一种受控于DC用电器的通用电源的制作方法

本实用新型涉及一种适用于众多不同种类、不同电压、不同负载的DC用电器（DC用电器泛指办公、学习、娱乐、通信设备，如笔记本电脑、打印机、游戏机、手机、收音机等）所使用的通用电源，属于电源设备技术领域。

背景技术：
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现有的DC电源或“多路同步电压适配器”在使用时存在以下不足：

1、目前DC用电器不能控制DC电源的延时、启动、关闭和守候。

2、现有DC电源不能对DC用电器进行通电前检测，当发现有故障时不能始终阻止DC电源向DC用电器供电，现有DC电源不能对DC用电器进行冷检测的项目有：

、对辅助电源输出电压Vc进行欠压检测（该欠压检测目的是为了各控制电路稳定工作和保证准电压VG的正确及稳定）。

、事先对负载进行短路检测（短路检测的目的是短路时阻止供电）。

、对DC用电器提供的“额定电压”（以一下简称准电压VG）进行检测（该检测的目的是当DC用电器的电压超出DC电源设定的输出电压上下限时，阻止供电，并显示出来）。

、对DC用电器和DC电源连接的DC导线进行粗细检测（粗细检测目的是导线过细时，不能供电，并显示告知）。

3、现有DC电源不能对DC用电器进行通电后的持续热检测，当DC电源和DC用电器出现故障苗头时不能及时发现并停止供电。现有DC电源不能对DC用电器进行热检测的项目有：

、DC用电器和DC电源连接的接插件、导线和有关电路接触不良检测（该检测的目的是电路接触不良时瞬间关闭主电源，停止对DC用电器供电）。

、始终对准电压VG（或基准电压Vg）意外波动检测（该检测的目的是准电压VG波动超限时，主电源关闭）。

、 DC电源输出电压Vo与基准电压Vg进行比较检测（该检测的目的是输出电压偏移基准电压过大时停止供电）。

4、现有DC电源输出高电压大电流的情况下DC用电器不能带电多次快速插拔（当DC用电器拔离瞬间DC电源不能提前关闭主电源、不能在主电源关闭瞬间泄放掉输出滤波电容C6上的电荷，减少电火花冲击）。

5、现有DC电源不能在第一时间（在DC用电器通电前一刻）显示DC用电器的准电压VG，而后供电时又不会显示输出电压Vo。

6、现有DC电源电压不会跟随DC用电器E5电压走，且电压分辨率差（以手机充电器为例，每一个充电器输出电压是固定的，不可能精确到5.00V完全一致，手机遇到每一个充电器的电压都有一些差别。再者DC电源输出有3V、5V、6V、12V等等都是有阶梯的，输出电压等级少，电压分辨率差。例如：一只锂离子电池恒压充电为4.275V，要找几个这样精度的充电器很难，不能保证同类所有充电器输出电压保持一致，精度很难做到）。

7、现有DC电源与外界遥控设备连接电路复杂且成本高，可靠率和精度低，不便检修、检测和遥控。目前家用和办公用的适配器和充电器很难与有线和无线网络连接，也不能与手机直接连接控制DC电源。

8、现有DC电源不具有向外指示或显示DC电源和DC用电器故障信息电路。

9、而对于本申请人于2010年8月11日申请的实用新型名称为“一种多路同步电压适配器，专利号为ZL201010253218.X”的实用新型专利，只能输出与DC用电器相对应的同步电压，但保护电路不足，集成电路应用困难，极易损坏电器，实用性差。其接插件连接DC导线股数多，接口复杂；插头插座为方形，插拔不方便。现有的DC插头虽然是圆头的，但是前段金属正负电极片短而且前端无猪拱形状，拔出时行程短，在快要拔出时没有一个阻挡，不能拖延拔出时间。拔出时不会快速关机，且不会给滤波电容放电。所以现有DC电源在通电情况下插入和拔出时不能消除电火花。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种电压跟随好、精度高，使用方便可靠，即插即用，减少人为故障，延长电器寿命。做到自主控制开/关机，自主检测可能发生故障的受控于DC用电器的通用电源。

本实用新型的目的可以通过如下措施来达到：一种受控于DC用电器的通用电源，其特征在于其包括整流滤波电路E1、辅助电源E2、电压平衡器E3、主电源E4、DC用电器E5，准电压表Vm1、输出电压表Vm2；守候电路M1、电子开关M2、恒流源M3、电流检测器M4、延时器M5、准电压VG窗口限幅器M6、电压平衡窗口电路M7、短路检测兼软启动电路M8、输出电压监测器M9、LED推动器M10；或非门U1、或门U2、反相器U3、闸压跟随器U4、反相器U5、误差放大器U6、隔离电压控制器U7、隔离开/关控制器U8、PWM控制推动器U9；稳压管DZ1-DZ3、发光二极管DS1-DS6，二极管D1-D4、电阻R1-R11、电容C1-C7、三极管Q1-Q2、高频变压器B1、插座J1、插头P1、插座J4、插座J6、稳压器W、负载LR；

～220V市电输入端连接整流滤波电路E1的1脚和4脚，整流滤波电路E1的2脚连接高频变压器B1的5脚、辅助电源E2的1脚，辅助电源E2的2脚连接电压Vs接点、守候电路M1的1脚和电子开关M2的1脚，电子开关M2的2脚连接电压Vc接点、恒流源M3的1脚、稳压管DZ1、电容C2、短路检测兼软启动电路M8的1脚，短路检测兼软启动电路M8的2脚连接二极管D3，二极管D3连接输出电压Vo接点、电容C6、输出电压监测器M9两个输入端、主电源E4的误差放大器U6的1脚、电阻R10、插座J1的1脚、主电源E4的开关整流二极管D4，或非门U1的3脚连接测试点T1、二极管D1、二极管D2、电阻R1，二极管D1连接电子开关M2的3脚、守候电路M1的2脚，或非门U1的2脚连接延时器M5，或非门U1的1脚连接故障信号F6接点、电流检测器M4的3脚，电流检测器M4的1脚连接恒流源M3的2脚，电流检测器M4的2脚连接准电压VG接点、守候电路M1的3脚、电容C3、准电压VG电压窗口限幅器M6输入端、电压平衡器E3的电压平衡窗口电路M7输入端、电压平衡器E3的电阻R7、插座J1的2脚、闸压跟随器U4的1脚，闸压跟随器U4的2脚连接输出电压监测器M9的另一输入端、电容C5、电阻R11、基准电压Vg接点、主电源E4的电容C7和误差放大器U6的2脚，电压平衡器E3的电阻R7连接电压平衡器E3的电容C4和电压平衡窗口电路M7的基准电压REF2输入端，或门U2的6脚连接测试点T2、延时器M5、电阻R2，或门U2的1脚连接Vc欠压故障信号F1接点、和反相器U3的2脚，反相器U3的1脚连接电阻R5和稳压管DZ1，或门U2的2脚连接短路故障信号F2接点、短路检测兼软启动电路M8的3脚，或门U2的3脚连接输出电压Vo偏离基准电压Vg故障信号F3接点、电阻R8和输出电压监测器M9的输出端，或门U2的4脚连接准电压VG超出本实用新型设定电压范围故障信号F4接点、电阻R4和准电压VG窗口限幅器M6输出端，或门U2的5脚连接准电压VG波动故障信号F5接点、电阻R3和电压平衡器E3的电压平衡窗口电路M7输出端，准电压VG窗口限幅器M6的基准电压REF1输入端连接稳压管DZ2、电阻R6，电阻R6连接电压Vc接点，电阻R2连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接测试点T3、二极管D2、电阻R1、电容C1、稳压管DZ3，稳压管DZ3连接测试点T4、闸压跟随器U4的3脚、隔离开/关控制器U8、短路检测兼软启动电路M8的4脚和反相器U5的1脚，反相器U5的2脚连接电阻R9，电阻R9连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电阻R10，隔离开/关控制器U8连接主电源E4的PWM控制推动器U9的2脚，主电源E4的误差放大器U6的3脚连接主电源E4的隔离电压控制器U7、主电源E4的电容C7，主电源E4的隔离电压控制器U7连接主电源E4的PWM控制推动器U9的1脚，PWM控制推动器U9的3脚连接高频变压器B1的3脚，高频变压器B1的1脚连接二极管D4；

电压Vc接点连接LED推动器M10，LED推动器M10的输入端分别连接故障信号F1、故障信号F2、故障信号F3、故障信号F4、故障信号F5、故障信号F6接点，LED推动器M10的输出端又分别连接发光管DS1、发光管DS2、发光管DS3、发光管DS4、发光管DS5、发光管DS6；电压Vc接点连接准电压表Vm1和输出电压表Vm2，准电压表Vm1连接准电压VG接点，输出电压表Vm2连接输出电压Vo接点；

插座J1连接插头P1，插头P1的a脚和P1的b脚分别连接DC用电器E5的负载LR和稳压器W，P1的c脚连接DC用电器E5负载LR和稳压器W的地端；

辅助电源E2的3脚、电阻R3、R4、R5、R8、R11、电容C1-C6、三极管Q1和三极管Q2发射极、插座J1的3脚、插座J4的11脚、插座J6的11脚和发光二极管DS1-DS6阴极都接地；整流滤波电路E1的3脚、辅助电源E2的4脚和PWM控制推动器U9的4脚连接热地；插座J4和插座J6的1到10脚分别连接F1-F5、Vg、Vo、VG、Vc、Vs。

本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果：本实用新型是为众多（不含内置电源）DC用电器提供电能的公仆电源，是一种听话的傻瓜电源。其中涉及供电前电源自检电路；涉及供电前对冷DC用电器的“额定电压”（是给本实用新型提供的准电压）的检测和提取电路；涉及电压波动平衡电路；涉及DC用电器自动启动和关闭电路；涉及供电前和停电后滤波电容上遗留电压的泄放电路；涉及供电前显示DC用电器的准电压参数和供电时显示输出电压参数电路，涉及各种故障的显示电路（并显示故障解决方案）。其使用方便可靠，即插即用，减少人为故障，延长电器寿命，做到自主控制开/关机，自主检测可能发生的故障，并向人们显示DC用电器的各项参数。其具有：

1、本实用新型会自动延时、启动、关闭和守候（等候DC用电器插入）。

2、在延时和启动期间，对本实用新型和DC用电器自动进行自检，自检故障项目有：

F1、检测辅助电源电压Vc欠压故障 (目的是保证本实用新型工作正常)。

F2、检测短路故障 (目的是杜绝DC用电器遇有短路时本实用新型不供电)。

F3、检测输出电压Vo偏离基准电压Vg故障 (目的是为了检测本实用新型输出能力和负载过荷，如果输出能力不足或负载过荷本实用新型停止供电并显示告知：“更换DC电源或电器过荷”)。

F4、检测DC用电器提供的准电压超出本实用新型输出电压Vo范围故障（目的是DC用电器提供的“额定电压”超出本实用新型设定的输出电压Vo范围时本实用新型无输出，并显示告知“您的电器电压超出或低于本电源输出电压”）。

F5、检测准电压VG波动故障（目的是检测DC用电器提供的电压波动过大时，本实用新型停止向外供电，同时显示告知，目的是防止电器损坏，特别是能检测出导线过细，并停止供电和显示告知）。

F6、检测恒流电流漂移故障（保证准电压VG正确无误）。

3、本实用新型跟随DC用电器的“额定电压”(准电压VG)，误差小，精度高，当电压跟随稍有偏差立即停机停止供电。输出电压Vo没有阶梯，分辨率高。更适合对电压有特殊要求的DC用电器。

4、本实用新型控制线（准电压VG线），一线多能，能提供准电压VG、管理输出电压Vo、控制开/关机、故障检测和保护。对外受控简单，遥控电路也变得简单、容易和方便。可利用网络遥控每一个DC用电器的开/关机和电压。

5、本实用新型能显示准电压VG和输出电压Vo，经单片机整理可显示故障及解决故障方案（如DC导线过细、电压超范围等）。

6、插头和插座采用圆形，但插头长一些，前端且为猪拱形，中心电针短一些，在插头拔出时中心电针首先脱离插座，主电源E4快速关机停止供电，输出滤波电容C6放电电路开始工作，由于猪拱的作用，延长插头退出时间，使出滤波电容C6得到充分放电，减少电火花对电器的冲击，减少故障发生，延长电器寿命。

7、本实用新型关闭时仅有守候电路在工作，只消耗几十微安电流甚至更低，比现有的待机电路更省电。

8、本实用新型本身具有电压检测和故障检测电路，给检修带来方便；输出电压Vo是来自DC用电器提供的“额定电压”既准电压VG，本实用新型没有输出电压Vo调试，其调试十分简单。

本实用新型和DC用电器之间无论如何乱插拔、无论正负极接错、无论电压高低，都不会人为损坏本实用新型及DC用电器，遇有DC导线过细、主电源E4 带负载能力差等故障都能自动关机，而且供电电压与DC用电器电压同步、准确、可靠。故障检测基本上是在DC用电器不通电（冷）情况下进行的，更加安全可靠。

附图说明：

图1为本实用新型的部分电路原理图；

图2为本实用新型的LED推动器M10部分的电路原理图；

图3为本实用新型的电压Vc接点、准电压表Vm1、输出电压表Vm2、准电压VG接点、输出电压Vo接点部分的电路原理图；

图4为本实用新型的插座J4部分的电路原理图；

图5为本实用新型的插座J6部分的电路原理图；

图6为本实用新型的导线电阻、电流与电压关系图；

图7为本实用新型的数字通信系统电路图；

图8为本实用新型组合应用于外部设备的示意图；

图9为图8的插头插座部分的放大图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明：

实施例：一种受控于DC用电器的通用电源（参见图1-图5），其包括：

部件：整流滤波电路E1、辅助电源E2、电压平衡器E3、主电源E4、DC用电器E5，准电压表Vm1、输出电压表Vm2。

模块：守候电路M1、电子开关M2、恒流源M3、电流检测器M4、延时器M5、准电压VG窗口限幅器M6、电压平衡窗口电路M7、短路检测兼软启动电路M8、输出电压监测器M9、LED推动器M10。

元件：或非门U1、或门U2、反相器U3、闸压跟随器U4、反相器U5、误差放大器U6、隔离电压控制器U7、隔离开/关控制器U8、PWM控制推动器U9。稳压管DZ1-DZ3、发光二极管DS1-DS6，二极管D1-D4、电阻R1-R11、电容C1-C7、三极管Q1-Q2、高频变压器B1、插座J1、插头P1、插座J4、插座J6、稳压器W、负载LR。

～220V市电输入端连接整流滤波电路E1的1脚和4脚，整流滤波电路E1的2脚连接高频变压器B1的5脚、辅助电源E2的1脚，辅助电源E2的2脚连接电压Vs接点、守候电路M1的1脚和电子开关M2的1脚，电子开关M2的2脚连接电压Vc接点、恒流源M3的1脚、稳压管DZ1、电容C2、短路检测兼软启动电路M8的1脚，短路检测兼软启动电路M8的2脚连接二极管D3，二极管D3连接输出电压Vo接点、电容C6、输出电压监测器M9两个输入端、主电源E4的误差放大器U6的1脚、电阻R10、插座J1的1脚、主电源E4的开关整流二极管D4，或非门U1的3脚连接测试点T1、二极管D1、二极管D2、电阻R1，二极管D1连接电子开关M2的3脚、守候电路M1的2脚，或非门U1的2脚连接延时器M5，或非门U1的1脚连接故障信号F6接点、电流检测器M4的3脚，电流检测器M4的1脚连接恒流源M3的2脚，电流检测器M4的2脚连接准电压VG接点、守候电路M1的3脚、电容C3、准电压VG电压窗口限幅器M6输入端、电压平衡器E3的电压平衡窗口电路M7输入端、电压平衡器E3的电阻R7、插座J1的2脚、闸压跟随器U4的1脚，闸压跟随器U4的2脚连接输出电压监测器M9的另一输入端、电容C5、电阻R11、基准电压Vg接点、主电源E4的电容C7和误差放大器U6的2脚，电压平衡器E3的电阻R7连接电压平衡器E3的电容C4和电压平衡窗口电路M7的基准电压REF2输入端，或门U2的6脚连接测试点T2、延时器M5、电阻R2，或门U2的1脚连接Vc欠压故障信号F1接点、和反相器U3的2脚，反相器U3的1脚连接电阻R5和稳压管DZ1，或门U2的2脚连接短路故障信号F2接点、短路检测兼软启动电路M8的3脚，或门U2的3脚连接输出电压Vo偏离基准电压Vg故障信号F3接点、电阻R8和输出电压监测器M9的输出端，或门U2的4脚连接准电压VG超出本实用新型设定电压范围故障信号F4接点、电阻R4和准电压VG窗口限幅器M6输出端，或门U2的5脚连接准电压VG波动故障信号F5接点、电阻R3和电压平衡器E3的电压平衡窗口电路M7输出端，准电压VG窗口限幅器M6的基准电压REF1输入端连接稳压管DZ2、电阻R6，电阻R6连接电压Vc接点，电阻R2连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接测试点T3、二极管D2、电阻R1、电容C1、稳压管DZ3，稳压管DZ3连接测试点T4、闸压跟随器U4的3脚、隔离开/关控制器U8、短路检测兼软启动电路M8的4脚和反相器U5的1脚，反相器U5的2脚连接电阻R9，电阻R9连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电阻R10，隔离开/关控制器U8连接主电源E4的PWM控制推动器U9的2脚，主电源E4的误差放大器U6的3脚连接主电源E4的隔离电压控制器U7、主电源E4的电容C7，主电源E4的隔离电压控制器U7连接主电源E4的PWM控制推动器U9的1脚，PWM控制推动器U9的3脚连接高频变压器B1的3脚，高频变压器B1的1脚连接二极管D4。

电压Vc接点连接LED推动器M10，LED推动器M10的输入端分别连接故障信号F1、故障信号F2、故障信号F3、故障信号F4、故障信号F5、故障信号F6接点，LED推动器M10的输出端又分别连接发光管DS1、发光管DS2、发光管DS3、发光管DS4、发光管DS5、发光管DS6。电压Vc接点连接准电压表Vm1和输出电压表Vm2，准电压表Vm1连接准电压VG接点，输出电压表Vm2连接输出电压Vo接点。

插座J1连接插头P1，插头P1的a脚和P1的b脚分别连接DC用电器E5的负载LR和稳压器W，P1的c脚连接DC用电器E5负载LR和稳压器W的地端。

辅助电源E2的3脚、电阻R3、R4、R5、R8、R11、电容C1-C6、三极管Q1和三极管Q2发射极、插座J1的3脚、插座J4的11脚、插座J6的11脚和发光二极管DS1-DS6阴极都接地；整流滤波电路E1的3脚、辅助电源E2的4脚和PWM控制推动器U9的4脚连接热地。插座J4和插座J6的1到10脚分别连接F1-F5、Vg、Vo、VG、Vc、Vs。

图8所示，机壳1内安装有三个本实用新型，机壳1的面板上设有显示屏Ms、指示灯DS，机壳1的前面板上设有三个插座J1，以及插座J4和USB插座J5，机壳1的侧面板上设有市电交流插头P，三个插座J1分别通过三个插头P1连接笔记本电脑2、LED灯3、电视4，插座J4通过插头P4连接外接网络设备5，USB插座J5通过USB插头P5连接手机6。

参见图9，插头P1前端均设有内侧正电极片a、中心短电针b，外侧负电极片C前端凸起（称猪拱插头）。目的是中心短电针b早于内侧正电极a和外侧负电极c退出插座J1，断开电路，提前给主电源E4一个关机信号，快速将输出电压Vo拉低，当插头P1完全退出插座J1时，输出电容C6上的电荷已剩不多，减少了正负电极退出时对设备的电流冲击。

笔记本电脑2、LED灯3、电视4内部安装有不同电压的稳压器W插入本实用新型时可自动检测，按照稳压器W上的电压上电。外接网络设备5是负责远距离监控，经电子开关扫描分别对三个本实用新型的各点电压和故障的采集，对其实施延时、启动和控制输出各自所需电压。利用手机6采集各本实用新型的各级电压和故障信号，也能发送控制信号，可以作为检测设备维修本实用新型。本实用新型本身具有各种电压和故障检测机构，而且基准电压受外部控制，很容易与外部设备沟通。

显示屏Ms可通过对三个本实用新型进行电子开关扫描，显示准电压VG和输出电压Vo，如图8中，当插头P1插入插座J1时（接通笔记本电脑2）首先在显示屏Ms上可以看到的是准电压VG，该电压就是笔记本电脑2上稳压器W提供的“额定电压”，第一个本实用新型开始自检和对笔记本电脑2进行相关检测，几秒后检测无故障就开始供电，显示屏Ms显示输出电压Vo，准电压VG与输出电压Vo一定相等，两电压不相等时输出电压Vo迅速为“0”，停止供电，于是本实用新型检测后，显示屏Ms上打出故障信息（如DC导线过细、电器短路、负载过荷、电压超范围等等）。笔记本电脑2提供的电压为21.1V（事先放置21.1V稳压器W），该电压作为本实用新型的准电压VG，显示“准电压21.1V”，供电时显示“输出电压21,1V”，当然插头P1也可以插入另外一个本实用新型插座J1效果完全一样，不会因为使用其它本实用新型而改变准电压和输出电压，即笔记本电脑2不论使用那一个本实用新型都会输出电压21,1V（因本实用新型采用高精度“低漂移”的运放跟随），台与台之间电压误差非常小，遇有电压21,1V偏离时本实用新型停止供电。同理LED灯3（内装18V稳压器），显示屏Ms显示“准电压18V”，几秒钟后供电，会显示“输出电压18V”。电视机4的使用也是同理。

下面对本实用新型的原理做详细说明：

1、启动电路

利用DC用电器控制本实用新型的延时、启动，目的是稳定电路、防止主电源开/关过频冲击电器。图1所示，其电路由守候电路M1和电子开关M2组成。辅助电源E2(隔离DC-DC电压变换器)始终向守候电路M1的1脚供电，守候电路M1的3脚探测准电压VG线路上是否连接稳压器W，用来检测是否连接上DC用电器，如果没有连接DC用电器，守候电路M1的3脚没有感应，守候电路M1的2脚输出为“0”，电子开关M2模块不会向本实用新型电路供电（电压Vc为“0”）。当有DC用电器插入时，守候电路M1的3脚探测到稳压器W的存在，守候电路M1的2脚端输出高电平，电子开关M2导通供电。当准电压VG电路上有电压后，守候电路M1的2脚停止输出高电平，完成启动。下一步交由二极管D1提供电流维持电子开关M2导通，实现开关自锁。

2、准电压VG的建立

目的是在恒流电流作用下，利用稳压器W的端电压作为本实用新型的准电压VG，最终成为基准电压Vg去控制输出电压Vo。图1中由恒流源M3、电流检测器M4、插座J1的2脚和插头P1的b脚、稳压器W组成电流回路。电流从电压Vc接点开始，经恒流源M3恒流和电流检测器M4检测，通过DC插座J1的2脚和插头P1的b脚到稳压器W，再由插头P1的c脚和插座J1的3脚连接到地。从而在稳压器W上获得的电压即为准电压VG。

3、提纯准电压VG电路

目的是把准电压VG加工为基准电压Vg。与常用的适配器和充电器产生的基准电压有所不同，本实用新型不能把采集到的准电压VG直接作为基准电压Vg，因为稳压器W断开时准电压VG会冲高，来作为基准电压Vg是绝对不允许的，还因为在传导过程中，辅助电源供电电压的高低、电流的大小，接插件的接触不良，开机/关机时电压、电流的过冲等等干扰，必须在这个易干扰的、易波动的准电压VG中选择一个稳定的电压点（闸压），从这个稳定的电压点取出的信号为闸压信号（测试点T4上的电压信号），利用这个信号控制电压跟随器，让正确的准电压VG通过闸压跟随器U4（注解: 闸压跟随器U4相当于大坝的闸门，是根据下游的水位和灾害的程度有计划的控制闸门，保证下游的水位正常）并对其进行电流放大，才能输出稳定的基准电压Vg，与输出电压Vo一起分别送入误差放大器U6后产生误差电压，去控制主电源E4的PWM控制推动器U9输出稳定电压Vo。看图1组成元件有：闸压跟随器U4、误差放大器U6，电容C5、电容C7、电阻R11。测试点T4是选择正确稳定的基准电压Vg伐值，达到这个伐值时，测试点T4给闸压跟随器U4的3脚允许端的一个高电平，使闸压跟随器U4导通，准电压VG经电流放大，就能作为主电源E4的基准电压Vg。当准电压VG遇到开/关机、接触不良或受到干扰时，就会不稳定而偏离，测试点T4的闸压信号就会导致闸压跟随器U4的允许端为“0”，闸压跟随器U4截止，基准电压Vg为“0”V，输出电压Vo就为“0”V。电容C5和电阻R11是起稳定基准电压Vg的作用，这个稳定的基准电压Vg 就是误差放大器U6的基准电压Vg，它决定了输出电压Vo的大小。

4、电压平衡器电路

目的是检测准电压VG波动的幅度大小。当遇到接插件接触不良、稳压器W工作不稳定、主电源E4输出能力差、DC导线过细等都会影响到准电压VG的稳定。准电压VG不稳定时，电压平衡器E3输出准电压VG波动故障信号T5为高电平，通过或门U2关闭主电源E4。图1中的电压平衡器E3由电阻R7、电容C4和电压平衡窗口电路M7组成。天枰有砝码才能称东西，而电压平衡器的“砝码”就是由电阻R7和电容C4决定的基准电压REF2。基准电压REF2的建立是由准电压VG经电阻R7对电容C4充电得到的，基准电压REF2和准电压VG两个电压不一致时，电压平衡窗口电路M7输出高电平，产生故障信号T5。准电压VG建立后，经电阻R7对电容C4开始充电，在充电过程中，准电压VG和基准电压REF2两个电压不一致；或在放电过程中，两个电压也是不一致，因此电容C4在充放电的过程中两个电压都不会一致，电压平衡窗口电路M7只能输出高电平（控制主电源关机）。结论是：只要准电压VG不稳定，也就是两个电压不平衡，故障信号T5为高电平，强制闸压跟随器U4截止，基准电压Vg为“0”V（不再受准电压VG或高或低的影响），主电源E4关机。当电容C4不再充放电时，准电压VG和基准电压REF2两个电压达到平衡，电压平衡窗口电路M7输出低电平（故障信号T5解除）。电压平衡器E3电路也具有延时开机作用，避免开/关机或其它故障引起的电压电流对设备的冲击。

我们来看看电压平衡器E3是怎样检测DC导线粗细的，参见图6：图中A-A和B-B虚线之间的导线La、Lb和Lc连接DC用电器E5，其中导线La连接主电源E4的输出端，导线Lb连接辅助电源E2的恒流输出端，导线Lc一端连接地⊥N，另一端连接地⊥N*。导线Lc越细电阻Rw阻值越大，电流流过时产生的压降Vw也越大。恒流电流Iv从辅助电源E2出发经导线Lb到稳压器W再到地⊥N*，再经导线Lc到地⊥N。当DC用电器E5连接上本实用新型时，辅助电源E2首先送出恒流电流，经导线Lb向稳压器W供电，稳压器W两端产生电压为Vr，由于电流非常小只有几毫安，导线上的压降可以忽略，这时电压Vr等于电容C3两端的准电压VG，这个电压又经电阻R7对电容C4充电（参见图1）建立基准电压REF2，当电容C4充电到与准电压VG相等时，经延时后，主电源E4开机供电，（参见图6）输出电流Io经导线La→负载LR→地⊥N*→导线Lc→地⊥N,当负载LR比较大时，电流Io也较大，大电流通过细导线Lc时，导线两端电压Vw升高，Vw＝（Iv+Io）×Rw，这时准电压VG突然升高为Vw+Vr（准电压VG波动较大），这个瞬间上升的电压与电容C4上存贮的暂时不变的基准电压REF2发生偏离，电压平衡窗口电路M7的一个输入端电压为“Vr”，而另一个输入端电压为“Vw+Vr”，输入端两电压平衡被打破，输出故障信号T5（高电平），使主电源关机停止供电。所以遇有导线过细时会自动关机，同时故障信号T5送给指示灯或显示屏显示，表明“DC导线过细”。这里顺便说一下、从图6中可以看出，稳压器W上的电压Vr是在DC用电器E5一侧产生的，因此无论负载LR变化大小，受导线及接插件上的压降Vw影响较小，可以提高输入电压Vin的精确度和稳定度。现有外置DC电源的基准电压是在DC电源内部，输入电压Vin易受导线电阻影响较大。

5、电压Vc欠压保护

目的是因电压Vc欠压而影响本实用新型的稳定，影响准电压VG达不到要求，必须要欠压保护。图1所示、欠压保护是由稳压管DZ1、电阻R5、反相器U3组成。建立准电压VG是靠电压Vc提供的，为了保证这个电压正确无误，就必须保证电压Vc正常，避免电压下跌。当电压Vc正常时稳压管DZ1击穿导通，经反相器U3反相后输出低电平，Vc欠压故障信号F1为“0”，允许主电源E4开机（如果有其它故障时主电源还是不能开机）；当电压Vc欠压时，稳压管DZ1截止，电阻R5拉“0”，经反相器U3输出高电平，Vc欠压故障信号F1为高电平, 强制主电源E4关机。电压Vc回复正常后解除欠压故障信号F1。

6、短路检测兼软启动电路

目的是在主电源E4开机送电前对DC用电器E5进行短路检测，同时防止主电源开启时输出电压Vo冲高(硬启动)。图1中是由短路检测兼软启动电路M8和二极管D3组成。当DC用电器插入本实用新型时首先对负载进行短路检测，如果有短路故障，短路检测兼软启动电路M8的3脚输出短路故障信号F2为高电平，不让主电源E4开机。由于输出电压Vo范围比较大，线圈匝数也比较多，输出电压Vo为低压时开机瞬间输出电压Vo会冲高，然后回落到正常值，极易损坏低电压DC用电器，所以提前对输出电压Vo线路上加一点电压电流，也是短路故障检测后的遗留电压，使误差放大器U6正相输入端电压略大一点反相输入端，事先给误差放大器U6一个错觉，在电容C7的作用下，主电源开机瞬间就可抑制输出电压Vo冲高，防止硬启动，主电源E4开机后，测试点T4(高电平)向短路检测兼软启动电路M8的4脚提供关闭信号，这时二极管D3反向堵塞，短路检测兼软启动电路停止工作。

7、电压窗口限幅保护电路

本实用新型大多采用冷检测和冷保护，所以本实用新型比现有的充电器和适配器保护更完善。

目的是本实用新型向DC用电器供电前，检测到DC用电器E5电压（稳压器W上的电压既准电压VG）超过本实用新型输出电压Vo设定值时，故障信号F4为高电平，不启动主电源E4，输出的电压为“0”。一个本实用新型输出电压范围不可能太大，为了适应更多DC用电器的需要，可制定不同输出电压范围的本实用新型，例如办公用的本实用新型输出电压范围可设定在0-25V，凡是超过25V的DC用电器，本实用新型会输出故障信号F4，阻止本实用新型开机送电，发光二极管DS4点亮，或带有显示屏的还可以告知“您的电器电压超出本电源输出电压范围”。如果给电动车充电，本实用新型输出电压范围可设定在36V-90 V之间，如果电瓶上的稳压器W给出的准电压VG低于36V或高于90V本实用新型无输出，并由指示灯或显示屏告知。只有在本实用新型输出设定的电压范围内，DC用电器才能控制本实用新型输出自己所需电压，这个电压范围是由准电压VG窗口限幅器M6、稳压管DZ2和电阻R6完成的（图1所示）。电流从电压Vc接点经电阻R6在稳压管DZ2上建立基准电压REF1,这个电压和准电压VG在准电压VG窗口限幅器M6内部进行分压比较，从而限定了输出电压Vo范围。当DC用电器E5插入时，恒流电流Iv流经稳压器W产生准电压VG，当这个电压超出本实用新型自身设置的电压范围时，故障信号F4为高电平，本实用新型始终不送电并显示告知，同时经延时器M5延时，电子开关M2截止，本实用新型回到守候状态停止显示；当这个电压没有超出本实用新型设置的电压范围时，故障信号F4为低电平，允许主电源E4开机供电。

8、输出电压Vo监视保护电路

准电压VG由闸压跟随器U4进行电流放大后得到基准电压Vg送入误差放大器U6的2脚反相输入端，输出电压Vo送入正相输入端，两者进行比较放大输出电压误差信号，经隔离电压控制器U7，控制PWM控制推动器U9，经高频变压器B1变换电压后，由开关整流二极管D4整流，电容C6滤波，输出电压Vo。从基准电压Vg输入到主电源E4输出的输出电压Vo再到用电器E5的负载LR这一路出现故障时，必定要反映到输出电压Vo的稳定，用稳定的基准电压Vg监视输出电压Vo是一个好办法，可以全程监视输出电压Vo的“产出和消费”。这个监视电路是由输出电压Vo监视器M9和电阻R8组成的，以基准电压Vg作为输出电压Vo监视器M9的基准电压，当输出电压Vo偏离基准电压Vg较大时，故障信号F3（高电平），强制主电源E4关闭，发光二极管DS3点亮。它可以检测本实用新型的输出能力和DC用电器过荷。

9、关闭电路

目的是收集各种故障信号，遇有某一故障时，主电源E4不启动或关闭，同时开始显示参数，显示一段时间后本实用新型关闭。关闭分为两级，第一级关闭电路滞后于第二级关闭电路，第二级关闭电路以最快速度关闭主电源E4，停止对外供电；然后经（延时器M5）延时一段时间后使第一级关闭电路关闭，辅助电源E2停止对本实用新型供电。总之第二级关闭电路管主电源E4停机；第一级关闭电路管本实用新型关机机。

第一级关闭电路是由或非门U1、延时器M5、二极管D1和电子开关M2为主，延时关闭本实用新型各电路的供电。目的是为了稳定主电源E4彻底关闭，防止输出电压Vo反弹；另外给显示电路留有一段时间显示。或非门U1的2脚输入端来自延时器M5的输出端（高电平），或者来自电流检测器M4的3脚的故障信号F6（高电平），都能使或非门U1的3脚输出端为低电平，二极管D1截止，电子开关M2失电而截止，本实用新型转为守候状态。另外电容C1上的电荷通过二极管D2放电，使测试点T3为低电平。

第二级关闭电路是以或门U2、电阻R2和三极管Q1为主，负责以上5种故障信号的收集、集中工作，只要遇有5种故障之一，首先快速关闭主电源E4，又经延时器M5延时后使第一级关闭电路关闭。或门U2输入端凡是遇到故障信号有高电平时，或门U2的6脚输出端测试点T2也为高电平，经电阻R2限流使三极管Q1导通，拉低测试点T3电位；另一路延时器M5开始延时，经延时后交给第一级关闭电路（或非门U1）关闭，进入守候状态。

第一级关闭电路（或非门U1的3脚输出低电平）和第二级关闭电路（或门U2的6脚输高电平）关闭时都会使测试点T3为低电平，经稳压管DZ3使测试点T4快速失电，导致闸压跟随器U4和隔离开关控制器U8关闭，促使主电源E4尽快关闭。

关闭电路是本实用新型使用和推广的安全保障，只要有故障存在本实用新型在第一时间内毫不犹豫的关掉主电源E4，稍后辅助电源E2停止对本实用新型各电路供电，守候电路M1开始工作，待故障消除后会自动开机。

10、输出电压滤波电容泄放电路

当主电源E4关闭后，滤波电容C6仍然存有电荷，会对插头、插座有电流冲击，也会对下一个DC用电器E5有电压电流冲击，因此有必要添加滤波电容电荷泄放电路，（图1中）由反向器U5、电阻R9、三极管Q2、电阻R10组成。当测试点T4为高电平时（主电源E4开机），反向器U5的2脚输出低电平，经电阻R9，三极管Q2截止，不影响输出电压Vo；当测试点T4为低电平时（主电源E4关闭），反向器U5的2脚输出高电平，经电阻R9限流，三极管Q2导通，又经电阻R10限流，于是滤波电容C6对地放电。

11、显示电路

目的是利用电表（或显示屏）直观了解DC用电器的准电压VG和输出电压Vo，还可以利用指示灯（或显示屏）显示各种故障信息。当DC用电器插入本实用新型时，本实用新型就会首先显示DC用电器的准电压VG和故障信息，等到供电时显示输出电压Vo。组成部分是由LED推动器M10、发光二极管DS1-DS6、电压表Vm1和Vm2。有条件的话，加装如图7本实用新型的电路，能显示所有的电压信息和故障处理信息。

LED推动器M10是推动发光二极管发光的模块，LED推动器M10的输入信号分别是故障信号F1（欠压故障）、故障信号F2（短路故障）、故障信号F3（输出电压Vo偏离基准电压Vg故障）、故障信号F4（准电压超出本实用新型设定电压范围故障），故障信号F5 (准电压波动故障)、故障信号F6（恒流故障）。这些故障信号推动各自发光二极管，那一个灯亮，说明对应那一个故障。

当DC用电器插入时，电压表Vm1就显示准电压VG，延时后主电源E4开启，电压表Vm2显示输出电压Vo。当有故障时主电源E4无输出，电压表Vm2显示输出电压Vo为“0”。

LED推动器M10和电压表（或液晶显示电路）的供电是由电源Vc供给，电压Vc是由电子开关M2控制的，前面说到的遇有故障时，延时器M5延时一段时间后，电子开关M2截止，所有显示电路关闭。在延时期间显示电路会工作一段时间，使人们可以看清故障所在，然后停止显示，本实用新型进入守候状态。

12、接口电路

图4和图8中插座J4是直接连接外部设备接口，通过这个接口可以测试各点电压，便于调试和维修，可以远程监控，简化遥控电路。

图7所示的插座J6（为图5中的插座J6）连接插头P6，插头P6连接数字接口电路M12，数字接口电路M12连接单片机（微型计算机）M11、显示屏Ms、USB插座J5。数字接口电路M12从插头P6输入的各种故障信号及电压信号，经单片机M11对这些信号进行数字处理，把信号转为数字和文字由显示屏显示，通过USB插座J5和外界通信，可控制本实用新型的开关机和电压；能采集本实用新型的各级电压和各种故障信息。很容易实现远距离无线和有线网络控制，本实用新型自动控制能力强所以外接设备电路十分简单。图8所示：网络设备5的插头P4插入插座J4，可以远距离监控本实用新型，很方便的控制每一个DC用电器，插座J4也可以连接报警器，如防盗、停电、故障等，也可以连接维修设备。手机6通过USB插头P5插入USB插座J5连接本实用新型，可以检测和控制本实用新型，可以设置本实用新型的各项参数。

总之，图1所示，DC用电器E5中除了具有负载LR外，还有别于现有的DC用电器，其中加装几分钱的芝麻大小的稳压器W，稳压器W可理解为记忆DC用电器E5的“额定电压”，本实用新型依照这个稳压器W提供的稳压电压，进行一系列的检测后，符合要求的，便向DC用电器供电，输出电压就是稳压器W提供的电压，不同电压值的稳压器W，输出的电压也不同。

～220V市电经整流滤波电路E1整流滤波后，分两路供电：一路到主电源E4高频变压器B1的5脚待命，一路经辅助电源E2进行DC-DC隔离电压变换，变换后的电压Vs又分两路供电：一路供守候电路M1；一路供电子开关M2。当没有DC用电器E5插入时，守候电路M1的3脚无感应电压，电子开关M2截止，后续电路不工作(电压Vc为0)，本实用新型处于守候状态。当有DC用电器E5插入时，守候电路M1的3脚接收到感应电流或电压信号，守候电路M1的2脚通知电子开关M2导通，建立电压Vc，向恒流源M3供电，当恒流电流正常时，电流检测器M4的3脚输出故障信号F6为低电平，或非门U1的1脚为低电平，或非门U1的2脚也为低电平（由于延时器M5的存在，即使如果有其它故障使测试点T2为高电平，延时器M5输出暂时也会为低电平），或非门U1的3脚输出端测试点T1为高电平，二极管D1导通来维持电子开关M2导通，守候电路M1完成启动任务退出，形成开关自锁，向本实用新型的五条电路供电是：

第一条电路向短路检测兼软启动电路M8供电，向负载电路输出一定的低电压和小电流，实现短路检测和主电源E4软启动。

第二条电路是最重要的一条电路，大多数的控制电路是围绕这条电路展开的，是关系到输出电压Vo的质量。恒流电流Iv从电子开关M2的2脚出发，经恒流源M3→电流检测器M4→插座J1的2脚→插头P1的b脚→稳压器W→插头P1的c脚→插座J1的3脚到地，在稳压器W上产生的电压降作为本实用新型的准电压VG，控制以下三个电路：

、准电压VG送到闸压跟随器U4的1脚，受测试点T4闸压信号控制，输出基准电压Vg送给误差放大器U6。

、准电压VG送到准电压VG窗口限幅器M6，负责检测基准电压VG的波动范围，设定电压上下限，凡DC用电器工作电压符合要求的，本实用新型供电；遇有超出设定的电压上下限时，本实用新型不供电。

、准电压VG送到电压平衡器E3，也是检测基准电压VG的波动的，当发现准电压VG波动时，本实用新型关机。

准电压VG窗口限幅器M6和电压平衡器E3的区别在于两个基准电压不同，基准电压REF1是一个固定电压，而基准电压REF2是准电压VG的暂稳电压。

第三条电路向LED推动器M10供电，点亮发光二极管DS1-DS6故障灯。

第四条电路向数码电压表Vm1和Vm2供电，点亮“准电压VG”和“输出电压Vo”。

第五条电路向插座J4的9脚和插座J6的9脚供电、通过插座向设备提供电能。

当出现接触不良、导线过细、稳压器W不稳定、人为故障等等，都能使准电压VG、基准电压Vg和输出电压Vo不稳，通过以下故障信息关闭主电源E4，停止供电：

、遇有电压Vc欠压时：稳压管DZ1、电阻R5和反相器U3组合输出欠压故障信号F1。

、遇有短路故障时：短路检测兼软启动电路M8的3脚输出故障信号F2。

、遇有输出电压Vo偏离基准电压Vg故障时：电阻R8和输出电压监测器M9组合输出故障信号F3。

、遇有准电压超出本实用新型设定电压范围故障时：电阻R6、稳压管DZ2、准电压VG窗口限幅器M6和电阻R4组合输出故障信号F4。

、遇有准电压波动故障时：电压平衡器E3输出故障信号F5。

得到这些故障信号后由或门U2进行处理，输入端凡有故障信号（高电平）,输出端的测试点T2就为高电平，于是电阻R2和三极管Q1拉低测试点T3电位，及时通知主电源E4关机；同时延时器M5开始延时，给显示电路留有显示时间，延时后给或非门U1的2脚输入一个高电平，使输出为低电平，二极管D2导通，加速电容C1放电，另一个二极管D1截止，电子开关M2也跟着截止，停止供电，守候电路M1重新开始工作。

当有DC用电器E5（添加了稳压器W，适配插头、插座和导线）插入本实用新型时，在没有故障的情况下，本实用新型由等待变为延时启动，电子开关M2导通自锁，测试点T1保持高电平，由电阻R1对电容C1充电，测试点T3电压开始升高，当电压达到稳压管DZ3门限时击穿（目的是启动延时时间长，关闭时间短），测试点T4变为高电平，短路检测兼软启动电路M8停止工作；闸压跟随器U4导通，输入是准电压VG，输出是基准电压Vg,电容C5和电阻R11是稳定基准电压Vg，与输出电压Vo分别进入误差放大器U6的两个输入端，经误差放大，输出误差放大信号，通过隔离电压控制器U7去控制PWM控制推动器U9，另外测试点T4的高电平通过隔离开/关控制器U8控制PWM控制推动器U9开启，推动高频变压器B1把高压+B变换为低压、经二极管D4整流、电容C6滤波、输出电压Vo，通过插座J1和插头P1连接，输送给用电器E5的负载LR；同时测试点T4的高电平使三极管Q2截止。

当插头P1拔出插座J1时，首先插头P1的b脚脱离插座J1的2脚。恒流电流中断，准电压VG升高，产生故障信号拉低测试点T3电位，经门限稳压管DZ3，又拉低测试点T4电位（低电平），去控制三路：一路关断闸压跟随器4，使基准电压Vg迅速为“0”；一路通过隔离开/关控制器U8快速关闭PWM控制推动器U9；一路通过反相器U5、电阻R9、使三极管Q2导通、电阻R10限流，把电容C6上的电荷尽快放掉，最后插头P1的a脚和P1的c脚脱离插座J1的1脚和J1的3脚，滤波电容上的电压已快速下降，在插头拔出瞬间，电火花减少，能防止电器损坏和电键烧蚀，可延长电器寿命，还可以避免输出电容C6上遗留电荷对下一个DC用电器的冲击。

本实用新型供电对象是DC用电器，几乎囊括了办公、家用、通信、娱乐等，如收音机、手机，LED灯、影碟机、笔记本电脑、路由器、机顶盒、电视机及多种小电器等等，这些DC用电器统一接口后，在加装稳压器W，我们不用考虑电压、正负极、是否有故障，可以随意插拔，当遇有接触不良，导线过细，电压超范围，本实用新型都能自动处理，如果有故障还会显示告诉你。本实用新型输出电压会随着您的DC用电器走，准确而稳定，稍有差池立即停机。本实用新型无机械开关，是利用插头插拔控制本实用新型的；或DC用电器本身具有电子自动开关系统控制本实用新型的；或来自网络和手机控制本实用新型的。本实用新型主电源关机后，本实用新型处于守候状态，守候电路守候电流仅有几十微安的损耗（因准电压VG电路上没有稳压器W接入，电流没有形成回路，电流损耗少），本实用新型的守候损耗比现有的待机损耗要少，十分省电。

网络时代的到来，DC用电器增多，特别是便携式电器增多、便携DC电源使用不便且使用率不高、电子垃圾的增多，网络控制不方便，多年来DC电源没有多大的改观。本实用新型吸取了内置和外置DC电源的优点，使内置用电器减轻整机重量、外形变薄、干扰减少、热量降低；使外置DC电源不用一对一，不用携带，减少导线压降影响。本实用新型开辟了使用DC电源的另一使用途经，把DC电源的固定电压输出变为被动电压输出，既当适配器又当充电器，笔记本电脑也好，手机也好，还有显示器、电视机、打印机、扫描仪、机顶盒等等众多的DC用电器，都可以使用同台本实用新型，起到一机多用的效果。

通过多年的试用可证明本实用新型比现有的DC电源更可靠，更方便、故障少，电压精度高。输出电压Vo是由基准电压Vg控制的，基准电压Vg是由准电压VG控制的，准电压VG是由DC用电器中的稳压器W稳压电压Vr控制的，归纳起来就是输出电压Vo等于稳压器W上的电压Vr，如果输出电压Vo偏离压Vr，本实用新型立即停止供电。本实用新型的目的就在于此。从理论上和实践上，在电压精确度、稳定度上要优于现有DC电源。

本实用新型即可组合，也可单用，只要有足够的功率，几乎能带动多种办公，家用、通信、学习和娱乐设备。本实用新型会更好的为DC用电器做好供电服务，提高电压和电流质量，成为DC用电器的真正公仆电源。

以上虽然根据附图表对本实用新型的实施例进行详细说明，但不仅限于此具体实施方式，本领域的技术人员根据此具体技术方案进行的各种等同、变形处理，也在本实用新型的保护范围之内。