用。
[0005]如今的穩(wěn)壓電源中，三端穩(wěn)壓電路占很大的比例，使用極為廣泛，它外接件少，使用方便，成本低，穩(wěn)壓可靠，但它卻有的致命弱點(diǎn)在于過壓能力強(qiáng)，它的輸入端最高電壓只有36V，而在有雷擊時(shí)，突然的涌壓通常會(huì)上百伏，這不管是對(duì)于三端穩(wěn)壓還是其它穩(wěn)壓電路都是不能承受的。
[0006]正是因?yàn)樯鲜龅姆N種原因，因此，再如今的電源種類雖然多，但是在電源本身或所配設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)不能有提示，在有雷擊或其它原因的過壓時(shí)也不能迅速啟動(dòng)保護(hù)，無法靈活地調(diào)整電源輸出電壓，因此現(xiàn)今的穩(wěn)壓電源還很不完善。
[0007]要解決上述的問題，達(dá)到在雷雨天不再需要斷電來保護(hù)電器，在有過壓情況時(shí)，也不再擔(dān)心會(huì)損壞電源的目的，而且在電源或設(shè)備本身發(fā)生故障時(shí)，能主動(dòng)提示，便于人們及時(shí)得知，及時(shí)維護(hù)，必須要進(jìn)行系統(tǒng)的研究，需要多種技術(shù)的支持，需要有創(chuàng)新的思維方式，因?yàn)樗纫紤]到能穩(wěn)壓，又要在有過流過壓時(shí)，能及時(shí)提示，所以，它必須突破傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電路的方式，找到新的方向，才能實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的主要目的是，提出一種新的電路，運(yùn)用可控硅的導(dǎo)通與斷開，形成過壓時(shí)的速斷保護(hù)，運(yùn)用NPN三極管作過流時(shí)的監(jiān)測(cè)啟動(dòng)，在有過流情況時(shí)，形成過流監(jiān)測(cè)，主動(dòng)形成聲、光提示，便于人們及時(shí)得知及時(shí)處理，減電源與設(shè)備的損壞率，并有時(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)顯示的能力，以適應(yīng)電子產(chǎn)品的特殊需要，其線路還有一大亮點(diǎn)是，三端集成穩(wěn)壓電路能可靠地調(diào)整出各種設(shè)備所需的電壓值，所以能有極廣泛的運(yùn)用。
[0009]本發(fā)明采用的措施:
[0010]1、保護(hù)全面的三端穩(wěn)壓電源由避雷器、電容降壓式整流電路、過壓速斷保護(hù)電路、N型過流監(jiān)測(cè)電路、可調(diào)三端穩(wěn)壓電路共同組成。
[0011]其中:電容降壓式整流電路由降壓電容、泄放電阻、橋式整流器、濾波電容、輸出穩(wěn)壓管組成。
[0012]橋式整流器是由四個(gè)整流二極管形成。
[0013]兩個(gè)整流二極管串聯(lián)成一支路，其串聯(lián)點(diǎn)連接降壓電容的一端；另兩個(gè)整流二極管串聯(lián)成另一支路，其串聯(lián)點(diǎn)與降壓電容的另一端一起接交流輸入；兩支路的正極接地線，兩支路的負(fù)極為整流輸出。
[0014]濾波電容接在整流輸出與地線之間，輸出穩(wěn)壓管與濾波電容并聯(lián)，泄放電阻與降壓電容并聯(lián)。
[0015]過壓速斷保護(hù)電路由門坎穩(wěn)壓管、啟動(dòng)電阻、啟動(dòng)三極管、觸發(fā)電阻、速斷可控硅組成。
[0016]N型過流監(jiān)測(cè)電路由NPN保護(hù)三極管，壓降二極管、隔離二極管、取樣電阻、保護(hù)電阻、發(fā)光管、發(fā)聲片組成。
[0017]可調(diào)三端穩(wěn)壓電路由三端集成穩(wěn)壓電路與上偏調(diào)壓電阻、下偏調(diào)壓電阻組成。
[0018]NPN保護(hù)三極管的集電極接整流輸出，壓降二極管的正極接NPN保護(hù)三極管的集電極，壓降二極管的負(fù)極接NPN保護(hù)三極管的基極，取樣電阻的一端接NPN保護(hù)三極管的基極，取樣電阻的另一端接速斷可控硅的陽極，NPN保護(hù)三極管的發(fā)射極接隔離二極管的正極，隔離二極管的負(fù)極接速斷可控硅的陽極，保護(hù)電阻的一端接NPN保護(hù)三極管的發(fā)射極，保護(hù)電阻的另一端為兩路，一路接發(fā)聲片到地線，另一路接發(fā)光管到地線。
[0019]門坎穩(wěn)壓管的一端接橋式整流的輸出，另一端接啟動(dòng)電阻的一端，啟動(dòng)電阻的另一端接啟動(dòng)三極管的基極，啟動(dòng)三極管的發(fā)射極接地線，觸發(fā)電阻接在速斷可控硅的陽極與控制極之間，速斷可控硅的陽極接在隔離二極管的負(fù)極上，速斷可控硅的控制極接啟動(dòng)三極管的集電極。
[0020]速斷可控硅的陰極接三端集成穩(wěn)壓電路的輸入端，上偏調(diào)壓電阻的一端接在三端集成穩(wěn)壓電路的輸出端上，上偏調(diào)壓電阻的另一端接三端集成穩(wěn)壓電路的接地端，下偏調(diào)壓電阻接在三端集成穩(wěn)壓電路的接地端與地線之間，三端集成穩(wěn)壓電路的輸出端即是保護(hù)全面的三端穩(wěn)壓電源的輸出。
[0021]2、啟動(dòng)三極管是反壓值在100V之上的NPN三極管。
[0022]3、降壓電容是無極電容。
[0023]4、濾波電容的最低耐壓值多50V。
[0024]對(duì)以上措施解釋如下:
[0025]保護(hù)全面的三端穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)一是保持了三端集成穩(wěn)壓電路的系列優(yōu)點(diǎn)。二是在過壓時(shí)，在三端集成穩(wěn)壓電路的輸入端形成速斷保護(hù)。三是當(dāng)電源本身或所配設(shè)備產(chǎn)生故障，使電流發(fā)生變化時(shí)，形成過流監(jiān)測(cè)，主動(dòng)提示，便于人們及時(shí)得知及時(shí)處理，減電源與設(shè)備的損壞率。四是有時(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)顯示的能力，以適應(yīng)電子產(chǎn)品的特殊需要。五是成本低，線路精煉，易生產(chǎn)與普及。三端集成穩(wěn)壓電路是種優(yōu)秀的電路，但是由于輸入電壓低一般僅30伏，所以一旦輸入電壓高就會(huì)造成損害，因而在輸入端增加了過壓速斷保護(hù)，在有過壓情況發(fā)生時(shí)，立即啟動(dòng)，保護(hù)三端穩(wěn)壓器不會(huì)損壞。為達(dá)到以上的目的，所以采用了以下的措施。
[0026]一、電容降壓式整流電路由降壓電容(圖1中的2)、泄放電阻(圖1中的5)、橋式整流器(圖1中的3)、濾波電容(圖1中的4)、輸出穩(wěn)壓管(圖1中的6)組成，橋式整流器是由四個(gè)整流二極管形成。
[0027]將交流電整形為直流形式，橋式整流是精典的整流電路，整流可靠，與降壓電容結(jié)合，更節(jié)約了成本，十分適合小型企業(yè)。
[0028]二、過壓速斷保護(hù)電路的特點(diǎn)與形成速斷保護(hù)的原理。
[0029]由門坎穩(wěn)壓管(圖2中的16)、啟動(dòng)電阻(圖2中的17)、啟動(dòng)三極管(圖2中的18)、觸發(fā)電阻(圖2中的19)、速斷可控硅(圖2中的20)組成。
[0030]它的功能有二，一是在正常情況下，觸發(fā)電阻與速斷可控硅為三端集成穩(wěn)壓電路提供輸入電壓，二是在有雷擊涌壓或其它事故導(dǎo)致整流輸出過壓時(shí)，啟動(dòng)速斷保護(hù)，保護(hù)三端集成穩(wěn)壓電路不會(huì)因過壓而損壞，而正是有了過壓的速斷保護(hù)，使本電源保證了三端集成穩(wěn)壓電路的一系列優(yōu)點(diǎn)，更是使三端集成穩(wěn)壓電路不會(huì)因雷擊而損壞，而這種過壓速斷式保護(hù)還可以用在其它穩(wěn)壓電源中，增加電源的保護(hù)功能。
[0031 ] 1、過壓速斷保護(hù)為三端集成穩(wěn)壓電路的輸入提供電壓的原因。
[0032]在通電時(shí)的正常情況，可控硅被觸發(fā)電阻觸發(fā)導(dǎo)通，這種觸發(fā)是長(zhǎng)期被觸發(fā)，而不是瞬態(tài)觸發(fā)，所以觸發(fā)力度很大，能保證可控硅的可靠導(dǎo)通，并長(zhǎng)期處于導(dǎo)通狀態(tài)。因而能將電源傳輸?shù)饺思煞€(wěn)壓電路的輸入，使三端集成穩(wěn)壓電路正常輸出，保證向外輸出。
[0033]2、過壓速斷保護(hù)的原理分析。
[0034]過壓速斷保護(hù)由過壓?jiǎn)?dòng)電路與過壓速斷保護(hù)電路共同形成，當(dāng)受雷擊有涌壓，或是其它事故引起整流輸出過壓，高過了門坎穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，此時(shí)門坎穩(wěn)壓管導(dǎo)通，由于速斷可控硅被觸發(fā)的電阻值很大，在數(shù)百K時(shí)均能觸發(fā)，所以只要調(diào)試好啟動(dòng)電阻的阻值，就能導(dǎo)致啟動(dòng)三極管飽和或向飽和變化，由于可控硅的正反饋性，所以速斷可控硅會(huì)向著截止方向變化，(這里應(yīng)說明的是，在教科書上說，可控硅截止條件是當(dāng)陽極電流減少時(shí)且小于維持電流時(shí)會(huì)向截止方向變化，但對(duì)單向可控硅來說，理論與實(shí)踐都說明，將可控硅的陰極減少到零，仍可以使可控硅向著截止方向變化。)由于速斷可控硅與啟動(dòng)三極管的響應(yīng)速度很快，所以具有良好的保護(hù)作用。
[0035]3、過壓速斷保護(hù)的功能特點(diǎn)。
[0036]一是門坎穩(wěn)壓管與啟動(dòng)電阻的運(yùn)用，使啟動(dòng)迅速，在過壓?jiǎn)?dòng)電路中，門坎穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值是關(guān)鍵，它要保證在正常情況下不導(dǎo)通，又要保證在有過壓時(shí)迅速啟動(dòng)，因此，它的穩(wěn)壓值應(yīng)比三端集成穩(wěn)壓電路的最高輸入值小，這樣才能保證有過壓時(shí)它先啟動(dòng)，不會(huì)導(dǎo)致三端集成穩(wěn)壓電路的損壞。啟動(dòng)電阻阻值的大小，關(guān)系著啟動(dòng)三極管是否啟動(dòng)靈敏，因此，它的阻值就比觸發(fā)電阻小，它的阻值越小啟動(dòng)三極管越易受觸發(fā)，但要注意不能過小，而影響了啟動(dòng)三極管的正常運(yùn)用。門坎穩(wěn)壓管與啟動(dòng)電阻相互配合，保證了啟動(dòng)三極管啟動(dòng)迅速，反應(yīng)快。控制速斷可控硅迅速斷開，保證了三端集成穩(wěn)壓電路不會(huì)受損。
[0037]二是啟動(dòng)三極管是反壓值在200V之上的NPN三極管，它的反壓值比三端集成穩(wěn)壓電路的輸入最高電壓值高出了好幾倍，因此，它不會(huì)損壞，也保證了過壓速斷保護(hù)的性能。
[0038]三、N型過流監(jiān)測(cè)電路的說明。
[0039]由壓降二極管(圖2中的9)、NPN保護(hù)三極管(圖2中的10)、隔離二極管(圖2中的11)、隔離二極管(圖2中的12)、保護(hù)電阻(圖2中的13)、發(fā)光管(圖2中的14)、發(fā)聲片(圖2中的15)組成。
[0040]1、形成監(jiān)測(cè)保護(hù)的原理是:一旦所配設(shè)備或電源本身產(chǎn)生故障，使電流增加，取樣電阻兩端的壓降增加，NPN保護(hù)三極管立即導(dǎo)通，警聲片與發(fā)光管立即啟動(dòng)，發(fā)出警示。NPN保護(hù)三極管具備了放大的能力，因此，即使是較小的壓降變化，經(jīng)過NPN保護(hù)三極管的放大后，都能使警聲片啟動(dòng)，發(fā)出提示音，同時(shí)發(fā)出光的警示。
[0041]2、NPN保護(hù)三極管