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一種受控于DC用電器的通用電源及其應(yīng)用的制作方法

文檔序號:11840643閱讀:296來源:國知局
一種受控于DC用電器的通用電源及其應(yīng)用的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及一種適用于眾多不同種類、不同電壓、不同負載的DC用電器(DC用電器泛指辦公、學(xué)習(xí)、娛樂、通信設(shè)備,如筆記本電腦、打印機、游戲機、手機、收音機等)所使用的通用電源,屬于電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。



背景技術(shù):

現(xiàn)有的DC電源或“多路同步電壓適配器”在使用時存在以下不足:

1、目前DC用電器不能控制DC電源的延時、啟動、關(guān)閉和守候。

2、現(xiàn)有DC電源不能對DC用電器進行通電前檢測,當發(fā)現(xiàn)有故障時不能始終阻止DC電源向DC用電器供電,現(xiàn)有DC電源不能對DC用電器進行冷檢測的項目有:

、對輔助電源輸出電壓Vc進行欠壓檢測(該欠壓檢測目的是為了各控制電路穩(wěn)定工作和保證準電壓VG的正確及穩(wěn)定)。

、事先對負載進行短路檢測(短路檢測的目的是短路時阻止供電)。

、對DC用電器提供的“額定電壓”(以一下簡稱準電壓VG)進行檢測(該檢測的目的是當DC用電器的電壓超出DC電源設(shè)定的輸出電壓上下限時,阻止供電,并顯示出來)。

、對DC用電器和DC電源連接的DC導(dǎo)線進行粗細檢測(粗細檢測目的是導(dǎo)線過細時,不能供電,并顯示告知)。

3、現(xiàn)有DC電源不能對DC用電器進行通電后的持續(xù)熱檢測,當DC電源和DC用電器出現(xiàn)故障苗頭時不能及時發(fā)現(xiàn)并停止供電?,F(xiàn)有DC電源不能對DC用電器進行熱檢測的項目有:

、DC用電器和DC電源連接的接插件、導(dǎo)線和有關(guān)電路接觸不良檢測(該檢測的目的是電路接觸不良時瞬間關(guān)閉主電源,停止對DC用電器供電)。

、始終對準電壓VG(或基準電壓Vg)意外波動檢測(該檢測的目的是準電壓VG波動超限時,主電源關(guān)閉)。

、 DC電源輸出電壓Vo與基準電壓Vg進行比較檢測(該檢測的目的是輸出電壓偏移基準電壓過大時停止供電)。

4、現(xiàn)有DC電源輸出高電壓大電流的情況下DC用電器不能帶電多次快速插拔(當DC用電器拔離瞬間DC電源不能提前關(guān)閉主電源、不能在主電源關(guān)閉瞬間泄放掉輸出濾波電容C6上的電荷,減少電火花沖擊)。

5、現(xiàn)有DC電源不能在第一時間(在DC用電器通電前一刻)顯示DC用電器的準電壓VG,而后供電時又不會顯示輸出電壓Vo。

6、現(xiàn)有DC電源電壓不會跟隨DC用電器E5電壓走,且電壓分辨率差(以手機充電器為例,每一個充電器輸出電壓是固定的,不可能精確到5.00V完全一致,手機遇到每一個充電器的電壓都有一些差別。再者DC電源輸出有3V、5V、6V、12V等等都是有階梯的,輸出電壓等級少,電壓分辨率差。例如:一只鋰離子電池恒壓充電為4.275V,要找?guī)讉€這樣精度的充電器很難,不能保證同類所有充電器輸出電壓保持一致,精度很難做到)。

7、現(xiàn)有DC電源與外界遙控設(shè)備連接電路復(fù)雜且成本高,可靠率和精度低,不便檢修、檢測和遙控。目前家用和辦公用的適配器和充電器很難與有線和無線網(wǎng)絡(luò)連接,也不能與手機直接連接控制DC電源。

8、現(xiàn)有DC電源不具有向外指示或顯示DC電源和DC用電器故障信息電路。

9、而對于本申請人于2010年8月11日申請的發(fā)明名稱為“一種多路同步電壓適配器,專利號為ZL201010253218.X”的發(fā)明專利,只能輸出與DC用電器相對應(yīng)的同步電壓,但保護電路不足,集成電路應(yīng)用困難,極易損壞電器,實用性差。其接插件連接DC導(dǎo)線股數(shù)多,接口復(fù)雜;插頭插座為方形,插拔不方便。現(xiàn)有的DC插頭雖然是圓頭的,但是前段金屬正負電極片短而且前端無豬拱形狀,拔出時行程短,在快要拔出時沒有一個阻擋,不能拖延拔出時間。拔出時不會快速關(guān)機,且不會給濾波電容放電。所以現(xiàn)有DC電源在通電情況下插入和拔出時不能消除電火花。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種電壓跟隨好、精度高,使用方便可靠,即插即用,減少人為故障,延長電器壽命。做到自主控制開/關(guān)機,自主檢測可能發(fā)生故障的受控于DC用電器的通用電源。

本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達到:一種受控于DC用電器的通用電源,其特征在于其包括整流濾波電路E1、輔助電源E2、電壓平衡器E3、主電源E4、DC用電器E5,準電壓表Vm1、輸出電壓表Vm2;守候電路M1、電子開關(guān)M2、恒流源M3、電流檢測器M4、延時器M5、準電壓VG窗口限幅器M6、電壓平衡窗口電路M7、短路檢測兼軟啟動電路M8、輸出電壓監(jiān)測器M9、LED推動器M10;或非門U1、或門U2、反相器U3、閘壓跟隨器U4、反相器U5、誤差放大器U6、隔離電壓控制器U7、隔離開/關(guān)控制器U8、PWM控制推動器U9;穩(wěn)壓管DZ1-DZ3、發(fā)光二極管DS1-DS6,二極管D1-D4、電阻R1-R11、電容C1-C7、三極管Q1-Q2、高頻變壓器B1、插座J1、插頭P1、插座J4、插座J6、穩(wěn)壓器W、負載LR;

~220V市電輸入端連接整流濾波電路E1的1腳和4腳,整流濾波電路E1的2腳連接高頻變壓器B1的5腳、輔助電源E2的1腳,輔助電源E2的2腳連接電壓Vs接點、守候電路M1的1腳和電子開關(guān)M2的1腳,電子開關(guān)M2的2腳連接電壓Vc接點、恒流源M3的1腳、穩(wěn)壓管DZ1、電容C2、短路檢測兼軟啟動電路M8的1腳,短路檢測兼軟啟動電路M8的2腳連接二極管D3,二極管D3連接輸出電壓Vo接點、電容C6、輸出電壓監(jiān)測器M9兩個輸入端、主電源E4的誤差放大器U6的1腳、電阻R10、插座J1的1腳、主電源E4的開關(guān)整流二極管D4,或非門U1的3腳連接測試點T1、二極管D1、二極管D2、電阻R1,二極管D1連接電子開關(guān)M2的3腳、守候電路M1的2腳,或非門U1的2腳連接延時器M5,或非門U1的1腳連接故障信號F6接點、電流檢測器M4的3腳,電流檢測器M4的1腳連接恒流源M3的2腳,電流檢測器M4的2腳連接準電壓VG接點、守候電路M1的3腳、電容C3、準電壓VG電壓窗口限幅器M6輸入端、電壓平衡器E3的電壓平衡窗口電路M7輸入端、電壓平衡器E3的電阻R7、插座J1的2腳、閘壓跟隨器U4的1腳,閘壓跟隨器U4的2腳連接輸出電壓監(jiān)測器M9的另一輸入端、電容C5、電阻R11、基準電壓Vg接點、主電源E4的電容C7和誤差放大器U6的2腳,電壓平衡器E3的電阻R7連接電壓平衡器E3的電容C4和電壓平衡窗口電路M7的基準電壓REF2輸入端,或門U2的6腳連接測試點T2、延時器M5、電阻R2,或門U2的1腳連接Vc欠壓故障信號F1接點、和反相器U3的2腳,反相器U3的1腳連接電阻R5和穩(wěn)壓管DZ1,或門U2的2腳連接短路故障信號F2接點、短路檢測兼軟啟動電路M8的3腳,或門U2的3腳連接輸出電壓Vo偏離基準電壓Vg故障信號F3接點、電阻R8和輸出電壓監(jiān)測器M9的輸出端,或門U2的4腳連接準電壓VG超出本發(fā)明設(shè)定電壓范圍故障信號F4接點、電阻R4和準電壓VG窗口限幅器M6輸出端,或門U2的5腳連接準電壓VG波動故障信號F5接點、電阻R3和電壓平衡器E3的電壓平衡窗口電路M7輸出端,準電壓VG窗口限幅器M6的基準電壓REF1輸入端連接穩(wěn)壓管DZ2、電阻R6,電阻R6連接電壓Vc接點,電阻R2連接三極管Q1的基極,三極管Q1的集電極連接測試點T3、二極管D2、電阻R1、電容C1、穩(wěn)壓管DZ3,穩(wěn)壓管DZ3連接測試點T4、閘壓跟隨器U4的3腳、隔離開/關(guān)控制器U8、短路檢測兼軟啟動電路M8的4腳和反相器U5的1腳,反相器U5的2腳連接電阻R9,電阻R9連接三極管Q2的基極,三極管Q2的集電極連接電阻R10,隔離開/關(guān)控制器U8連接主電源E4的PWM控制推動器U9的2腳,主電源E4的誤差放大器U6的3腳連接主電源E4的隔離電壓控制器U7、主電源E4的電容C7,主電源E4的隔離電壓控制器U7連接主電源E4的PWM控制推動器U9的1腳,PWM控制推動器U9的3腳連接高頻變壓器B1的3腳,高頻變壓器B1的1腳連接二極管D4;

電壓Vc接點連接LED推動器M10,LED推動器M10的輸入端分別連接故障信號F1、故障信號F2、故障信號F3、故障信號F4、故障信號F5、故障信號F6接點,LED推動器M10的輸出端又分別連接發(fā)光管DS1、發(fā)光管DS2、發(fā)光管DS3、發(fā)光管DS4、發(fā)光管DS5、發(fā)光管DS6;電壓Vc接點連接準電壓表Vm1和輸出電壓表Vm2,準電壓表Vm1連接準電壓VG接點,輸出電壓表Vm2連接輸出電壓Vo接點;

插座J1連接插頭P1,插頭P1的a腳和P1的b腳分別連接DC用電器E5的負載LR和穩(wěn)壓器W,P1的c腳連接DC用電器E5負載LR和穩(wěn)壓器W的地端;

輔助電源E2的3腳、電阻R3、R4、R5、R8、R11、電容C1-C6、三極管Q1和三極管Q2發(fā)射極、插座J1的3腳、插座J4的11腳、插座J6的11腳和發(fā)光二極管DS1-DS6陰極都接地⊥;整流濾波電路E1的3腳、輔助電源E2的4腳和PWM控制推動器U9的4腳連接熱地;插座J4和插座J6的1到10腳分別連接F1-F5、Vg、Vo、VG、Vc、Vs。

一種受控于DC用電器的通用電源的應(yīng)用,其特征在于至少一個受控于DC用電器的通用電源設(shè)在機殼內(nèi),機殼的面板上設(shè)有顯示屏Ms、指示燈DS,機殼的前面板上設(shè)有插座J1,以及插座J4和USB插座J5,機殼1的側(cè)面板上設(shè)有市電交流插頭P,插座J1分別通過插頭P1連接筆記本電腦或LED燈或電視,插座J4通過插頭P4連接外接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,USB插座J5通過USB插頭P5連接手機。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的,所述的機殼內(nèi)設(shè)有三個受控于DC用電器的通用電源,機殼的前面板上設(shè)有三個插座J1,三個插座J1分別通過三個插頭P1連接筆記本電腦、LED燈、電視。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的,所述的插頭P1前端均設(shè)有內(nèi)側(cè)正電極片a、中心短電針b,外側(cè)負電極片C前端凸起。

本發(fā)明同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極效果:本發(fā)明是為眾多(不含內(nèi)置電源)DC用電器提供電能的公仆電源,是一種聽話的傻瓜電源。其中涉及供電前電源自檢電路;涉及供電前對冷DC用電器的“額定電壓”(是給本發(fā)明提供的準電壓)的檢測和提取電路;涉及電壓波動平衡電路;涉及DC用電器自動啟動和關(guān)閉電路;涉及供電前和停電后濾波電容上遺留電壓的泄放電路;涉及供電前顯示DC用電器的準電壓參數(shù)和供電時顯示輸出電壓參數(shù)電路,涉及各種故障的顯示電路(并顯示故障解決方案)。其使用方便可靠,即插即用,減少人為故障,延長電器壽命,做到自主控制開/關(guān)機,自主檢測可能發(fā)生的故障,并向人們顯示DC用電器的各項參數(shù)。其具有:

1、本發(fā)明會自動延時、啟動、關(guān)閉和守候(等候DC用電器插入)。

2、在延時和啟動期間,對本發(fā)明和DC用電器自動進行自檢,自檢故障項目有:

F1、檢測輔助電源電壓Vc欠壓故障 (目的是保證本發(fā)明工作正常)。

F2、檢測短路故障 (目的是杜絕DC用電器遇有短路時本發(fā)明不供電)。

F3、檢測輸出電壓Vo偏離基準電壓Vg故障 (目的是為了檢測本發(fā)明輸出能力和負載過荷,如果輸出能力不足或負載過荷本發(fā)明停止供電并顯示告知:“更換DC電源或電器過荷”)。

F4、檢測DC用電器提供的準電壓超出本發(fā)明輸出電壓Vo范圍故障(目的是DC用電器提供的“額定電壓”超出本發(fā)明設(shè)定的輸出電壓Vo范圍時本發(fā)明無輸出,并顯示告知“您的電器電壓超出或低于本電源輸出電壓”)。

F5、檢測準電壓VG波動故障(目的是檢測DC用電器提供的電壓波動過大時,本發(fā)明停止向外供電,同時顯示告知,目的是防止電器損壞,特別是能檢測出導(dǎo)線過細,并停止供電和顯示告知)。

F6、檢測恒流電流漂移故障(保證準電壓VG正確無誤)。

3、本發(fā)明跟隨DC用電器的“額定電壓”(準電壓VG),誤差小,精度高,當電壓跟隨稍有偏差立即停機停止供電。輸出電壓Vo沒有階梯,分辨率高。更適合對電壓有特殊要求的DC用電器。

4、本發(fā)明控制線(準電壓VG線),一線多能,能提供準電壓VG、管理輸出電壓Vo、控制開/關(guān)機、故障檢測和保護。對外受控簡單,遙控電路也變得簡單、容易和方便??衫镁W(wǎng)絡(luò)遙控每一個DC用電器的開/關(guān)機和電壓。

5、本發(fā)明能顯示準電壓VG和輸出電壓Vo,經(jīng)單片機整理可顯示故障及解決故障方案(如DC導(dǎo)線過細、電壓超范圍等)。

6、插頭和插座采用圓形,但插頭長一些,前端且為豬拱形,中心電針短一些,在插頭拔出時中心電針首先脫離插座,主電源E4快速關(guān)機停止供電,輸出濾波電容C6放電電路開始工作,由于豬拱的作用,延長插頭退出時間,使出濾波電容C6得到充分放電,減少電火花對電器的沖擊,減少故障發(fā)生,延長電器壽命。

7、本發(fā)明關(guān)閉時僅有守候電路在工作,只消耗幾十微安電流甚至更低,比現(xiàn)有的待機電路更省電。

8、本發(fā)明本身具有電壓檢測和故障檢測電路,給檢修帶來方便;輸出電壓Vo是來自DC用電器提供的“額定電壓”既準電壓VG,本發(fā)明沒有輸出電壓Vo調(diào)試,其調(diào)試十分簡單。

本發(fā)明和DC用電器之間無論如何亂插拔、無論正負極接錯、無論電壓高低,都不會人為損壞本發(fā)明及DC用電器,遇有DC導(dǎo)線過細、主電源E4 帶負載能力差等故障都能自動關(guān)機,而且供電電壓與DC用電器電壓同步、準確、可靠。故障檢測基本上是在DC用電器不通電(冷)情況下進行的,更加安全可靠。

附圖說明:

圖1為本發(fā)明電路原理圖;

圖2為本發(fā)明的導(dǎo)線電阻、電流與電壓關(guān)系圖;

圖3為本發(fā)明的數(shù)字通信系統(tǒng)電路圖;

圖4為本發(fā)明組合應(yīng)用于外部設(shè)備的示意圖;

圖5為圖4的插頭插座部分的放大圖;

具體實施方式:下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細說明:

實施例:一種受控于DC用電器的通用電源(參見圖1),其包括

部件:整流濾波電路E1、輔助電源E2、電壓平衡器E3、主電源E4、DC用電器E5,準電壓表Vm1、輸出電壓表Vm2。

模塊:守候電路M1、電子開關(guān)M2、恒流源M3、電流檢測器M4、延時器M5、準電壓VG窗口限幅器M6、電壓平衡窗口電路M7、短路檢測兼軟啟動電路M8、輸出電壓監(jiān)測器M9、LED推動器M10。

元件:或非門U1、或門U2、反相器U3、閘壓跟隨器U4、反相器U5、誤差放大器U6、隔離電壓控制器U7、隔離開/關(guān)控制器U8、PWM控制推動器U9。穩(wěn)壓管DZ1-DZ3、發(fā)光二極管DS1-DS6,二極管D1-D4、電阻R1-R11、電容C1-C7、三極管Q1-Q2、高頻變壓器B1、插座J1、插頭P1、插座J4、插座J6、穩(wěn)壓器W、負載LR。

~220V市電輸入端連接整流濾波電路E1的1腳和4腳,整流濾波電路E1的2腳連接高頻變壓器B1的5腳、輔助電源E2的1腳,輔助電源E2的2腳連接電壓Vs接點、守候電路M1的1腳和電子開關(guān)M2的1腳,電子開關(guān)M2的2腳連接電壓Vc接點、恒流源M3的1腳、穩(wěn)壓管DZ1、電容C2、短路檢測兼軟啟動電路M8的1腳,短路檢測兼軟啟動電路M8的2腳連接二極管D3,二極管D3連接輸出電壓Vo接點、電容C6、輸出電壓監(jiān)測器M9兩個輸入端、主電源E4的誤差放大器U6的1腳、電阻R10、插座J1的1腳、主電源E4的開關(guān)整流二極管D4,或非門U1的3腳連接測試點T1、二極管D1、二極管D2、電阻R1,二極管D1連接電子開關(guān)M2的3腳、守候電路M1的2腳,或非門U1的2腳連接延時器M5,或非門U1的1腳連接故障信號F6接點、電流檢測器M4的3腳,電流檢測器M4的1腳連接恒流源M3的2腳,電流檢測器M4的2腳連接準電壓VG接點、守候電路M1的3腳、電容C3、準電壓VG電壓窗口限幅器M6輸入端、電壓平衡器E3的電壓平衡窗口電路M7輸入端、電壓平衡器E3的電阻R7、插座J1的2腳、閘壓跟隨器U4的1腳,閘壓跟隨器U4的2腳連接輸出電壓監(jiān)測器M9的另一輸入端、電容C5、電阻R11、基準電壓Vg接點、主電源E4的電容C7和誤差放大器U6的2腳,電壓平衡器E3的電阻R7連接電壓平衡器E3的電容C4和電壓平衡窗口電路M7的基準電壓REF2輸入端,或門U2的6腳連接測試點T2、延時器M5、電阻R2,或門U2的1腳連接Vc欠壓故障信號F1接點、和反相器U3的2腳,反相器U3的1腳連接電阻R5和穩(wěn)壓管DZ1,或門U2的2腳連接短路故障信號F2接點、短路檢測兼軟啟動電路M8的3腳,或門U2的3腳連接輸出電壓Vo偏離基準電壓Vg故障信號F3接點、電阻R8和輸出電壓監(jiān)測器M9的輸出端,或門U2的4腳連接準電壓VG超出本發(fā)明設(shè)定電壓范圍故障信號F4接點、電阻R4和準電壓VG窗口限幅器M6輸出端,或門U2的5腳連接準電壓VG波動故障信號F5接點、電阻R3和電壓平衡器E3的電壓平衡窗口電路M7輸出端,準電壓VG窗口限幅器M6的基準電壓REF1輸入端連接穩(wěn)壓管DZ2、電阻R6,電阻R6連接電壓Vc接點,電阻R2連接三極管Q1的基極,三極管Q1的集電極連接測試點T3、二極管D2、電阻R1、電容C1、穩(wěn)壓管DZ3,穩(wěn)壓管DZ3連接測試點T4、閘壓跟隨器U4的3腳、隔離開/關(guān)控制器U8、短路檢測兼軟啟動電路M8的4腳和反相器U5的1腳,反相器U5的2腳連接電阻R9,電阻R9連接三極管Q2的基極,三極管Q2的集電極連接電阻R10,隔離開/關(guān)控制器U8連接主電源E4的PWM控制推動器U9的2腳,主電源E4的誤差放大器U6的3腳連接主電源E4的隔離電壓控制器U7、主電源E4的電容C7,主電源E4的隔離電壓控制器U7連接主電源E4的PWM控制推動器U9的1腳,PWM控制推動器U9的3腳連接高頻變壓器B1的3腳,高頻變壓器B1的1腳連接二極管D4。

電壓Vc接點連接LED推動器M10,LED推動器M10的輸入端分別連接故障信號F1、故障信號F2、故障信號F3、故障信號F4、故障信號F5、故障信號F6接點,LED推動器M10的輸出端又分別連接發(fā)光管DS1、發(fā)光管DS2、發(fā)光管DS3、發(fā)光管DS4、發(fā)光管DS5、發(fā)光管DS6。電壓Vc接點連接準電壓表Vm1和輸出電壓表Vm2,準電壓表Vm1連接準電壓VG接點,輸出電壓表Vm2連接輸出電壓Vo接點。

插座J1連接插頭P1,插頭P1的a腳和P1的b腳分別連接DC用電器E5的負載LR和穩(wěn)壓器W,P1的c腳連接DC用電器E5負載LR和穩(wěn)壓器W的地端。

輔助電源E2的3腳、電阻R3、R4、R5、R8、R11、電容C1-C6、三極管Q1和三極管Q2發(fā)射極、插座J1的3腳、插座J4的11腳、插座J6的11腳和發(fā)光二極管DS1-DS6陰極都接地⊥;整流濾波電路E1的3腳、輔助電源E2的4腳和PWM控制推動器U9的4腳連接熱地。插座J4和插座J6的1到10腳分別連接F1-F5、Vg、Vo、VG、Vc、Vs。

圖4所示,機殼1內(nèi)安裝有三個本發(fā)明,機殼1的面板上設(shè)有顯示屏Ms、指示燈DS,機殼1的前面板上設(shè)有三個插座J1,以及插座J4和USB插座J5,機殼1的側(cè)面板上設(shè)有市電交流插頭P,三個插座J1分別通過三個插頭P1連接筆記本電腦2、LED燈3、電視4,插座J4通過插頭P4連接外接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備5,USB插座J5通過USB插頭P5連接手機6。

參見圖5,插頭P1前端均設(shè)有內(nèi)側(cè)正電極片a、中心短電針b,外側(cè)負電極片C前端凸起(稱豬拱插頭)。目的是中心短電針b早于內(nèi)側(cè)正電極a和外側(cè)負電極c退出插座J1,斷開電路,提前給主電源E4一個關(guān)機信號,快速將輸出電壓Vo拉低,當插頭P1完全退出插座J1時,輸出電容C6上的電荷已剩不多,減少了正負電極退出時對設(shè)備的電流沖擊。

筆記本電腦2、LED燈3、電視4內(nèi)部安裝有不同電壓的穩(wěn)壓器W插入本發(fā)明時可自動檢測,按照穩(wěn)壓器W上的電壓上電。外接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備5是負責(zé)遠距離監(jiān)控,經(jīng)電子開關(guān)掃描分別對三個本發(fā)明的各點電壓和故障的采集,對其實施延時、啟動和控制輸出各自所需電壓。利用手機6采集各本發(fā)明的各級電壓和故障信號,也能發(fā)送控制信號,可以作為檢測設(shè)備維修本發(fā)明。本發(fā)明本身具有各種電壓和故障檢測機構(gòu),而且基準電壓受外部控制,很容易與外部設(shè)備溝通。

顯示屏Ms可通過對三個本發(fā)明進行電子開關(guān)掃描,顯示準電壓VG和輸出電壓Vo,如圖4中,當插頭P1插入插座J1時(接通筆記本電腦2)首先在顯示屏Ms上可以看到的是準電壓VG,該電壓就是筆記本電腦2上穩(wěn)壓器W提供的“額定電壓”,第一個本發(fā)明開始自檢和對筆記本電腦2進行相關(guān)檢測,幾秒后檢測無故障就開始供電,顯示屏Ms顯示輸出電壓Vo,準電壓VG與輸出電壓Vo一定相等,兩電壓不相等時輸出電壓Vo迅速為“0”,停止供電,于是本發(fā)明檢測后,顯示屏Ms上打出故障信息(如DC導(dǎo)線過細、電器短路、負載過荷、電壓超范圍等等)。筆記本電腦2提供的電壓為21.1V(事先放置21.1V穩(wěn)壓器W),該電壓作為本發(fā)明的準電壓VG,顯示“準電壓21.1V”,供電時顯示“輸出電壓21,1V”, 當然插頭P1也可以插入另外一個本發(fā)明插座J1效果完全一樣,不會因為使用其它本發(fā)明而改變準電壓和輸出電壓,即筆記本電腦2不論使用那一個本發(fā)明都會輸出電壓21,1V(因本發(fā)明采用高精度“低漂移”的運放跟隨),臺與臺之間電壓誤差非常小,遇有電壓21,1V偏離時本發(fā)明停止供電。同理LED燈3(內(nèi)裝18V穩(wěn)壓器),顯示屏Ms顯示“準電壓18V”,幾秒鐘后供電,會顯示“輸出電壓18V”。電視機4的使用也是同理。

下面對本發(fā)明的原理做詳細說明:

1、啟動電路

利用DC用電器控制本發(fā)明的延時、啟動,目的是穩(wěn)定電路、防止主電源開/關(guān)過頻沖擊電器。圖1所示,其電路由守候電路M1和電子開關(guān)M2組成。輔助電源E2(隔離DC-DC電壓變換器)始終向守候電路M1的1腳供電,守候電路M1的3腳探測準電壓VG線路上是否連接穩(wěn)壓器W,用來檢測是否連接上DC用電器,如果沒有連接DC用電器,守候電路M1的3腳沒有感應(yīng),守候電路M1的2腳輸出為“0”, 電子開關(guān)M2模塊不會向本發(fā)明電路供電(電壓Vc為“0”)。當有DC用電器插入時,守候電路M1的3腳探測到穩(wěn)壓器W的存在,守候電路M1的2腳端輸出高電平,電子開關(guān)M2導(dǎo)通供電。當準電壓VG電路上有電壓后,守候電路M1的2腳停止輸出高電平,完成啟動。下一步交由二極管D1提供電流維持電子開關(guān)M2導(dǎo)通,實現(xiàn)開關(guān)自鎖。

2、準電壓VG的建立

目的是在恒流電流作用下,利用穩(wěn)壓器W的端電壓作為本發(fā)明的準電壓VG,最終成為基準電壓Vg去控制輸出電壓Vo。圖1中由恒流源M3、電流檢測器M4、插座J1的2腳和插頭P1的b腳、穩(wěn)壓器W組成電流回路。電流從電壓Vc接點開始,經(jīng)恒流源M3恒流和電流檢測器M4檢測,通過DC插座J1的2腳和插頭P1的b腳到穩(wěn)壓器W,再由插頭P1的c腳和插座J1的3腳連接到地。從而在穩(wěn)壓器W上獲得的電壓即為準電壓VG。

3、提純準電壓VG電路

目的是把準電壓VG加工為基準電壓Vg。與常用的適配器和充電器產(chǎn)生的基準電壓有所不同,本發(fā)明不能把采集到的準電壓VG直接作為基準電壓Vg,因為穩(wěn)壓器W斷開時準電壓VG會沖高,來作為基準電壓Vg是絕對不允許的,還因為在傳導(dǎo)過程中,輔助電源供電電壓的高低、電流的大小,接插件的接觸不良,開機/關(guān)機時電壓、電流的過沖等等干擾,必須在這個易干擾的、易波動的準電壓VG中選擇一個穩(wěn)定的電壓點(閘壓),從這個穩(wěn)定的電壓點取出的信號為閘壓信號(測試點T4上的電壓信號),利用這個信號控制電壓跟隨器,讓正確的準電壓VG通過閘壓跟隨器U4(注解: 閘壓跟隨器U4相當于大壩的閘門,是根據(jù)下游的水位和災(zāi)害的程度有計劃的控制閘門,保證下游的水位正常)并對其進行電流放大,才能輸出穩(wěn)定的基準電壓Vg,與輸出電壓Vo一起分別送入誤差放大器U6后產(chǎn)生誤差電壓,去控制主電源E4的PWM控制推動器U9輸出穩(wěn)定電壓Vo。看圖1組成元件有:閘壓跟隨器U4、誤差放大器U6,電容C5、電容C7、電阻R11。測試點T4是選擇正確穩(wěn)定的基準電壓Vg伐值,達到這個伐值時,測試點T4給閘壓跟隨器U4的3腳允許端的一個高電平,使閘壓跟隨器U4導(dǎo)通,準電壓VG經(jīng)電流放大,就能作為主電源E4的基準電壓Vg。當準電壓VG遇到開/關(guān)機、接觸不良或受到干擾時,就會不穩(wěn)定而偏離,測試點T4的閘壓信號就會導(dǎo)致閘壓跟隨器U4的允許端為“0”,閘壓跟隨器U4截止,基準電壓Vg為“0”V,輸出電壓Vo就為“0”V。電容C5和電阻R11是起穩(wěn)定基準電壓Vg的作用,這個穩(wěn)定的基準電壓Vg 就是誤差放大器U6的基準電壓Vg,它決定了輸出電壓Vo的大小。

4、電壓平衡器電路

目的是檢測準電壓VG波動的幅度大小。當遇到接插件接觸不良、穩(wěn)壓器W工作不穩(wěn)定、主電源E4輸出能力差、DC導(dǎo)線過細等都會影響到準電壓VG的穩(wěn)定。準電壓VG不穩(wěn)定時,電壓平衡器E3輸出準電壓VG波動故障信號T5為高電平,通過或門U2關(guān)閉主電源E4。圖1中的電壓平衡器E3由電阻R7、電容C4和電壓平衡窗口電路M7組成。天枰有砝碼才能稱東西,而電壓平衡器的“砝碼”就是由電阻R7和電容C4決定的基準電壓REF2。基準電壓REF2的建立是由準電壓VG經(jīng)電阻R7對電容C4充電得到的,基準電壓REF2和準電壓VG兩個電壓不一致時,電壓平衡窗口電路M7輸出高電平,產(chǎn)生故障信號T5。準電壓VG建立后,經(jīng)電阻R7對電容C4開始充電,在充電過程中,準電壓VG和基準電壓REF2兩個電壓不一致;或在放電過程中,兩個電壓也是不一致,因此電容C4在充放電的過程中兩個電壓都不會一致,電壓平衡窗口電路M7只能輸出高電平(控制主電源關(guān)機)。結(jié)論是:只要準電壓VG不穩(wěn)定,也就是兩個電壓不平衡,故障信號T5為高電平,強制閘壓跟隨器U4截止,基準電壓Vg為“0”V(不再受準電壓VG或高或低的影響),主電源E4關(guān)機。當電容C4不再充放電時,準電壓VG和基準電壓REF2兩個電壓達到平衡,電壓平衡窗口電路M7輸出低電平(故障信號T5解除)。電壓平衡器E3電路也具有延時開機作用,避免開/關(guān)機或其它故障引起的電壓電流對設(shè)備的沖擊。

我們來看看電壓平衡器E3是怎樣檢測DC導(dǎo)線粗細的,參見圖2:圖中A-A和B-B虛線之間的導(dǎo)線La、Lb和Lc連接DC用電器E5,其中導(dǎo)線La連接主電源E4的輸出端,導(dǎo)線Lb連接輔助電源E2的恒流輸出端,導(dǎo)線Lc一端連接地⊥N,另一端連接地⊥N*。導(dǎo)線Lc越細電阻Rw阻值越大,電流流過時產(chǎn)生的壓降Vw也越大。恒流電流Iv從輔助電源E2出發(fā)經(jīng)導(dǎo)線Lb到穩(wěn)壓器W再到地⊥N*,再經(jīng)導(dǎo)線Lc到地⊥N。當DC用電器E5連接上本發(fā)明時,輔助電源E2首先送出恒流電流,經(jīng)導(dǎo)線Lb向穩(wěn)壓器W供電,穩(wěn)壓器W兩端產(chǎn)生電壓為Vr,由于電流非常小只有幾毫安,導(dǎo)線上的壓降可以忽略,這時電壓Vr等于電容C3兩端的準電壓VG,這個電壓又經(jīng)電阻R7對電容C4充電(參見圖1)建立基準電壓REF2,當電容C4充電到與準電壓VG相等時,經(jīng)延時后,主電源E4開機供電,(參見圖2)輸出電流Io經(jīng)導(dǎo)線La→負載LR→地⊥N*→導(dǎo)線Lc→地⊥N,當負載LR比較大時,電流Io也較大,大電流通過細導(dǎo)線Lc時,導(dǎo)線兩端電壓Vw升高,Vw=(Iv+Io)×Rw,這時準電壓VG突然升高為Vw+Vr(準電壓VG波動較大),這個瞬間上升的電壓與電容C4上存貯的暫時不變的基準電壓REF2發(fā)生偏離,電壓平衡窗口電路M7的一個輸入端電壓為“Vr”,而另一個輸入端電壓為“Vw+Vr”,輸入端兩電壓平衡被打破,輸出故障信號T5(高電平),使主電源關(guān)機停止供電。所以遇有導(dǎo)線過細時會自動關(guān)機,同時故障信號T5送給指示燈或顯示屏顯示,表明“DC導(dǎo)線過細”。這里順便說一下、從圖2中可以看出,穩(wěn)壓器W上的電壓Vr是在DC用電器E5一側(cè)產(chǎn)生的,因此無論負載LR變化大小,受導(dǎo)線及接插件上的壓降Vw影響較小,可以提高輸入電壓Vin的精確度和穩(wěn)定度。現(xiàn)有外置DC電源的基準電壓是在DC電源內(nèi)部,輸入電壓Vin易受導(dǎo)線電阻影響較大。

5、電壓Vc欠壓保護

目的是因電壓Vc欠壓而影響本發(fā)明的穩(wěn)定,影響準電壓VG達不到要求,必須要欠壓保護。圖1所示、欠壓保護是由穩(wěn)壓管DZ1、電阻R5、反相器U3組成。建立準電壓VG是靠電壓Vc提供的,為了保證這個電壓正確無誤,就必須保證電壓Vc正常,避免電壓下跌。當電壓Vc正常時穩(wěn)壓管DZ1擊穿導(dǎo)通,經(jīng)反相器U3反相后輸出低電平,Vc欠壓故障信號F1為“0”,允許主電源E4開機(如果有其它故障時主電源還是不能開機);當電壓Vc欠壓時,穩(wěn)壓管DZ1截止,電阻R5拉“0”, 經(jīng)反相器U3輸出高電平,Vc欠壓故障信號F1為高電平, 強制主電源E4關(guān)機。電壓Vc回復(fù)正常后解除欠壓故障信號F1。

6、短路檢測兼軟啟動電路

目的是在主電源E4開機送電前對DC用電器E5進行短路檢測,同時防止主電源開啟時輸出電壓Vo沖高(硬啟動)。圖1中是由短路檢測兼軟啟動電路M8和二極管D3組成。當DC用電器插入本發(fā)明時首先對負載進行短路檢測,如果有短路故障,短路檢測兼軟啟動電路M8的3腳輸出短路故障信號F2為高電平,不讓主電源E4開機。由于輸出電壓Vo范圍比較大,線圈匝數(shù)也比較多,輸出電壓Vo為低壓時開機瞬間輸出電壓Vo會沖高,然后回落到正常值,極易損壞低電壓DC用電器,所以提前對輸出電壓Vo線路上加一點電壓電流,也是短路故障檢測后的遺留電壓,使誤差放大器U6正相輸入端電壓略大一點反相輸入端,事先給誤差放大器U6一個錯覺,在電容C7的作用下,主電源開機瞬間就可抑制輸出電壓Vo沖高,防止硬啟動,主電源E4開機后,測試點T4(高電平)向短路檢測兼軟啟動電路M8的4腳提供關(guān)閉信號,這時二極管D3反向堵塞,短路檢測兼軟啟動電路停止工作。

7、電壓窗口限幅保護電路

本發(fā)明大多采用冷檢測和冷保護,所以本發(fā)明比現(xiàn)有的充電器和適配器保護更完善。

目的是本發(fā)明向DC用電器供電前,檢測到DC用電器E5電壓(穩(wěn)壓器W上的電壓既準電壓VG)超過本發(fā)明輸出電壓Vo設(shè)定值時,故障信號F4為高電平,不啟動主電源E4,輸出的電壓為“0”。一個本發(fā)明輸出電壓范圍不可能太大,為了適應(yīng)更多DC用電器的需要,可制定不同輸出電壓范圍的本發(fā)明,例如辦公用的本發(fā)明輸出電壓范圍可設(shè)定在0-25V,凡是超過25V的DC用電器,本發(fā)明會輸出故障信號F4,阻止本發(fā)明開機送電,發(fā)光二極管DS4點亮,或帶有顯示屏的還可以告知“您的電器電壓超出本電源輸出電壓范圍”。如果給電動車充電,本發(fā)明輸出電壓范圍可設(shè)定在36V-90 V之間,如果電瓶上的穩(wěn)壓器W給出的準電壓VG低于36V或高于90V本發(fā)明無輸出,并由指示燈或顯示屏告知。只有在本發(fā)明輸出設(shè)定的電壓范圍內(nèi),DC用電器才能控制本發(fā)明輸出自己所需電壓,這個電壓范圍是由準電壓VG窗口限幅器M6、穩(wěn)壓管DZ2和電阻R6完成的(圖1所示)。電流從電壓Vc接點經(jīng)電阻R6在穩(wěn)壓管DZ2上建立基準電壓REF1,這個電壓和準電壓VG在準電壓VG窗口限幅器M6內(nèi)部進行分壓比較,從而限定了輸出電壓Vo范圍。當DC用電器E5插入時,恒流電流Iv流經(jīng)穩(wěn)壓器W產(chǎn)生準電壓VG,當這個電壓超出本發(fā)明自身設(shè)置的電壓范圍時,故障信號F4為高電平,本發(fā)明始終不送電并顯示告知,同時經(jīng)延時器M5延時,電子開關(guān)M2截止,本發(fā)明回到守候狀態(tài)停止顯示;當這個電壓沒有超出本發(fā)明設(shè)置的電壓范圍時,故障信號F4為低電平,允許主電源E4開機供電。

8、輸出電壓Vo監(jiān)視保護電路

準電壓VG由閘壓跟隨器U4進行電流放大后得到基準電壓Vg送入誤差放大器U6的2腳反相輸入端,輸出電壓Vo送入正相輸入端,兩者進行比較放大輸出電壓誤差信號,經(jīng)隔離電壓控制器U7,控制PWM控制推動器U9,經(jīng)高頻變壓器B1變換電壓后,由開關(guān)整流二極管D4整流,電容C6濾波,輸出電壓Vo。從基準電壓Vg輸入到主電源E4輸出的輸出電壓Vo再到用電器E5的負載LR這一路出現(xiàn)故障時,必定要反映到輸出電壓Vo的穩(wěn)定,用穩(wěn)定的基準電壓Vg監(jiān)視輸出電壓Vo是一個好辦法,可以全程監(jiān)視輸出電壓Vo的“產(chǎn)出和消費”。 這個監(jiān)視電路是由輸出電壓Vo監(jiān)視器M9和電阻R8組成的,以基準電壓Vg作為輸出電壓Vo監(jiān)視器M9的基準電壓,當輸出電壓Vo偏離基準電壓Vg較大時,故障信號F3(高電平),強制主電源E4關(guān)閉,發(fā)光二極管DS3點亮。它可以檢測本發(fā)明的輸出能力和DC用電器過荷。

9、關(guān)閉電路

目的是收集各種故障信號,遇有某一故障時,主電源E4不啟動或關(guān)閉,同時開始顯示參數(shù),顯示一段時間后本發(fā)明關(guān)閉。關(guān)閉分為兩級,第一級關(guān)閉電路滯后于第二級關(guān)閉電路,第二級關(guān)閉電路以最快速度關(guān)閉主電源E4,停止對外供電;然后經(jīng)(延時器M5)延時一段時間后使第一級關(guān)閉電路關(guān)閉,輔助電源E2停止對本發(fā)明供電??傊诙夑P(guān)閉電路管主電源E4停機;第一級關(guān)閉電路管本發(fā)明關(guān)機機。

第一級關(guān)閉電路是由或非門U1、延時器M5、二極管D1和電子開關(guān)M2為主,延時關(guān)閉本發(fā)明各電路的供電。目的是為了穩(wěn)定主電源E4徹底關(guān)閉,防止輸出電壓Vo反彈;另外給顯示電路留有一段時間顯示?;蚍情TU1的2腳輸入端來自延時器M5的輸出端(高電平),或者來自電流檢測器M4的3腳的故障信號F6(高電平),都能使或非門U1的3腳輸出端為低電平,二極管D1截止,電子開關(guān)M2失電而截止,本發(fā)明轉(zhuǎn)為守候狀態(tài)。另外電容C1上的電荷通過二極管D2放電,使測試點T3為低電平。

第二級關(guān)閉電路是以或門U2、電阻R2和三極管Q1為主,負責(zé)以上5種故障信號的收集、集中工作,只要遇有5種故障之一,首先快速關(guān)閉主電源E4,又經(jīng)延時器M5延時后使第一級關(guān)閉電路關(guān)閉。或門U2輸入端凡是遇到故障信號有高電平時,或門U2的6腳輸出端測試點T2也為高電平,經(jīng)電阻R2限流使三極管Q1導(dǎo)通,拉低測試點T3電位;另一路延時器M5開始延時,經(jīng)延時后交給第一級關(guān)閉電路(或非門U1)關(guān)閉,進入守候狀態(tài)。

第一級關(guān)閉電路(或非門U1的3腳輸出低電平)和第二級關(guān)閉電路(或門U2的6腳輸高電平)關(guān)閉時都會使測試點T3為低電平,經(jīng)穩(wěn)壓管DZ3使測試點T4快速失電,導(dǎo)致閘壓跟隨器U4和隔離開關(guān)控制器U8關(guān)閉,促使主電源E4盡快關(guān)閉。

關(guān)閉電路是本發(fā)明使用和推廣的安全保障,只要有故障存在本發(fā)明在第一時間內(nèi)毫不猶豫的關(guān)掉主電源E4,稍后輔助電源E2停止對本發(fā)明各電路供電,守候電路M1開始工作,待故障消除后會自動開機。

10、輸出電壓濾波電容泄放電路

當主電源E4關(guān)閉后,濾波電容C6仍然存有電荷,會對插頭、插座有電流沖擊,也會對下一個DC用電器E5有電壓電流沖擊,因此有必要添加濾波電容電荷泄放電路,(圖1中)由反向器U5、電阻R9、三極管Q2、電阻R10組成。當測試點T4為高電平時(主電源E4開機),反向器U5的2腳輸出低電平,經(jīng)電阻R9,三極管Q2截止,不影響輸出電壓Vo;當測試點T4為低電平時(主電源E4關(guān)閉),反向器U5的2腳輸出高電平,經(jīng)電阻R9限流,三極管Q2導(dǎo)通,又經(jīng)電阻R10限流,于是濾波電容C6對地放電。

11、顯示電路

目的是利用電表(或顯示屏)直觀了解DC用電器的準電壓VG和輸出電壓Vo,還可以利用指示燈(或顯示屏)顯示各種故障信息。當DC用電器插入本發(fā)明時,本發(fā)明就會首先顯示DC用電器的準電壓VG和故障信息,等到供電時顯示輸出電壓Vo。組成部分是由LED推動器M10、發(fā)光二極管DS1-DS6、電壓表Vm1和Vm2。有條件的話,加裝如圖3本發(fā)明的電路,能顯示所有的電壓信息和故障處理信息。

LED推動器M10是推動發(fā)光二極管發(fā)光的模塊,LED推動器M10的輸入信號分別是故障信號F1(欠壓故障)、故障信號F2(短路故障)、故障信號F3(輸出電壓Vo偏離基準電壓Vg故障)、故障信號F4(準電壓超出本發(fā)明設(shè)定電壓范圍故障),故障信號F5 (準電壓波動故障)、故障信號F6(恒流故障)。這些故障信號推動各自發(fā)光二極管,那一個燈亮,說明對應(yīng)那一個故障。

當DC用電器插入時,電壓表Vm1就顯示準電壓VG,延時后主電源E4開啟,電壓表Vm2顯示輸出電壓Vo。當有故障時主電源E4無輸出,電壓表Vm2顯示輸出電壓Vo為“0”。

LED推動器M10和電壓表(或液晶顯示電路)的供電是由電源Vc供給,電壓Vc是由電子開關(guān)M2控制的,前面說到的遇有故障時,延時器M5延時一段時間后,電子開關(guān)M2截止,所有顯示電路關(guān)閉。在延時期間顯示電路會工作一段時間,使人們可以看清故障所在,然后停止顯示,本發(fā)明進入守候狀態(tài)。

12、接口電路

圖1和圖4中插座J4是直接連接外部設(shè)備接口,通過這個接口可以測試各點電壓,便于調(diào)試和維修,可以遠程監(jiān)控,簡化遙控電路。

圖3所示的插座J6(為圖1中的插座J6)連接插頭P6,插頭P6連接數(shù)字接口電路M12,數(shù)字接口電路M12連接單片機(微型計算機)M11、顯示屏Ms、USB插座J5。數(shù)字接口電路M12從插頭P6輸入的各種故障信號及電壓信號,經(jīng)單片機M11對這些信號進行數(shù)字處理,把信號轉(zhuǎn)為數(shù)字和文字由顯示屏顯示,通過USB插座J5和外界通信,可控制本發(fā)明的開關(guān)機和電壓;能采集本發(fā)明的各級電壓和各種故障信息。很容易實現(xiàn)遠距離無線和有線網(wǎng)絡(luò)控制,本發(fā)明自動控制能力強所以外接設(shè)備電路十分簡單。圖4所示:網(wǎng)絡(luò)設(shè)備5的插頭P4插入插座J4,可以遠距離監(jiān)控本發(fā)明,很方便的控制每一個DC用電器,插座J4也可以連接報警器,如防盜、停電、故障等,也可以連接維修設(shè)備。手機6通過USB插頭P5插入USB插座J5連接本發(fā)明,可以檢測和控制本發(fā)明,可以設(shè)置本發(fā)明的各項參數(shù)。

總之,圖1所示,DC用電器E5中除了具有負載LR外,還有別于現(xiàn)有的DC用電器,其中加裝幾分錢的芝麻大小的穩(wěn)壓器W,穩(wěn)壓器W可理解為記憶DC用電器E5的“額定電壓”,本發(fā)明依照這個穩(wěn)壓器W提供的穩(wěn)壓電壓,進行一系列的檢測后,符合要求的,便向DC用電器供電,輸出電壓就是穩(wěn)壓器W提供的電壓,不同電壓值的穩(wěn)壓器W,輸出的電壓也不同。

~220V市電經(jīng)整流濾波電路E1整流濾波后,分兩路供電:一路到主電源E4高頻變壓器B1的5腳待命,一路經(jīng)輔助電源E2進行DC-DC隔離電壓變換,變換后的電壓Vs又分兩路供電:一路供守候電路M1;一路供電子開關(guān)M2。當沒有DC用電器E5插入時,守候電路M2的3腳無感應(yīng)電壓,電子開關(guān)M2截止,后續(xù)電路不工作(電壓Vc為0),本發(fā)明處于守候狀態(tài)。當有DC用電器E5插入時,守候電路E1的3腳接收到感應(yīng)電流或電壓信號,守候電路M1的2腳通知電子開關(guān)M2導(dǎo)通,建立電壓Vc,向恒流源M3供電,當恒流電流正常時,電流檢測器M4的3腳輸出故障信號F6為低電平,或非門U1的1腳為低電平,或非門U1的2腳也為低電平(由于延時器M5的存在,即使如果有其它故障使測試點T2為高電平,延時器M5輸出暫時也會為低電平),或非門U1的3腳輸出端測試點T1為高電平,二極管D1導(dǎo)通來維持電子開關(guān)M2導(dǎo)通,守候電路M1完成啟動任務(wù)退出,形成開關(guān)自鎖,向本發(fā)明的五條電路供電是:

第一條電路向短路檢測兼軟啟動電路M8供電,向負載電路輸出一定的低電壓和小電流,實現(xiàn)短路檢測和主電源E4軟啟動。

第二條電路是最重要的一條電路,大多數(shù)的控制電路是圍繞這條電路展開的,是關(guān)系到輸出電壓Vo的質(zhì)量。恒流電流Iv從電子開關(guān)M2的2腳出發(fā),經(jīng)恒流源M3→電流檢測器M4→插座J1的2腳→插頭P1的b腳→穩(wěn)壓器W→插頭P1的c腳→插座J1的3腳到地,在穩(wěn)壓器W上產(chǎn)生的電壓降作為本發(fā)明的準電壓VG,控制以下三個電路:

、準電壓VG送到閘壓跟隨器U4的1腳,受測試點T4閘壓信號控制,輸出基準電壓Vg送給誤差放大器U6。

、準電壓VG送到準電壓VG窗口限幅器M6,負責(zé)檢測基準電壓VG的波動范圍,設(shè)定電壓上下限,凡DC用電器工作電壓符合要求的,本發(fā)明供電;遇有超出設(shè)定的電壓上下限時,本發(fā)明不供電。

、準電壓VG送到電壓平衡器E3,也是檢測基準電壓VG的波動的,當發(fā)現(xiàn)準電壓VG波動時,本發(fā)明關(guān)機。

準電壓VG窗口限幅器M6和電壓平衡器E3的區(qū)別在于兩個基準電壓不同,基準電壓REF1是一個固定電壓,而基準電壓REF2是準電壓VG的暫穩(wěn)電壓。

第三條電路向LED推動器M10供電,點亮發(fā)光二極管DS1-DS6故障燈。

第四條電路向數(shù)碼電壓表Vm1和Vm2供電,點亮“準電壓VG”和“輸出電壓Vo”。

第五條電路向插座J4的9腳和插座J6的9腳供電、通過插座向設(shè)備提供電能。

當出現(xiàn)接觸不良、導(dǎo)線過細、穩(wěn)壓器W不穩(wěn)定、人為故障等等,都能使準電壓VG、基準電壓Vg和輸出電壓Vo不穩(wěn),通過以下故障信息關(guān)閉主電源E4,停止供電:

、遇有電壓Vc欠壓時:穩(wěn)壓管DZ1、電阻R5和反相器U3組合輸出欠壓故障信號F1。

、遇有短路故障時:短路檢測兼軟啟動電路M8的3腳輸出故障信號F2。

、遇有輸出電壓Vo偏離基準電壓Vg故障時:電阻R8和輸出電壓監(jiān)測器M9組合輸出故障信號F3。

、遇有準電壓超出本發(fā)明設(shè)定電壓范圍故障時:電阻R6、穩(wěn)壓管DZ2、準電壓VG窗口限幅器M6和電阻R4組合輸出故障信號F4。

、遇有準電壓波動故障時:電壓平衡器E3輸出故障信號F5。

得到這些故障信號后由或門U2進行處理,輸入端凡有故障信號(高電平),輸出端的測試點T2就為高電平,于是電阻R2和三極管Q1拉低測試點T3電位,及時通知主電源E4關(guān)機;同時延時器M5開始延時,給顯示電路留有顯示時間,延時后給或非門U1的2腳輸入一個高電平,使輸出為低電平,二極管D2導(dǎo)通,加速電容C1放電,另一個二極管D1截止,電子開關(guān)M2也跟著截止,停止供電,守候電路M2重新開始工作。

當有DC用電器E5(添加了穩(wěn)壓器W,適配插頭、插座和導(dǎo)線)插入本發(fā)明時,在沒有故障的情況下,本發(fā)明由等待變?yōu)檠訒r啟動,電子開關(guān)M2導(dǎo)通自鎖,測試點T1保持高電平,由電阻R1對電容C1充電,測試點T3電壓開始升高,當電壓達到穩(wěn)壓管DZ3門限時擊穿(目的是啟動延時時間長,關(guān)閉時間短),測試點T4變?yōu)楦唠娖?,短路檢測兼軟啟動電路M8停止工作;閘壓跟隨器U4導(dǎo)通,輸入是準電壓VG,輸出是基準電壓Vg,電容C5和電阻R11是穩(wěn)定基準電壓Vg,與輸出電壓Vo分別進入誤差放大器U6的兩個輸入端,經(jīng)誤差放大,輸出誤差放大信號,通過隔離電壓控制器U7去控制PWM控制推動器U9,另外測試點T4的高電平通過隔離開/關(guān)控制器U8控制PWM控制推動器U9開啟,推動高頻變壓器B1把高壓+B變換為低壓、經(jīng)二極管D4整流、電容C6濾波、輸出電壓Vo,通過插座J1和插頭P1連接,輸送給用電器E5的負載LR;同時測試點T4的高電平使三極管Q2截止。

當插頭P1拔出插座J1時,首先插頭P1的b腳脫離插座J1的2腳。恒流電流中斷,準電壓VG升高,產(chǎn)生故障信號拉低測試點T3電位,經(jīng)門限穩(wěn)壓管DZ3,又拉低測試點T4電位(低電平),去控制三路:一路關(guān)斷閘壓跟隨器4,使基準電壓Vg迅速為“0”;一路通過隔離開/關(guān)控制器U8快速關(guān)閉PWM控制推動器U9;一路通過反相器U5、電阻R9、使三極管Q2導(dǎo)通、電阻R10限流,把電容C6上的電荷盡快放掉,最后插頭P1的a腳和P1的c腳脫離插座J1的1腳和J1的3腳,濾波電容上的電壓已快速下降,在插頭拔出瞬間,電火花減少,能防止電器損壞和電鍵燒蝕,可延長電器壽命,還可以避免輸出電容C6上遺留電荷對下一個DC用電器的沖擊。

本發(fā)明供電對象是DC用電器,幾乎囊括了辦公、家用、通信、娛樂等,如收音機、手機,LED燈、影碟機、筆記本電腦、路由器、機頂盒、電視機及多種小電器等等,這些DC用電器統(tǒng)一接口后,在加裝穩(wěn)壓器W,我們不用考慮電壓、正負極、是否有故障,可以隨意插拔,當遇有接觸不良,導(dǎo)線過細,電壓超范圍,本發(fā)明都能自動處理,如果有故障還會顯示告訴你。本發(fā)明輸出電壓會隨著您的DC用電器走,準確而穩(wěn)定,稍有差池立即停機。本發(fā)明無機械開關(guān),是利用插頭插拔控制本發(fā)明的;或DC用電器本身具有電子自動開關(guān)系統(tǒng)控制本發(fā)明的;或來自網(wǎng)絡(luò)和手機控制本發(fā)明的。本發(fā)明主電源關(guān)機后,本發(fā)明處于守候狀態(tài),守候電路守候電流僅有幾十微安的損耗(因準電壓VG電路上沒有穩(wěn)壓器W接入,電流沒有形成回路,電流損耗少),本發(fā)明的守候損耗比現(xiàn)有的待機損耗要少,十分省電。

網(wǎng)絡(luò)時代的到來,DC用電器增多,特別是便攜式電器增多、便攜DC電源使用不便且使用率不高、電子垃圾的增多,網(wǎng)絡(luò)控制不方便,多年來DC電源沒有多大的改觀。本發(fā)明吸取了內(nèi)置和外置DC電源的優(yōu)點,使內(nèi)置用電器減輕整機重量、外形變薄、干擾減少、熱量降低;使外置DC電源不用一對一,不用攜帶,減少導(dǎo)線壓降影響。本發(fā)明開辟了使用DC電源的另一使用途經(jīng),把DC電源的固定電壓輸出變?yōu)楸粍与妷狠敵觯犬斶m配器又當充電器,筆記本電腦也好,手機也好,還有顯示器、電視機、打印機、掃描儀、機頂盒等等眾多的DC用電器,都可以使用同臺本發(fā)明,起到一機多用的效果。

通過多年的試用可證明本發(fā)明比現(xiàn)有的DC電源更可靠,更方便、故障少,電壓精度高。輸出電壓Vo是由基準電壓Vg控制的,基準電壓Vg是由準電壓VG控制的,準電壓VG是由DC用電器中的穩(wěn)壓器W穩(wěn)壓電壓Vr控制的,歸納起來就是輸出電壓Vo等于穩(wěn)壓器W上的電壓Vr,如果輸出電壓Vo偏離壓Vr,本發(fā)明立即停止供電。本發(fā)明的目的就在于此。從理論上和實踐上,在電壓精確度、穩(wěn)定度上要優(yōu)于現(xiàn)有DC電源。

本發(fā)明即可組合,也可單用,只要有足夠的功率,幾乎能帶動多種辦公,家用、通信、學(xué)習(xí)和娛樂設(shè)備。本發(fā)明會更好的為DC用電器做好供電服務(wù),提高電壓和電流質(zhì)量,成為DC用電器的真正公仆電源。

以上雖然根據(jù)附圖表對本發(fā)明的實施例進行詳細說明,但不僅限于此具體實施方式,本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)此具體技術(shù)方案進行的各種等同、變形處理,也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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