专利名称：一种耐用的稳压电源的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术，主要用于保安技术领域。
背景技术：
任何电子技术设备均需要稳压电源，稳压电源性能的好坏直接影响到电子设备的好坏。发明者已有了多项电子技术成果，属于保安器材类，均需要一种较好的稳压电源与之配套，但现在的三端稳压集成电路，或按传统的稳压电源设计，均不能达到较好的效果。其主要原因一是防雷等级不高，这样保安器材将在雷雨季可能损害，或不能正常工作，将造成保安器失控的严重时段。二是不能在市电很宽的范围内工作，直接影响了保安器材的应用范围。三是稳压数值其精度有限不能对所配的蓄电池科学地浮充。四是保安器必须要配蓄电池，而蓄电池就必须要浮充，但是在蓄电池的浮充中一般要求电压高，而蓄电池放时其浮充电压会很快变低，因此按传统的设计，容易产生这样的矛盾，满足了浮充电压，又满足不了工作电压，反之满足了工作电压，又难以满足浮充电电压。而造成以上前三点不足一个主要原因在于电子产品中的三端集成稳压电路(如三端稳压集成电路78系列)的固有性造成，因78系列稳压集成电路输入端的电压不能太高，通常为30伏。而有雷击时三端集成电路的输入端可能超过此值。所以造成了第一方面的不足。造成第二方面的不足的原因是是，将220伏市电变为电子线路所需的低压后的桥式整流电压输出值，只能满足大多数情况的市电标准，在市电高的地方与时段，其桥式整流输出就可能超过三端集成电路的输入额定值。为解决这一问题，通常的传统方法是，在桥式整流之后三端集成电路之前，新增加一级射随器，其目的是，当桥式整流电压过高后，让射随器将输出限压，使这不要超过三端集成电路输入的额定电压。这样的方案虽然扩展了桥式整流输出的上限值，但又产生了新的矛盾，因为新增的射随器会产生附加损失电压降。在市电较低时，三端集成电路有可能可以工作，但因新增的射随器存在附加电压降，三端集成电路输入端就会变低，低于所需值，就不能稳压。造成第三方面的原因是，由于三端稳压集成电路的输出值是固定的某一整数值，如，5伏，8伏，12伏，还不能满足需要有小数值的的浮充电压，如12。6伏，等。造成第四点的原因是，在目前采用78系列的集成稳压电路的设计中，还没有找到一种较科学的设计方案。此外，所配的稳压电源还涉及造价成本与可靠性等多方面的约束，所以所需的稳压电源，初看起来简单，但仔细分析，确充满着多处难点，还必须进一步创新。
发明内容本发明的目的是设计一种新的稳压电源电路，使该电子电路一是具有很强的抗雷能力，二是可以在市电变化较大的地放与时段能正常工作，三是可以调整成稳压所需的任意值，四是具有过压过流保护性能，五是能找到即满足浮充的电压需要，又满足工作需要的交直流供电稳压电源，主要目的是能与发明者已有的专利成果能很好地配合，产生更好的技术效果，也为开发其它电子产品提供更大的空间。本发明的具体措施是:1、一种耐用的稳压电源由变压器、桥式整流输出，防雷管、输出电压调整管，基准电压支路，补偿电路，调压值支路、过压保护支路、过流保护支路、稳压放大管电路、蓄电池充放电电子开关单元共同组成，其具体线路是:用变压器低压的二次侧连接了一个桥式整流单元，桥式整流的输出与地线间连接了一只防雷管；其输出还连接了一只输出电压调整管的集电极；其输出还连接了一只电阻的一端；该电阻的另一端连接连接了输出电压调整管的基极。输出电压调整管的基极连接了两条支路接地，第一条支路是基极连接了一只稳压管的正极，该稳压管的负极接地，第二条支路是输出电压调整管的基极连接了另一只稳压管稳压值比第一支路高的稳压管的正极，该稳压管的负极接地。用一只电阻一端接在了输出电压调整管的发射极，另一端作为稳压电路的浮充端点输出；用两只二极管串联，接二极管正极的一端接在了调整管的基极，另一端接在调整流器管的浮充端点。用三个电阻串联组成了调压值支路，该支路的一端接在了调压管的浮充端点，另一端接地线。用一只三极管做稳压放大管，该管的集电极接在了调压管的基极，该管基极接在了调压支路上电阻的一个串联点上。用一只电阻与稳压管串联级组成了基准电压支路，其中电阻的一端接在了调整管的发射极上，稳压管负极的一端接在地线上，稳压放大管的发射极接在了电阻与稳压的串联接点上。用输出电压调整管的发射极与地线的引出线共同组成了两端向外输出线。用一只电阻一端接在了输出电压调整管的发射极，另一端作为稳压电路浮充电压的输出点；用两只二极管串联，二极管正极的一端接在了调整管的基极，另一端接在调整流器管的发射极浮充电压的输出点。浮充电压的输出点经过数只二极管串联后成为了交直流混合电路电压输出点，SP是本电源的输出点。用一只电阻即是浮充隔离电阻的一端接在了浮充电压输出点，另一端接在了蓄电池的正极，在该点同时接了一只PNP三极管即是充放电电子开关的发射极，用一只电阻的一端接在了该三极管的基极，电阻的另一端接地；该管集电极接在了交直流混合电路电压输出点。用一只二极管的正极连接在桥式整流输出，其负极连接在了充放电电子开关的基极。2、电源中所用三极管是高反压大功率管。3、电源中所用二极管是面结合二极管，所用整流二极管是5408。4、补偿电路是用一个电阻的一端接在整流器后的输出上，一端接在稳压放大管的基极上。对以下措施进一步解释如下。一、稳压的主要原理:[0025]调整管与放大管形成了很强的负反馈，一旦线路参数确定后，调整管就可以稳定在一个具体的数值上。电路见图一，具体稳压过程如下:9为输出电压调整管，15为稳压放大管，当输出电压调整管的射极输出端18过高或过低时，由电阻12、13、14所组成的调压值支路，将把变化的量给了稳压放大管15的基极，由于稳压放大管的射极为标准的固定电压，所以调压值支路的变化量将引起该管集电极发生变化，自动对三极管基极调整使其输出而成为标准值。二、大大提高防雷等级的原因:对防雷有三级保护，第一原因是调整管采用了高反压大功率管，其反压可以达数百伏，几乎是78系列的三端稳压集成电路输入电压的10倍左右，相当于承受能力提高了 10倍。之二是增加了防雷管作二级保护，能将雷击时的电压限制在击穿电压的数十伏的范围内，之三是在输出电压调整管的基极增加了稳压二极管，成为防雷第三级保护。该稳压管稳压值高于输出电压调整管的基极，所以平时不工作，不通电，但雷击时有涌流时，将成为泄放通道。三、在市电较高的地方与时段不会损坏电路的原因:因调整管是高反压管，仅管此时桥式输出的电压高，但是还会远低于高反压管耐压值。四、能在市电较低的地方与时段工作的主要原因:一是输出电压调整管，不会产生附加电压降，直接将桥式整流输出电压调整为输出稳压电路输出电压，即是只要桥式电压高于输出电压，且这个电压能使三极管工作，就能稳压。(说明:如果采用传统的三极管与三端集成电路串联的方案，因为三端要稳定的工作，必须要输入端的电压高于输出端一个定值，而三端集成电路的输入前级如果串有三极管发射器，则输入端就增加了射随器引起的附加电压损失，也即是在市电低时，桥式输出必须要减去附加损失电压后，才是三端集成电路的输入有效电压。而在市电低时，这是宝贵的电压。)，其二是因调整管是高反压管，所以在设计时可以把桥式输出电压可以设计得高一些，在市电低时这时桥式电压不可能很低，就可以作一定补偿。五、能扩展市电变化范围的原因:由于上两条原因，市电高时不损坏电路，而在较低时仍可以正常工作。所以可大大地扩展了市电变化的工作范围。六、可以调整不同的输出稳压值的原因:由于基准电压支路中的电阻与串联的稳压管确定后，稳压放大管的发射极电压值固定。而在调压值支路的三个电阻组成了调压管输出的分压关系，当上偏电阻(以稳压放大管的基极连接点为分界，与火线相连的部分为上偏电阻，与地线相连的部分为下偏电阻)阻值增大，分压多，则稳压输出电压高，反之少。所以调整电阻，就可以把稳压基本数值调整为所需值，如标准的浮充电压值，12。6伏，而不是简简单的整数12伏。这里应说明是，该支路的上偏电阻有两个，即图一中的R12与R13，其中R13主要作精调之用。七、过流保护原理:当输出电流过大时，调整管发射极所串联的电阻压降增大，超过一定值时，过流保护支路中的二极管导通，流入输出电压调整管的基极电流减少，负载过流超多，则减少的基极电流越多，自动形成对调整管保护。[0038]八、过压保护原理:由输出电压调整管对地连接的两支路但任，当输入电压过高时，第一条支路首先导通，输出电压调整管基极电压被钳位到额定数，稳压电流的输出电压也自然被钳位到一定数，当第一条支路损坏开路时，第二条支路立即自动投入保护。九、提高可靠性的几点措施:一是在防雷电路中，形成了三级保护，(见第二条)。二是在电子线路中，由于稳压管是一种易坏件，而防雷是本方案的重点，所以在输出电压调整管的基极回路中新增加了第二支路，该路由一只稳压二极管与2只二极管的串联形式，这就形成了对基极稳压电路的一种“特殊的替代”保护方式，其原理是:基极回路中两条支路中的两只稳压二极管稳压参数一致，但其中第二只支路多串联了两只二极管，稳压值会高出2个PN结，所以在正工作时，该第二支路电流会因被稳压低的第一支路钳位，也即是当稳压值低的第一支路没有损坏时，基极电流始终从第一支路通过，而串联有二极管的第二支路因被钳位，不会损坏，就会处于一种“永远守候状态”，当第一支路损坏断路时，“守候状态”的第二支路会自动投入工作，由于基准电压及调压值支路各参数均未发生变化，所以不会因第二支路的加入稳压值不会发生变化。三是在基准电路中采用了面结合型的二极管，其可靠性很高。四是过压保护两条支路平时因为稳压管稳压的参数值高于输出电压调整管基极电压，被钳位无电流通过，不产生“电磨损”，不易损坏，而传统的三级管与三端集成电路的联合设计方案，其中的射随器中的稳压管处于长期工作状态，相对容易损坏。五是利用复合功能，减少元件数，但性能不减。十、浮充原理:因为浮充端点输出是浮充电压，而且是13。5伏，所以保证了浮充电压的正确。浮充电阻(图中19)主要有两项功能，一是在对大电流限流，二是实现交流稳压浮充输出点分与蓄电池之间的电压隔离，所以交流部分在浮充时期，可以成为工作源。第一、充放电电子开关电子开关可以成功解决蓄电池浮充时蓄电池电压高，而放电电压低，两者不一致问题，其原理是:该部分由电子开关管PNP管(图中21)及外围件组成。该管基极对地电阻(后图中22)，受桥式整流输出端的控制。这种线路的组成，就形成了这样的原理，当桥式输出电压时，表明了此时有交流电，蓄电池应为浮充阶段，这时开关管PNP管的工作状态是，其基极有电压，PNP管不会导通而成为封闭状态，当当桥式输出无电压时，PNP管基极没有附加电压，PNP管构成的电子开关成开通状态。蓄电池为放电状态。这样就可靠地区分浮充与蓄电池放电的两个阶段。应作重指出，该管PNP管不仅只是一个状态控制开关管，区别了浮充与放电两种状态，而且有很重要一点，蓄电池处于放电状态时，该管处于饱和状态，而所降的电压很低，不会损失蓄电池十分宝贵的压降。十二、在由市电供电或在蓄电池放电时输出质量好的电压的原理。平衡二极管组件(后图35)之作用:由于交流稳压输出是浮充电压为13。5伏，经过了两个二极管后降压后，又降为了 12伏左右，由于二极管动态电阻小，对负载影响小，不产生输出电压波动，所以保证了交流输出的正确性。而在蓄电池供电时，不经过该件，只经过充放电电子开关，不产生压降。本发明实施后有以下显著的优点:[0049]一、性能好，体现在以下两方面。(一)、交流部分性能好，而在有市电时是绝大部分情况，所以交流性能好直接关系到本发明的性能，主要体现在以下方面:一是抗雷效果好，在雷雨季节，不易损坏，所配套的电器不因雷雨天而停止工作。二是适应面广，比传统的稳压电源有更宽的适应能力，即是可以使所配的保安器在电压高的地方与时段或意外原因时工作而不致于损坏，而在电压较低的地方与时段也能正常工作。三是可用于输出代有小数的稳压值。因而可以浮充蓄电池所需的电压。需要对蓄电池的浮充电路，该线路不可能是整数值。所以本发明有很强的配套能力，四是性能优异，具有过压与过流保护。(二)、在无市电，由直流供电，在直流供电方面有显著的优点，:第一，在有交流电时，蓄电池始终保持的是浮充电压，满足的蓄电池的要求，实施了最好的科学维护，蓄电池不易损坏，寿命长。第二，在有交流供电时满足了浮流所需的浮充电压又输出了系统所需的12电压，完合不影响系统所需的的性能。第三，当蓄电池处于放电阶段时，开关管对蓄电池十分宝贵的压降十分小，即压降损失很小。(蓄电池正常放电时，因为电压微弱的变化均表明了放电情况，压降十分宝贵)。二、可靠，优于目前广泛应用的传统设计。—是在电子线路，有源件如三极管集成电路是易坏件，而在该线路中只有只有一只三极管且为高反压大功率管，可靠性一般都大大高于普通三极管。二是在电子线路，稳压二极管也是易坏件之一，而在本发明中，对稳压管作了特殊处理，所以可靠性高于传统的联合设计。三、成本与传统的三极管与三端集的联合设计之成本，基本没有增加，而比很多专业稳压电源要廉价很多。四、线路不复杂，具有可操作性。
附图1是实施本发明措施I的电路图。图中:1、整流后输出；5、防雷管6、输出电压调整管基极电阻、7、输出电压调整管对地第一支路、8、输出电压调整管对地第二支路，9、输出电压调整管，10、过流保护支路中的二极管，11、过流保护支路中的电阻，12、调压值支路中上偏电阻，13、调压值支路中上偏电阻的调整电阻，14、调压值支路中的下偏电阻，15、稳压放大管、16，基准电压支路中的电阻，17、基准电压支路中的稳压管，18、平衡二极管，19 ;浮充隔离电阻；20、蓄电池；21、充电开关管；22、受控基极电阻；23、取样二极管；24、交直流电源输出。附图2是实施本发明中措施4的电路图。图中:1、整流后输出；5、防雷管6、输出电压调整管基极电阻、7、输出电压调整管对地第一支路、8、输出电压调整管对地第二支路，9、输出电压调整管，10、过流保护支路中的二极管，11、过流保护支路中的电阻，12、调压值支路中上偏电阻，13、调压值支路中上偏电阻的调整电阻，14、调压值支路中的下偏电阻，15、稳压放大管、16，基准电压支路中的电阻，17、基准电压支路中的稳压管，18、平衡二极管，19 ;浮充隔离电阻；20、蓄电池；21、充电开关管；22、受控基极电阻；23、取样二极管；24、交直流电源输出；60、措施提出的补偿电路电阻。
具体实施方式
:1、按图1或图2选定三极管，防雷管、二极管与电阻，其中三极管选定高反压大功率管，如3DD15，TIP42C防雷管击穿电压参数应选低于三极管反压值。2、按图1与图2的线路图焊接。3、调整参数。(I)、调整浮充电压数值:当确定了基准电压支路的参数后，这时可调节调压值支路中上偏电阻中的调整电阻R13阻值的大小，就可将稳压的输出值调到所需要要的数值上。其规律是当其电阻的阻值越大，则输出的电压越高，反之越低，使浮充电压达到厂家所要求的科学值。(2)、调整在由市电工作时的稳压值:调整平衡二极管的数值，使之符合要求。(3)、调整充放电电子开关在浮充时的参数:接通交流市电，断开电子开关的集电极的连接点，此时电压为零。(4)、调整充放电电子开关在蓄电池为放电时的参数:断掉市电源，测电子开关PNP管发射极与集电极的电压，此时电压应小于O。I伏，如果大于该值，则应减少电子开关基极接地电阻的阻值。
权利要求1.一种耐用的稳压电源，其特征是，由变压器、桥式整流输出，防雷管、输出电压调整管，基准电压支路，补偿电路，调压值支路、过压保护支路、过流保护支路、稳压放大管电路、蓄电池充放电电子开关单元共同组成，其具体线路是: 用变压器低压的二次侧连接了一个桥式整流单元，桥式整流的输出与地线间连接了一只防雷管；其输出还连接了一只输出电压调整管的集电极；其输出还连接了一只电阻的一端；该电阻的另一端连接连接了输出电压调整管的基极； 输出电压调整管的基极连接了两条支路接地，第一条支路是基极连接了一只稳压管的正极，该稳压管的负极接地，第二条支路是输出电压调整管的基极连接了另一只稳压管稳压值比第一支路高的稳压管的正极，该稳压管的负极接地； 用一只电阻一端接在了输出电压调整管的发射极，另一端作为稳压电路的浮充端点输出；用两只二极管串联，接二极管正极的一端接在了调整管的基极，另一端接在调整流器管的浮充端点； 用三个电阻串联组成了调压值支路，该支路的一端接在了调压管的浮充端点，另一端接地线； 用一只三极管做稳压放大管，该管的集电极接在了调压管的基极，该管基极接在了调压支路上电阻的一个串联点上； 用一只电阻与稳压管串联级组成了基准电压支路，其中电阻的一端接在了调整管的发射极上，稳压管负极的一端接在地线上，稳压放大管的发射极接在了电阻与稳压的串联接点上； 用输出电压调整管的发射极与地线的引出线共同组成了两端向外输出线； 用一只电阻一端接在了输出电压调整管的发射极，另一端作为稳压电路浮充电压的输出点；用两只二极管串联，二极管正极的一端接在了调整管的基极，另一端接在调整流器管的发射极浮充电压的输出点； 浮充电压的输出点经过数只二极管串联后成为了交直流混合电路电压输出点，即是本电源的输出点； 用一只电阻即是浮充隔离电阻的一端接在了浮充电压输出点，另一端接在了蓄电池的正极，在该点同时接了一只PNP三极管即是充放电电子开关的发射极，用一只电阻的一端接在了该三极管的基极，电阻的另一端接地；该管集电极接在了交直流混合电路电压输出占.用一只二极管的正极连接在桥式整流输出，其负极连接在了充放电电子开关的基极。
2.如权利要求1所述的一种耐用的稳压电源，其特征是:电源中所用三极管是高反压大功率管。
3.如权利要求1所述的一种耐用的稳压电源，其特征是:电源中所用二极管是面结合二极管，所用整流二极管是5408。
4.如权利要求1所述的一种耐用的稳压电源，其特征是:补偿电路是用一个电阻的一端接在整流器后的输出上，一端接在稳压放大管的基极上。
专利摘要一种耐用的稳压电源，属于电子技术，用于保安技术领域，由变压器桥式整流输出，防雷管，电压调整管，补偿，基准电压支路，调压值支路，过压保护支路，过流保护支路，稳压放大管电路，蓄电池充放电电子开关电路共同组成。变压器次级线圈连接了桥式整流电路，整流电路输出连接了防雷管及一只输出电压调整管，输出电压调整管的基极连接了两条支路接地，用一只电阻与稳压管串联组成了基准电压支路，用一只电阻一端接在了输出电压调整管的发射极，另一端作为稳压电路浮充电压的输出点，浮充电压的输出点经数只二极管串联成为了交直流混合电路电压输出点，用一只二极管的正极连接在整流输出，其负极连接在了充放电电子开关三极管基极。
文档编号G05F1/56GK203038150SQ20122052921
公开日2013年7月3日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者杨敏, 程劲 申请人:程劲