专利名称：安全精密不间断直流电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流稳压电源，特别是一种组合式直流稳压电源。
目前，中、小功率直流稳压电源多为晶体管线性稳压电源，这类稳压器，当输入电压升到允许用电范围的上限时，因调整管集－－射极电压很高而耗散较大功率。有一种“全自动UPS多功能精密稳压电源”，其核心部件－－大功率稳压集成块本身虽有过压和过电流自动保护功能，但因其最大输出功率为40瓦(见1990.1.18《电子市场报》)，因而不易将电源功率做得更大；同时，该电源中的几只机械继电器对电源可靠性也有一定影响，人民邮电出版社出版的《直流稳压电源的原理和设计》一书介绍了四种“组合式开关型稳压电源”的基本程式，它们都是由开关稳压器与晶体管线性稳压器组合而成，它们虽能解决高电压大电流的问题，但它们都无输出过压保护功能，调整管一旦击穿就会直接威胁到后级精密用电仪器的安全。另外，稳压电源往往都要有蓄电池与其配套，但以上电源都无蓄电池的低压保护功能。邮电系统的农话通讯口、供电和交通等系统的调度通讯口所用的酸性和碱性蓄电池因偶尔的过放电而过早损坏的现象为人所共知(损坏一只小小的24伏5安时镍镉电池就会造成600多元的损失)。
本实用新型的目的就是为了克服上述不足，提供一种安全精密不间断直流电源，它具有蓄电池欠压保护功能，其工作可靠性大大提高。
本实用新型包括有降压整流滤波电路及其精密基准电路和高压电路，以及降压整流电路及其开关稳压电路，其特点是在开关稳压电路的输出再接场效应管线性稳压电路，构成组合电源，在开关稳压电路中又接一蓄电池欠压保护电路。
以下结合附图
详细说明附图是本实用新型电原理图。
如附图，降压整流滤波电路由变压器B1，桥式整流块D1，电容C1组成，其输出的直流送精密基准电路IC1和高压电路IC2，精密基准电路IC1是以精密基准电源为基准的稳压电路，它的输出作为蓄电池欠压保护电路的基准电源，高压电路IC2由与非门振荡器和变压器组成，输出高压，其输出与场效应管线性稳压电路的场效应管T的栅极连接；降压整流电路由变压器B1和桥整流块D2组成，其整流输出与开关稳压电路连接，开关稳压电路由控制电路IC3，可控硅SCR和大电容C2组成，其中控制电路IC3由用运放组成的电压比较器和限流电阻构成，控制电路IC3的输出控制可控硅SCR的控制极，同时控制蓄电池E的充电电流。开关稳压电路的输出与场效应管线性稳压电路连接，场效应管线性稳压电路由场效应管T、稳压管DW1、晶体管BG1、取样电阻R6、R7、R8，电容C3以及由精密基准电源IC5和电阻R3、R4、R5组成的高电位精密稳压电源所构成，场效应管T的漏极与开关稳压电路中可控硅SCR的负极连接，场效应管T的源极作为电源输出，其栅极接晶体管BG1的集电极，稳压管DW1接在场效应管T的源极和栅极之间，晶体管BG1作比较器，其射极接由精密基准电源IC5和电阻R3、R4、R5组成的高电位精密稳压电源，晶体管BG1的基极接由取样电阻R6、R7、R8组成的取样电路，该取样电路R6、R7、R8并接在电源输出端；蓄电池欠压保护电路由取样电路R1，R2，分压电路R9、R10，分压电路R11、R12，运放IC4，二极管D5、D6，晶体管BG2及其前置电路R13、R14组成，取样电路R1、R2与开关稳压电路中控制电路IC3的输出连接，即与蓄电池E的两端并联，其R1、R2的中点与运放IC4的反相输入端连接，IC4的同相输入端与分压电路R9、R10的中点之间接一反相二极管D5，分压电路R9、R10与精密基准电路IC1的输出连接，IC4的输出接分压电路R11、R12和晶体管BG2的前置电路R13、R14，IC4的同相输入端与分压电路R11、R12的中点之间接一反相二极管D6，晶体管BG2的集电极输出与场效应管线性稳压电路中场效应管T的栅极连接。
本实用新型的工作过程如下，如附图，220V市电经变压器B1降压，再经桥式整流块D1整流和电容C1滤波后输出直流电压供给精密基准电路IC1和高压电路IC2，IC1的输出作为蓄电池欠压保护电路的基准电源，IC2的输出供场效应管T的栅极，同时，220V市电经变压器B1降压和桥式整流块D2整流后得到100HZ脉动电流送到开关稳压电路中的控制电路IC3和可控硅SCR为正极，控制电路IC3控制可控硅SCR的控制极，当可控硅SCR的负极电位低于所要求的预稳值时，可控硅SCR导通，向大电容C2充电(电容C2具有储能和滤波的双重作用)，同时也为场效应管线性稳压电路的场效应管T提供电流，当电容C2的电压上升到预稳值时，控制电路IC3就切断可控硅SCR的控制极通路，使可控硅SCR截止；当电源有输出，即场效应管T有输出时，大电容C2的电压势必要下降，当它的电压降到低于要求的预稳值时，开关稳压电路中的控制电路IC3又接通可控硅SCR的栅极，并使其导通，为大电容C2充电，也为后级的场效应管线性稳压电路中的场效应管提供前级电压。场效应管线性稳压电路工作原理是，场效应管T的源极通过熔断器BX输出，高压电路IC2产生的高压电通过比较电路晶体管BG1的集电极接场效应管T的栅极，比较电路晶体管BG1的基极接从电源输出端引过来的取样电阻R7上，由精密基准电源IC5和电阻R3、R4、R5构成的高电位精密稳压电源(最高可达30V)作为比较电路的基准接于晶体管BG1的射极，在场效应管T的栅极和源极之间接一稳压管DW1，以保护场效应管T；当电源输出端电位因某种情况降低或升高时，取样电路R6、R7、R8即将其降压值或升压值的一部分送到比较电路晶体管BG1的基极，与射极的高电位精密基准比较，从而决定是降低还是升高晶体管BG1的集电极电位，亦即场效应管T的栅极电位，以达到调整输出电压值的目的，若电源输出端稍有升高时，比较电路晶体管BG1的基极电位升高，则BG1的集电极电位降低，即场效应管T的栅极电位降低，使场效应管T关闭一部分，从而使电源输出端的输出电压降低；反之则升高，保证本实用新型的输出电压的稳定。本实用新型在220V的－15％～＋10％的范围内作空载、满载变化时，用进口“DT890C型”数字式万用表测不出其输出电压的变化。
蓄电池欠压保护电路工作原理如下，如附图，当市电停供而蓄电池E电压正常时，从蓄电池E正端引出的取样电路R1、R2上取样得到的A点(接运放IC4的反相输入端)电位高于B点(接运放IC4的同相输入端)电位，则运放IC4输出低电位，晶体管BG2截止不导通，则场效应管线性稳压电路中的场效应管T导通有输出，即蓄电池E放电，随着蓄电池E电压的降低，A点电位逐渐下降，当A点电位低于B点电位时，运放IC4输出高电位，则BG2导通，使场效管T的栅极接地而截止，则蓄电池E不放电，即开始保护蓄电池E；同时，在运放IC4输出端所接的分压电路R11、R12上的C点电位高于分压电路R9、R10上的D点电位，C点电位经二极管D6加B到点，使二极管D5截止，B点电位升高，这时A点电位虽因蓄电池E停放电后电压有一定回升而升高少许，但仍低于新的B点电位，因此场效应管T仍截止，蓄电池E仍处于被保护状态，直至重新供市电时，因充电作用蓄电池E电压上升较高，才使A点电位高于新的B点电位，运放IC4输出低电位，同时B点电位复原，蓄电池E解除保护状态。
本实用新型在市电突然停供时，由于二极管D3、D4的存在，本实用新型仍能正常工作，其切换时间极短，使各种调度通讯或精密测量无丝毫中断现象，二极管D3、D4的正极接蓄电池E的正极，D3的负极接降压整流滤电路中桥式整流块D1的输出端，D4的负极接降压整流电路中桥式整流块D2的输出端。
本实用新型由于采用场效应管，用微电流控制大电流，则它比用开关稳压电源和晶体管稳压器构成的组合电源结构更简单，效率更高，热稳定性和抗辐射性更好，输出电阻和噪声更低，此外，本实用新型配有集成电路控制的蓄电池欠压保护电路，改变了以往由于使用机械继电器而使其可靠性不高的缺陷，能有效地避免配套蓄电池因偶尔的过放电而过早损坏的现象。
权利要求1.一种安全精密不间断直流电源，它包括有降压整流滤波电路及其精密基准电路和高压电路，以及降压整流电路及其开关稳压电路，降压整流滤波电路由变压器B1，桥式整流块D1，电容C1组成，其输出接精密基准电路IC1和高压电路IC2，降压整流电路由变压器B1和桥式整流块D2组成，其输出与开关稳压电路连接，开关稳压电路由控制电路IC3，可控硅SCR和大电容C2组成，其特征在于开关稳压电路的输出接场效应管线性稳压电路，构成组合电源，在开关稳压电路中接有蓄电池欠压保护电路，场效应管线性稳压电路由场效应管T，稳压管DW1，晶体管BG1，取样电阻R6、R7、R8，电容C3以及由精密基准电源IC5和电阻R3、R4、R5组成的高电位精密稳压电源所构成，场效应管T的漏极与开关稳压电路中可控硅SCR的负极连接，场效应管T的源极作为本实用新型的电源输出，其栅极接晶体管BG1的集电极和高压电路IC2的输出，稳压管DW1接在场效应管T的源极和栅极之间，晶体管BG1作为比较器，其射极接高电位精密稳压电源(IC5、R3、R4、R5)，其基极接取样电阻R6、R7、R8组成的取样电路，该取样电路R6、R7、R8并接在电源输出端；蓄电池欠压保护电路由取样电路R1、R2，分压电路R9、R10，分压电路R11R12，运放IC4，二极管D5、D6，晶体管BG2及其前置电路R13、R14组成，取样电路R1、R2与开关稳压电路中控制电路IC3的输出连接，即与蓄电池E的两端并联，其R1、R2的中点与运放IC4的反相输入端连接，IC4的同相输入端与分压电路R9、R10的中点之间接一反相二极管D5，分压电路R9、R10与精密基准电路IC1的输出连接，运放IC4的输出接分压电路R11、R12和晶体管BG2的前置电路R13、R14，IC4的同相输入端与分压电路R11、R12的中点之间接一反相二极管D6，晶体管BG2的集电极输出与场效应管线性稳压电路中场效应管T的栅极连接。
2.按权利要求1所述的安全精密不间断直流电源，其特征在于二极管D3、D4的正极接蓄电池E的正极，D3的负极接降压整流滤波电路中桥式整流块D1的输出端，D4的负极接降压整流电路中桥式整流块D2的输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种组合式直流稳压电源，它包括有降压整流滤波电路及其精密基准电路和高压电路，以及降压整流电路及其开关稳压电路，其特征是在开关稳压电路的辅出再接场效应管线性稳压电路，构成组合电源，且在开关稳压电路中接有蓄电池欠压保护电路。本实用新型结构简单、效率提高，输出电阻和噪声小，能有效地保护蓄电池，其寿命增长。
文档编号G05F1/10GK2067425SQ90212249
公开日1990年12月12日 申请日期1990年5月17日 优先权日1990年5月17日
发明者周正美 申请人:周正美