專利名稱：平衡式電源的制作方法
技術領域：
屬于電子技術領域。
背景技術：
電源是電子設備必不可少的部分，任何電子設備都需要電源與之配套。電源也是容易損壞的部分，其原因之一是該部分的有源件都處于一種長時間的工作狀態(tài)之中，而且負荷大，二是有雷擊時，其涌流涌壓首先作用于該部元件。由于電源的可靠性，直接影響到電子設備的整體可靠性，所以從某種意義說，判斷該設備的可靠性高不高，首先就應看其電源可靠性高不高。而現(xiàn)在的電子穩(wěn)壓源中，普遍采用了以78系列為代表集成電路，而這些集成電路如不進行一定創(chuàng)新，存在以下不足，一是這些集成電路固有性存在著輸入電壓低的弱點，不能承受雷擊的涌壓。二是如何實現(xiàn)備份關系，也即是當一塊78系列集成電路損壞后，第二塊集成電路如何進行科學遞補，因為不能簡單地采用兩塊集成電路并聯(lián)的方法來實現(xiàn)，那樣將產生新的問題。因此如何提高電源的可靠性，成為一道課題。
發(fā)明內容本發(fā)明的任務與目的是提出一種新電源的技術方案，該電源的特點一是在未過壓時本發(fā)明中的有源件不易損壞，二是即是損壞后內部有源件能實現(xiàn)科學遞補，實現(xiàn)正常供電，同時還兼有多種優(yōu)點，從而提高穩(wěn)壓電源的可靠性與性能。本發(fā)明采用的措施是:1、平衡式電源是由整流單元，兩個對稱式調壓單元，兩個對稱過流保護顯示單元，穩(wěn)壓值調整支路；三次過壓保護支路；混合電路共同組成。其中:第一個調壓單元是由一個三極管與外圍件組成，用三極管的集電極接在了整流單元的輸出端，用一個電阻接在了集電極與基極的基極之間，該管基極還連接了以下兩路:第一支路是穩(wěn)壓值調整支路，第二支路是三次過壓保護支路，第三支路是連接了本級過流保護與顯示單元中的二極管；該管發(fā)射極串聯(lián)了本級過流保護顯示單元中的電阻后成為了本級輸出。第二個調壓單元是由另一個三極管與外圍件組成，該管集電極與第一單元連在一起，該管基極與第一調壓管的基極連在一起，該管發(fā)射極串聯(lián)了本級過流保護顯示單元中的電阻后成為了本級輸出。第一過流保護與顯示單元是由一只發(fā)光管與本級發(fā)射極所串聯(lián)的電阻組成，用發(fā)光管的正極接本單元中三極管的基極，另一端接在本級發(fā)射極串聯(lián)電阻后的輸出。第二過流保護與顯示單元是由另一只發(fā)光管與另一只電阻組成，用發(fā)光管的正極接在本單元中三極管的基極，另一端接在本級發(fā)射極串聯(lián)電阻后的輸出。穩(wěn)壓值調整支路是調壓管基極連接了一個穩(wěn)壓二極管與電阻后接地。[0015]三次過壓保護單元是在調壓管基極連接了穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓支路后接地。混合電路是由兩只二極管組成，兩只二極管的正極分別連在了兩只三極管的輸出，負極連在一起作為本發(fā)明的最后輸出。2、三次過壓保護的形式之一是三極管的基極連接了一只穩(wěn)壓二極管的正極，穩(wěn)壓管的負極接地；形式之二是三極管的基極連接了一只穩(wěn)壓二極管的正極，穩(wěn)壓管的負極再串聯(lián)了幾只二極管后接地。3、調壓三極管是高反壓大功率三極管，二極管是面結合型二極管，發(fā)光管是高亮度LED發(fā)光管。對以上措施解釋如下:一、穩(wěn)壓的主要原理:調壓單元中的兩管采用了平衡式的射隨輸出，有很強的負反饋，一旦線路參數(shù)確定后，調整管就可以穩(wěn)定在一個具體的數(shù)值上，而這個精度已能滿足很多設備的需要。二、本發(fā)明實施后，可以產生多種優(yōu)異的性能，這些性能一是內部有源件不易損壞；二是可靠性高，有意外時第一管損壞，第二管可以提供正常電源；三是具有過流保護功能，四是可以擴展市電波動范圍，增大了應用空間；五是有過壓顯示功能，擴展了穩(wěn)壓源的功能，六是可靈活調整穩(wěn)壓的輸出值，以適應浮充的需要。這些功能對于穩(wěn)壓電源來說都是十分重要的。三、在正常工作時內部有源件不易損壞的原因；1、在未過壓時，兩管同時工作時，能實現(xiàn)功率科學平均分配。其原因是當其中之一管通過的電流過大時，發(fā)射極所串聯(lián)的電阻壓降增大，該級的基極電流會通過電流保護配套二極管通道而減少，因而自動進行了調制與平衡。2、雷擊與市電意外過壓是有源件易損壞的主要原因，而本線路卻對這兩種情況能很好地避免。其原因如下:第一、調整管采用了高反壓大功率管，其反壓可以達數(shù)百伏，幾乎是78系列的三端穩(wěn)壓集成電路輸入電壓的10倍左右。第二、增加了防雷管作二級保護，能將雷擊時的涌壓限制在三極管反壓之內。第三、是增加了防雷三級保護支路，既是三次過壓保護支路。再次對調整管基極(也既是電源輸出)進行嚴格限壓。該部分既是圖1中106所示，其特點是整流端在無過壓情況時，被穩(wěn)壓值調整支路(圖1中107所在支路)鉗位，沒有電流通過，等效電路是開路。不存在電磨損，不會損壞。雷擊涌壓過大時，穩(wěn)壓值調整支路所串的電阻(圖1中108)兩端電壓會瞬時增高，導致該支路導通。這里應說明的是穩(wěn)壓值調整支路中電阻在正常工作時所占的電壓比例很小，所以在正常工作時基本上不影響正常的穩(wěn)壓作用，但在雷擊時卻起到良好的保護作用。三、當兩管之一損壞時，另一管能實現(xiàn)科學遞補，從而提高了可靠性。其原因:由于兩管的發(fā)射極均串有隔離二極管，所以當?shù)谝还軗p壞時，不會增大第二管的發(fā)射極負載，自動形成了開路狀態(tài)，所以只要調整好三極管發(fā)射極所串聯(lián)的電阻阻值，未損壞的三極管可以正常向外供電，而不影響整體性能。四、形成過流保護原理:當輸出電流過大時，調整管發(fā)射極所串聯(lián)的電阻壓降增大，超過一定值時，過流保護支路中的二極管導通，流入輸出電壓調整管的基極電流減少，負載過流超多，則減少的基極電流越多，自動形成對調整管保護。五、產生過流保護指示的原因:在形成過流保護時，基極電流通過發(fā)光二極管，燈亮，這里LED發(fā)光二極管起了雙重作用，一是過流保護配套元件，二是發(fā)光指示。同進應說明的是，在調試時應調查成這樣的情況，正常時燈不亮，而在有故障時，電流大而燈亮，其好處是可以通過指示燈是否發(fā)亮而斷定是否有故障，從而使本發(fā)明成為即是一種穩(wěn)壓源，也是一種監(jiān)測器。六、能擴展市電工作的范圍分析:1、在市電較高的地方與時段不會損壞電路的原因:因調整管是高反壓管，僅管此時橋式輸出的電壓高，但是還會遠低于高反壓管耐壓值。2、能在市電較低的地方與時段工作的主要原因:一是線路中的三極管，不會產生附加電壓降，直接將橋式整流輸出電壓調整為輸出穩(wěn)壓電路輸出電壓，即是只要橋式電壓高于輸出電壓，且這個電壓能使三極管工作，就能穩(wěn)壓。(說明:如果采用傳統(tǒng)的三極管與三端集成電路串聯(lián)的方案，因為三端要穩(wěn)定的工作，必須要輸入端的電壓高于輸出端一個定值，而三端集成電路的輸入前級如果串有三極管發(fā)射器，則輸入端就增加了射隨器引起的附加電壓損失，也即是在市電低時，橋式輸出必須要減去附加損失電壓后，才是三端集成電路的輸入有效電壓。而在市電低時，這是寶貴的電壓。)，其二是因調整管是高反壓管，所以在設計時可以把橋式輸出電壓可以設計得高一些，在市電低時，這時橋式電壓不可能很低，就可以作一定補償。3、能擴展市電變化范圍的原因:由于上兩條原因，市電高時不損壞電路，而在較低時仍可以正常工作。所以可大大地擴展了市電變化的工作范圍。七、可以調整不同的輸出穩(wěn)壓值的原因。由于基準電壓第一支路中，穩(wěn)壓二極管的壓降是主導作用，所以可以形成粗調，而所串聯(lián)的電阻所占的比例很小，所以也可以作精調之用，精調的好處是可以調成對蓄電池浮充所需的標準電壓，如6、6伏；12、8伏，等，因為浮充電壓都會高于正常的放電標電壓。八、采用措施2后，有利于批量生產，因為調試更方便，而且精度高。其原因是第二只支路的穩(wěn)壓值一致性好，而且只會比第一支路多兩個PN節(jié)，既1、4伏左右。本發(fā)明實施后有以下顯著的優(yōu)點:1、可靠性好，其原因一是在正常環(huán)境使用時，其可靠性高于普通的集成電路，有源件不易損壞，原因如前所述一一分析，不再累述，。二是在其中之一管損壞時，第二管可以遞補，仍可以正常工作。2、性能好，體現(xiàn)在以下方面:一是防雷具有多層次保護，效果好。在雷雨季節(jié)，所配用器材不易損壞，不會因雷雨天而停止工作。二是適應面廣，可以在惡劣的時段與地區(qū)工作。三是可用于輸出代有小數(shù)的穩(wěn)壓值，便于對蓄電池科學浮充維護。四是性能優(yōu)異，具有過壓過流保護。3、具有過流保護監(jiān)測功能，擴展了普通穩(wěn)壓集成電路的功能，對電器的維護更方便。4、成本與傳統(tǒng)的三極管與三端的聯(lián)合設計之成本，基本沒有增加，而比很多專業(yè)穩(wěn)壓電源要廉價很多。5、采用了復合線路，整體精簡，可靠性高，而且便于生產。
圖1是三次過壓保護支路由只有穩(wěn)壓管形式的說明示意圖。圖中:101、整流輸入；102、防雷管；103、第一只調壓三極管；104、第二只調壓三極管；105、調壓三極管上偏電阻；106、調壓管基極穩(wěn)壓第二支路的穩(wěn)壓管；107、基極穩(wěn)壓第一支路所串聯(lián)的精調電阻；108、基極穩(wěn)壓第一支路所串聯(lián)的粗調穩(wěn)壓管；109、第一只調壓三極管過流保護配套二極管也是該管的過流保護顯示；110、第一只調壓三極管過流保護配套電阻，它也是兩管之平衡電阻；111、第二只調壓三極管過流保護配套二極管也是該管的過流保護顯示；112、第二只調壓三極管過流保護配套電阻，它也是兩管之平衡電阻；113、第二只調壓三極管隔離二極管；114、第一只調壓三極管隔離二極管；115、電源輸出。圖2是三次過壓保護支路由穩(wěn)壓管與二極管串聯(lián)形式的說明示意圖。圖中:101、整流輸入；102、防雷管；103、第一只調壓三極管；105、調壓三極管上偏電阻；106、調壓管基極穩(wěn)壓第二支路的穩(wěn)壓管；107、基極穩(wěn)壓第一支路所串聯(lián)的精調電阻；108、基極穩(wěn)壓第一支路所串聯(lián)的粗調穩(wěn)壓管；109、第一只調壓三極管過流保護配套二極管也是該管的過流保護顯示；110、第一只調壓三極管過流保護配套電阻；114、第一只調壓三極管隔離二極管；115、電源輸出；116、權利要3要求串聯(lián)的多只二極管。
具體實施方式
圖1、圖2是具體實施的一種方式。1、選件:三極管選定高反壓大功率管，如3DD15，防雷管擊穿電壓參數(shù)應選低于三極管反壓值，二極管選用面結合型，發(fā)光管選用高亮度的LED發(fā)光管。2、按圖1的線路圖焊接。3、調節(jié)穩(wěn)壓值的數(shù)值。基極第一支路的穩(wěn)壓管值即是輸出電壓的粗調，用所串聯(lián)的電阻作為精調，其規(guī)律是穩(wěn)壓管值越高輸出電壓越高，電阻越大，輸出電壓越高。4、調整過壓保護，模擬防雷效果。斷掉變壓器一次側，用示波器的接在穩(wěn)壓源輸出，用70伏的直流電壓點擊整流端，示波器顯示變化沒有太大的幅度，否則應調整基極對地接所接的三次過壓保護支路穩(wěn)壓值，如果該支路焊接的是一只穩(wěn)壓管，則應選擇更大穩(wěn)壓值的種類，如果選擇的是由穩(wěn)壓管與二極管串聯(lián)的種類，則應增加串聯(lián)二極管的數(shù)量。5、調整兩管平衡度:斷開調整管中其中之一管的輸出電路，在另一管輸出端帶上可調的假負載，并在輸出回路中串上電流表，調整假負載功率，直至發(fā)光指示亮，記下該值。然后斷開另一管的輸出，如法調試第一次斷開的三極管，兩管在同樣的假負載下，發(fā)光管亮，否則應調整發(fā)射所串聯(lián)的電阻值，以符合要求。這里應說明的是，之所以要調整平衡電阻的原因是，僅管在焊接時兩只平衡電阻的阻值一致，但因為三極管的放大系數(shù)可能存在差異。
權利要求1.平衡式電源，其特征是:由整流單元，兩個對稱式調壓單元，兩個對稱過流保護顯示單元，穩(wěn)壓值調整支路；三次過壓保護支路；混合電路共同組成； 其中:第一個調壓單元是由一個三極管與外圍件組成，用三極管的集電極接在了整流單元的輸出端，用一個電阻接在了集電極與基極的基極之間，該管基極還連接了以下兩路:第一支路是穩(wěn)壓值調整支路，第二支路是三次過壓保護支路，第三支路是連接了本級過流保護與顯示單元中的二極管；該管發(fā)射極串聯(lián)了本級過流保護顯示單元中的電阻后成為了本級輸出； 第二個調壓單元是由另一個三極管與外圍件組成，該管集電極與第一單元連在一起，該管基極與第一調壓管的基極連在一起，該管發(fā)射極串聯(lián)了本級過流保護顯示單元中的電阻后成為了本級輸出； 第一過流保護與顯示單元是由一只發(fā)光管與本級發(fā)射極所串聯(lián)的電阻組成，用發(fā)光管的正極接本單元中三極管的基極，另一端接在本級發(fā)射極串聯(lián)電阻后的輸出； 第二過流保護與顯示單元是由另一只發(fā)光管與另一只電阻組成，用發(fā)光管的正極接在本單元中三極管的基極，另一端接在本級發(fā)射極串聯(lián)電阻后的輸出； 穩(wěn)壓值調整支路是調壓管基極連接了一個穩(wěn)壓二極管與電阻后接地； 三次過壓保護單元是在調壓管基極連接了穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓支路后接地； 混合電路是由兩只二極管組成，兩只二極管的正極分別連在了兩只三極管的輸出，負極連在一起作為本發(fā)明的最后輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的平衡式電源，其特征是:三次過壓保護的形式之一是三極管的基極連接了一只穩(wěn)壓二極管的正極，穩(wěn)壓管的負極接地；形式之二是三極管的基極連接了一只穩(wěn)壓二極管的正極，穩(wěn)壓管的負極再串聯(lián)了幾只二極管后接地。
3.根據(jù)權利要求1所述的平衡式電源，其特征是:調壓三極管是高反壓大功率三極管，二極管是面結合型二極管，發(fā)光管是高亮度LED發(fā)光管。
專利摘要平衡式電源，屬于電子技術領域，由整流單元，兩個對稱式調壓單元，兩個對稱過流保護顯示單元，穩(wěn)壓值調整支路；三次過壓保護支路；混合電路共同組成，是發(fā)明者運用已有技術成果，設計的一種新型電源，穩(wěn)壓性能好，防雷效果顯著，有過流過壓保護，最主要是即使有損壞，也能實現(xiàn)科學遞補，正常供電，不會影響配套設備的性能，本實用新型實施后，穩(wěn)壓電源的可靠性作了大步提升，使穩(wěn)壓電源得到了進一步的發(fā)展。
文檔編號H02M3/155GK203166763SQ20132006981
公開日2013年8月28日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權日2013年2月7日
發(fā)明者寧永敭, 蔣丹 申請人:蔣丹