混合型浮充稳压源的制作方法
【专利摘要】混合型浮充稳压源，属于电子【技术领域】，由整流单元，过压限压保护单元，过压速断保护单元，稳压单元，充放电单元，平衡二极管共同组成，市电经过整流后供电给其他的单元，过压限压保护单元与过压速断保护单元接在稳压单元的输入端，提高了稳压单元中78系列集成稳压电路的输入端电压，在雷击或过压时形成速断与限压保护，充放电单元接在稳压单元的输出端，解决了浮充电压高而放电电压低的矛盾，平衡二极管接在稳压单元的输出端与充放电单元的输出，实现了交直流共用，又互不影响，使之适应各类电子产品的需求。
【专利说明】混合型淳充稳压源
【技术领域】
[0001] 属于电子【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 稳压电源有很多，浮充电源也很多，但两者结合的工作电源却较少，这是因为难以 解决浮充电压高而放电电压低的矛盾；目前优秀的稳压电源很丰富，如78系列，这些稳压 电源不仅稳压效果好而且具有过流保护等，但是其缺点是输出电压不是很高，通常只有30 伏，所以过压能力差，因此容易受雷击的损坏。如果采用防雷管，仍存在以下不足，一是防雷 管击穿电压在30伏以下的难找，二是防雷管在吸穿时的保护是对地线短路，造成前级的负 载过大，因而有负面作用，但是对雷击等较高的瞬态情况还不保险，易造成损坏，所以还不 能直接用于保安设备等一类重要的电器，因为这类产品具有重要的功能与使命，而电源又 是易坏的重点部件，所以希望能杜绝每一个可能存在的死角，提升电源的功能，使之适应于 各类电子产品的需求。
【发明内容】
[0003] 本发明的任务与目的是提出一提出的技术方案，设计一种新电源，实施后新电源 特点是保持78系列一系列的优点，但又能极大地提高防雷能力，放宽对市电波动的能力， 能实现科学浮充，成为交直流混合使用的稳压源，以适应各类电子产品的特殊需要。
[0004] 本发明采用的措施是：
[0005] 1、混合型浮充稳压源由整流单元，过压限压保护单元，过压速断保护单元，稳压单 元，充放电单元，平衡二极管共同组成。
[0006] 其中：整流单元是用两个整流二极管串联成一支路，用另两个整流二极管串联成 另一支路，两组整流二极管的正极连接在一起接地线，两组整流二极管负极连接在一起组 成整流输出，两支路中的整流二极管串联接点，一个串联接点直接接市电一头，市电另一头 经过降压电容后接另一个串联接点。
[0007] 过压限压保护单元由过压限压保护三极管、限压保护稳压二极管及上偏电阻共同 组成：用整流输出连接了两路，一路是连接过压限压保护三极管的集电极；一路是上偏电 阻的一端，该电阻的另一端连接过压限压保护三极管的基极；过压限压保护三极管的基极 还连接了过压限压保护稳压二极管到地，过压限压保护三极管的发射极为过压限压保护单 元的输出，过压限压保护单元的输出连接两路，一路是三端集成稳压电路的输入端，一路是 连接过压速断保护单元中的触发稳压二极管的正端。
[0008] 过压速断保护单元是由过压速断保护可控硅触发稳压二极管组成：用过压速断 保护可控硅的阳极连接过压限压保护三极管的基极，过压速断保护可控硅阴极接地，用控 制极的接触发稳压二极管的负极，触发稳压二极管的正极连接过压限压保护三极管的发射 极。
[0009] 稳压单元是由一块78系列集成稳压电路、输出电压精调上偏电阻与输出电压精 调下偏电阻组成：用78系列集成稳压电路的输入级连接了过压限压保护三极管的发射极， 78系列集成稳压电路接地端连接了输出电压精调下偏电阻后接地，输出端连接了输出电压 精调上偏电阻的一端，输出电压精调上偏电阻另一端连接在78系列集成稳压电路接地端， 78系列集成稳压电路的输出作为了浮充点。
[0010] 充放电单元由浮充电阻、放电三极管、蓄电池池及放电三极管的基极元件组成：浮 充点连接浮充电阻后接蓄电池，放电三极管的发射极连接蓄电池，放电三极管的基极元件 是整流控制二极管与基极控制电阻，整流控制二极管的正极接整流输出，负极接放电三极 管的基极，放电三极管的基极接基极控制电阻到地，放电三极管的集电极与平衡二极管负 极相接。
[0011] 平衡二极管的正极连接浮充点，负极与放电三极管的集电极相接成为交直流混合 电压输出端。
[0012] 2、过压速断保护单元中的过压速断保护可控硅是单向可控硅。
[0013] 3、降压电容的耐压为大于100V。
[0014] 4、放电三极管是PNP三极管。
[0015] 为了解释混合型浮充稳压源的原理，特作以下说明：
[0016] 一、措施总述：混合型浮充稳压源，是交直流共用的稳压电源，它包含了整流单元、 过压限压保护单元、过压速断保护单元、稳压单元、充放电单元与平衡二极管，市电经过整 流后供电给其他的单元，有遇到雷击或过压时，过压速断保护单元立即启动形成对过压限 压保护单元的速断保护，而过压限压保护单元的限压保护则是对压速断保护单元的补充与 完善，共同形成对稳压单元输入端的过压保护。充放电单元解决了浮充电压高而放电电压 低的矛盾，而平衡二极管的运用，实现了交直流共用，又互不影响，使之适应各类电子产品 的需求。
[0017] 二、整流采用了降压电容的形式，降压电容（2)的耐压为大于100V，再经过整流电 路（3)成为整流输出，为后级供电。
[0018] 三、过压限压保护单元与过压速断保护单元的说明，即防雷防过压能力强的原 理：
[0019] 过压限压保护单元与过压速断保护单元，组成了"速断保护功能"，性能优异，有很 强的防雷过压能力。
[0020] 过压限压保护单元由过压限压保护三极管（4)、上偏电阻（5)、过压限压保护稳压 二极管（6 )组成；过压速断保护单元由过压速断保护可控硅（7 )、触发稳压二极管（8 )组成。
[0021] 1、形成的原理是：如果雷击而造成过压保护三极管的发射极电压过高，超过触发 稳压二极管的门坎后，触发稳压二极管导通，因而触发过压速断保护可控硅导通，立即对过 压限压保护三极管的基极短路，使过压限压保护三极管完全无输出，即78系列集成稳压电 路输入无电压，形成防雷过压速断保护。
[0022] 2、之所以称为速断保护功能，是因为一旦过压保护三极管的发射极电压过高，过 压速断保护可控硅痒立即导通，且具有很强的正反馈，能迅速将过压限压保护三极管的基 极短路，保护全程十分迅速，而且保护彻底，实现完全封门。
[0023] 3、过压速断保护可控硅及触发稳压二极管形成速断保护功能，以正常工作时即 无过压的情况下，处于开路状态，没有电磨损，不会损坏，而触发稳压二极管的稳压值高于 过压保护三极管发射极的电压，所以也是开路状态，也不会有电磨损不会损坏，而一旦有过 压，立即启动，成为速断保护，所以在正常状态下，过压速断保护单元随时都处于待命状态。
[0024] 4、过压速断保护可控硅的自动恢复性能好。原因是产生保护后，过压限压保护三 极管无输出，无触发电压，加之过压速断保护可控硅阳极有电阻，将自动失去自保持电流， 自行恢复成开路状态，如果再次遭雷击，再次启动，形成保护，直至输出电压为正常值。
[0025] 5、过压限压保护单元对雷击形成了抗雷击保护的限压保护功能，进一步完善了对 集成电路的保护。
[0026] 其原因是，过压限压保护三极管的基极对地有过压限压保护稳压二极管，因此过 压限压保护三极管输出被钳位，此过压限压保护稳压二极管对雷击产生的涌流进行了限 压，是对"速断保护"的进一步补充与完善。
[0027] 四、稳压单元能调整标准浮充电压值的说明：
[0028] 稳压单元由78系列集成稳压电路（9)、输出电压精调上偏电阻（12)、输出电压精 调下偏电阻（17)组成。输了电压精调上偏电阻与输出电压精调下偏电阻的使用，可以在基 准电压上，实现输出电压灵活调整，以实现对蓄电池浮充所需的标准电压，如6. 6伏；13. 8 伏等。
[0029] 五、充放电单元的解释：
[0030] 由浮充电阻（18)、蓄电池（19)、放电三极管（20)、整流控制二极管（21)、基极控制 电阻（28 )组成，实现对蓄电池的科学浮充与科学放电。
[0031] 1、78系列集成稳压电路的输出即浮充点的电压能够调整到标准浮充电压，实现科 学浮充，浮充电阻主要起两个作用，一是对大电源限流，二是实现浮充点与蓄电池之间的电 压隔离，因而在有交流时，既可以浮充，又可以成为工作电源。
[0032] 2、蓄电池标准浮充电压为13. 8V，但是蓄电池放电时电压输出为12V，而电子设备 的工作电压也只能在12V之间，因为如果工作电压高于了 12V，在只有直流电的情况下，电 子设备可能会因为蓄电池电压比交流电压低而不能正常工作，因此，当只有直流电时，蓄电 池的放电不能产生大的压降，否则电子设备不能正常工作，这对一些特殊的电子设备，如防 盗类、保安类产品是十分不利的，因为防盗或保安成为了虚设，产生的后果严重，而本发明 的直流充放电单元很好地解决了这一问题，因为放电三极管是PNP三极管，它导通时即蓄 电池放电时，放电三极管的压降很小，为0. IV，可忽略不计，不会产生很大的压降，用它作蓄 电池放电三极管，不会损失宝贵的压降。
[0033] 3、形成充放电的原理是：放电三极管的基极控制电阻与整流控制二极管，就有这 样的原理：当整流输出有电压，就表明此时有交流电存在，蓄电池应为浮充状态，放电三极 管因为是PNP三极管，它的基极有因为有高压存在，所以不会导通，集电极就不会有电压输 出。当整流输出无电压，即放电三极管基极无电压，它就构成了一个电子开关的形式，形成 导通状态，蓄电池开始放电，集电极输出电压，所以很可靠地区分浮充与蓄电池放电的两个 阶段。
[0034] 六、平衡二极管（30)在此电路中有重要作用，是将浮充点的电压降为工作电压，在 有交流电时，使电子设备正常工作，蓄电池正常充电，而只有直流电时，只为直流电压不经 过平衡二极管，因而不会产生附加的压降，交直流互不影响。而二极管基本为常数的〇. 7V， 很好调试，它的动态电阻小，对负载影响小，不会产生输出电压波动，因而保证了交流电压 输出的正确性，而在蓄电池供电时，只经过压降小的放电三极管，不经过平衡二极管，所以 不会产生压降，因此保证了交直流电压输出的稳定。
[0035] 本发明实施后有以下显著的优点：
[0036] 1、防雷效果比常用的防雷管好得多。其原因一是防雷功能是与后级速断而不是对 地短路，对前级无负向作用。二是"击穿电压"低的防雷管的型号不易买到，而本发明的触 发稳压二极管的型号范围极广，很容易配套成所需的"击穿"电压值，所以很容易配套成击 穿电压30伏以下的保护。三是本发明具有"速断"与限压双重保护，因而效果好。
[0037] 2、保持了 78系列集成稳压电路的优点，增强了 78系列集成稳压电路输入端的过 压能力。
[0038] 3、适应面广，比传统的稳压电源有更宽的适应能力，在发生意外电压高，不会损 坏。而在电压较低的地方与时段也能正常工作。
[0039] 4、可用调整输出代有小数的稳压值，便于对蓄电池科学浮充，实现交直流共用，使 设备在任何时候都保证了良好的工作性能。同时具有过流保护，与已有成果或其他电子类 产品配套后有优异的性能。
[0040] 5、易生产。原因一是采用了复合功能，线路简洁紧凑；二是因为线路中的调试点 少。三是调试点很易量化，调试范围宽松。
[0041] 6、价格低廉，比很多符合要求的很多稳压电源要廉价很多。
【专利附图】
【附图说明】
[0042] 图1是混合型浮充稳压源电路图。
[0043] 图中：1、市电输入；2、降压电容；3、整流电路；4、过压限压保护三极管；5、上偏电 阻；6、过压限压保护稳压二极管；7、过压速断保护可控硅；8、触发稳压二极管；9、78系列集 成稳压电路；12、输出电压精调上偏电阻；17、输出电压精调下偏电阻；18、浮充电阻；19、蓄 电池；20、放电三极管；21、整流控制二极管；28、基极控制电阻；30、平衡二极管；32、交直流 混合电压输出端。
【具体实施方式】
[0044] 1、选定过压限压保护三极管，78系列集成稳压电路，放电三极管；其中过压限压 保护三极管选定高反压大功率管，如3DD15 ;放电三极管选用大功率PNP三极管；过压限压 保护稳压二极管的参数值不能大于78系列集成稳压电路输入最高电压；触发稳压二极管 应高于过压限压保护稳压二极管之值。
[0045] 2、调整电源输出值。调整78系列集成稳压电路的精调上偏电阻与下偏电阻，使之 电压符合蓄电池浮充的精准要求，如6. 6伏，13. 8伏等等。其规律是下偏电阻越大，输出电 压越高，反之越低。
[0046] 3、检测与调试过压保护参数。断掉变压器一次侧，用示波器的接在稳压源输出，用 100伏的直流电压点击整流端，示波器显示输出由正常电压基本降为零，当100伏的高压去 掉后，电压恢复正常。否则应调整触发稳压二极管的稳压参数值。
[0047] 4、调整放电三极管的性能，其一是当整流有输出时，测放电三极管发射极与集电 极电压应开路。其二是当整流无输出时，测放电三极管发射极与集电极电压应小于〇. 1，否
【权利要求】
1. 混合型浮充稳压源，其特征是：由整流单元，过压限压保护单元，过压速断保护单 元，稳压单元，充放电单元，平衡二极管共同组成； 其中：整流单元是用两个整流二极管串联成一支路，用另两个整流二极管串联成另一 支路，两组整流二极管的正极连接在一起接地线，两组整流二极管负极连接在一起组成整 流输出，两支路中的整流二极管串联接点，一个串联接点直接接市电一头，市电另一头经过 降压电容后接另一个串联接点； 过压限压保护单元由过压限压保护三极管、限压保护稳压二极管及上偏电阻共同组 成：用整流输出连接了两路，一路是连接过压限压保护三极管的集电极；一路是上偏电阻 的一端，该电阻的另一端连接过压限压保护三极管的基极；过压限压保护三极管的基极还 连接了过压限压保护稳压二极管到地，过压限压保护三极管的发射极为过压限压保护单元 的输出，过压限压保护单元的输出连接两路，一路是三端集成稳压电路的输入端，一路是连 接过压速断保护单元中的触发稳压二极管的正端； 过压速断保护单元是由过压速断保护可控硅触发稳压二极管组成：用过压速断保护可 控硅的阳极连接过压限压保护三极管的基极，过压速断保护可控硅阴极接地，用控制极的 接触发稳压二极管的负极，触发稳压二极管的正极连接过压限压保护三极管的发射极； 稳压单元是由一块78系列集成稳压电路、输出电压精调上偏电阻与输出电压精调下 偏电阻组成：用78系列集成稳压电路的输入级连接了过压限压保护三极管的发射极，78系 列集成稳压电路接地端连接了输出电压精调下偏电阻后接地，输出端连接了输出电压精调 上偏电阻的一端，输出电压精调上偏电阻另一端连接在78系列集成稳压电路接地端，78系 列集成稳压电路的输出作为了浮充点； 充放电单元由浮充电阻、放电三极管、蓄电池池及放电三极管的基极元件组成：浮充点 连接浮充电阻后接蓄电池，放电三极管的发射极连接蓄电池，放电三极管的基极元件是整 流控制二极管与基极控制电阻，整流控制二极管的正极接整流输出，负极接放电三极管的 基极，放电三极管的基极接基极控制电阻到地，放电三极管的集电极与平衡二极管负极相 接； 平衡二极管的正极连接浮充点，负极与放电三极管的集电极相接成为交直流混合电压 输出端。
2. 根据权利要求1所述的混合型浮充稳压源，其特征是：过压速断保护单元中的过压 速断保护可控硅是单向可控硅。
3. 根据权利要求1所述的混合型浮充稳压源，其特征是：降压电容的耐压为大于100V。
4. 根据权利要求1所述的混合型浮充稳压源，其特征是：放电三极管是PNP三极管。
【文档编号】H02J7/10GK203850886SQ201420253703
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】周从戎 申请人:重庆宁来科贸有限公司