多功能稳压电路的制作方法
【专利摘要】多功能稳压电路，属于保安【技术领域】，由稳压调整单元、过流保护显示单元、过压保护单元、直流电子开关电路及平衡二极管共同组成，稳压调整单元将整流输出电压调整为直流电子开关电路中所需的浮充电压，当设备发生故障时，过流保护显示单元立即启动，发出光指示，便于观察，以便人们及时处理故障，本电路实施后具有多重防雷防过压的能力，当有雷击过压情况产生，过压保护单元立即启动，形成对稳压调整单元的速断保护，过压消失，立即已恢复为常态，直流电子开关电路解决了浮充电压高而放电电压低的问题，配合平衡二极管，实现交直流共用，为电源产品的开发提供了新的方向。
【专利说明】多功能稳压电路
【技术领域】
[0001] 属于保安【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 科技不断的发展与普及，电子产品已经遍及每个家庭，所的电子产品，都需要一个 优秀的电源与之配套，才能保证电子产品优秀的性能，在电子产品中，电源却是最容易损坏 的部分，不仅是因为电源要长期带电，功耗大，还有就是设备发生故障时，产生电流过大，更 有甚者，在雷雨天时，受到雷击而产生过压，如不及时断电，电源必定会损坏。
[0003] 现在的稳压电源，以三端集成稳压电源为主，这种稳压电源线路简单，稳压性能 好，但是在过流与过压方面还存在不足，因为三端集成稳压电源的输出端电压不能过高，否 则易损坏，而当雷击过压时，电压会高达100V或100V以上，如不采取措施，受雷击损坏的可 能性大，再一个如果设备发生故障，产生过流，电源中的相关元件因为功耗过大而发热，如 不及时处理，很大程度会被烧毁，正是因为这些情况，所以现在的家庭，在雷雨天时，还是使 用断电来保证设备不被损坏，但是在设备本身发生故障时，却又不能及时得知，有的设备又 不能找到很好的维修点而产生诸多不便，因此，电源的研究是十分关键的存在。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的是，为了保证各种电子设备的需求，继续对电源作进一步的提 升，提出新的技术方案，使之具备过压、适用范围宽、过流时能主动显示的多功能稳压电路， 实现交直流共用，在任何时候都保证设备良好工作性能的优秀电源品种。
[0005] 本发明采用的措施是：
[0006] 1、多功能稳压电路由稳压调整单元、过流保护显示单元、过压保护单元、直流电子 开关电路及平衡二极管共同组成。
[0007] 其中：稳压调整单元由调整三极管、电压调整上偏电阻、电压调整支路组成；调整 三极管的集电极连接整流输出，电压调整上偏电阻的一端接在调整三极管的集电极上，另 一端连接调整三极管的基极；电压调整支路由调整二极管串联电路与精调电阻组成，调整 二极管的正极连接调整三极管的基极，负极接精调电阻后到地，调整三极管的发射极串联 过流保护电阻后成为稳压调整单元的输出端，即浮充端点。
[0008] 过流保护显示单元：过流保护三极管的发射极连接在调整三极管的的基极上，过 流保护三极管的基极连接在稳压调整单元的输出端，过流保护三极管的集电极串联过流显 示发光管后到地。
[0009] 过压保护单元由防雷管、限压保护支路、过压保护可控硅、控制极电阻、触发稳压 管组成；过压保护可控硅的阳极连接调整三极管的基极，触发稳压管的正极连接稳压调整 单元的输出端，负极接过压保护可控硅的控制极，控制极电阻的一端连接过压保护控制硅 的控制极，另一端接地。
[0010] 限压保护支路由二极管串联而成，限压保护支路的正极接调整三极管的基极，负 极接在电压调整支路的调整二极管中。
[0011] 防雷管的一端接整流输出，另一端接地。
[0012] 直流电子开关电路由充电电阻、蓄电池、放电电子开关管、整流控制二极管；基极 受控电阻组成；充电电阻的一端连接浮充端点，另一端连接放电电子开关管的发射极，放电 电子开关管的发射极还接了蓄电池到地，整流控制二极管的正极接在整流输出上，负极连 接放电电子开关管的基极，放电电子开关管的基极还接了基极受控电阻到地，放电电子开 关管的集电极连接平衡二极管的负极。
[0013] 平衡二极管的正极连接稳压调整单元的输出端，负极与放电电子开关管的集电极 接在一起作为交直流混合式电压输出端。
[0014] 2、调整三极管是反向击穿电压大于100V的NPN三极管；过流保护三极管与放电电 子开关管为PNP三极管。
[0015] 3、防雷管选用低于调整三极管反向击穿电压值的防雷管。
[0016] 4、限压调支路中的二极管比电压调整支路中的二极管多四只或五只；两支路中的 二极管都是面贴合型二极管。
[0017] 对以上措施解释如下：
[0018] 一、稳压的主要原理：
[0019] 由调整三极管（103)、电压调整上偏电阻（104)、调整二极管（107)与精调电阻 (106)组成的电压调整支路共同组成了稳压调整单元。
[0020] 调整三极管是高反压大功率三极管，反向击穿电压大于100V，采用射随输出的形 式，负反馈强，一旦电压调整支路的参数确定后，调整三极管就输出为了一个定值，这个定 值能满足直流电子开关电路的浮充要求。
[0021] 二、具有良好的过流保护及监测性能的说明：
[0022] 本单元由过流保护电阻（108)、过流保护三极管（109)、过流显示发光管（110)组 成。
[0023] 产生过流保护的原理：当配套设备发生故障(通常是设备中的电子元件损坏，使整 体电流过大)，此时经过过流保护电阻的电流增大，超过过流保护三极管发射极与基极间的 电压后，过流保护三极管开通，形成对稳压调整单元中的调整三极管的基极分流，封闭调整 三极管的输出，此时过流显示发光管发光，以供人们观察，及时处理故障。
[0024] 具有自动保护与自动恢复性能：当过流保护电阻电压增加，过流保护三极管开通， 故障消除后自动恢复。
[0025] 三、具有良好的过压保护能力的说明：
[0026] 本单元由防雷管（102)、限压保护支路（105)、过压保护可控硅（113)、触发稳压管 (111)、控制极电阻（112)组成。
[0027] 为了在雷雨季节，各种电子设备不必再断电来保证其不会损坏，都能正常工作，因 此防雷与过压是一个关键。对于防雷与防过压，本发明作了以下措施：
[0028] 1、过压保护可控硅形成了速断保护功能，具有很强的防过压能力。
[0029] 形成的原理：当雷击而造成稳压调整单元的输出端电压过高，而超过触发稳压管 的稳压值后，触发过压保护可控硅导通，立即对调整三极管的基极钳位，对调整三极管输出 电压封闭，形成防雷过压的速断保护。
[0030] 过压保护可控硅启动迅速，还能自行恢复，其原因是：一旦稳压调整单元的输出端 电压过高时，过压保护可控硅导通具有很强的正反馈，能迅速将调整三极管的基极钳位，形 成"速断保护功能"。而当稳压调整单元的输出端无过压后，已不能对过压保护可控硅形成 触发，因为触发稳压管有"门坎"，因而成为过压保护可控硅自动恢复的原因之一，之二是 过压保护可控硅控制极的对地电阻，形成分流，大大减少过压保护可控硅自保持的灵敏度， 理论与试验说明，只要该电阻调整得当，一旦过压消失，过压保护可控硅将无自保持电流存 在，而自动恢复成断路状态，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，在未过压时，过压保护可控硅处于"开路状态"，只要雷击或过压时才起作用，所以不容 易损坏，时刻都处于一种"备份"保护状态，增强了保护的可靠性。
[0031] 2、有限压保护支路，接在电压调整支路中，当有雷击过压时，再一次对调整三极管 的基极稳压，形成对稳压调整单元的输出端的限压保护。该支路比电压调整支路的二极管 多四只，即限压保护支路的电压比电压调整支路的电压高，因此在未过压时，限压保护支路 不会导通，是备份状态，不会产生电磨损。而所用的是二极管，比普通稳压管耐用，所以不易 损坏。
[0032] 3、安有防雷管，防雷管的耐压值低于调整三极管的反向击穿值，因此在有雷击过 压时，防雷管优先断开，保护了电源的整体。
[0033] 4、调整三极管是高反压大功率三极管，反向击穿压值高于100V，比常用的三端集 成稳压电路高出10倍，所以对过压有很强的承受能力。
[0034] 四、直流电子开关电路的说明：
[0035] 由充电电阻（115)、放电电子开关管（117)、蓄电池（116)、整流控制二极管（118)、 基极受控电阻（119)组成的直流电子开关电路，实现了科学浮充，解决了充电电压高而放电 电压低的问题，在蓄电池放电不会产生压降，减少了电压损失，形成交直流的共用。
[0036] 1、能标准浮充的原因：
[0037] 调整三极管基极调整二极管所串的精调电阻可以在0.7V之内进行电压调整，很 容易调整出标准浮充电压13. 8V。
[0038] 2、解决浮充电压高，而放电电压低的原理：
[0039] (1)、放电电子开关管是大功率PNP三极管，当基极电压低，PNP三极管导通，一股 大电流从PNP三极管的发射极流向集电极，集电极电压升高，因此当整流输出无电压时，放 电电子开关管导通，即蓄电池开始放电，之所以选用PNP三极管，因为它导通时压降很小， 可以忽略不计，所以在无交流电的时候不会产生压降，放电三极管的集电极电压等同于蓄 电池电压。
[0040] (2)、而在有交流电压时，整流控制二极管直接将电压输入放电三极管的基极，因 为PNP三极管的特性，基极有电压存在，因此放电电子开关管不会导通，所以放电电子开关 管平时处于截止状态。
[0041] 五、平衡二极管（120)的使用，在有交流供电时，让稳压调整单元的输出端电压降 为可用的工作电压，而在只有直流电压供电时，直流电压不经过平衡二极管，不会产生多余 的压降，实现交直流共用。
[0042] 六、能在市电较低的地方与时段工作的主要原因：一是线路中的调压三极管，不会 产生附加电压降，只要整流电压高于输出电压，就能让该管工作，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输入电压扩展方案，必须要提供三端集成电路正常 工作所需电压，同时也需要三极管工作电压，这样主产生了三极管附加损失电压。而在市电 低时，这是宝贵的电压)。其二是因调整三极管是高反压管，所以在设计时可以把整流输出 电压可以设计得高一些，在市电低时，这时整流电压不可能输出很低，就可以作一定补偿。
[0043] 能扩展市电变化范围的说明：由于市电高时不损坏电路，而在较低时仍可以正常 工作。所以扩展了市电变化的工作范围。
[0044] 本发明实施后有以下显著的优点：
[0045] 1、既能提供稳定的电压，又具有监测作用，如果所配设备有故障，立即主动警示， 无故障不指示，故障消失，立既恢复，所以配套一些特殊的电子设备，意义很大。
[0046] 2、防雷与过压能力强，具有多重防雷防过压功能，不再因雷雨季节断电而停止工 作。
[0047] 3、适应面广，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，扩展了市电波动的范围。
[0048] 4、可用调整输出代有小数的稳压值，对蓄电池科学浮充。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。
[0049] 5、线路简洁，易生产与调试。
【专利附图】
【附图说明】
[0050] 图1是多功能稳压电路图。
[0051] 图中：101、整流输出；102、防雷管；103、调整三极管；104、电压调整上偏电阻； 105、限压保护支路；106、电压调整支路中的精调电阻；107、电压调整支路中的调整二极 管；108、过流保护电阻；109、过流保护三极管；110、过流显示发光管；111、触发稳压管； 112、控制极电阻；113、过压保护可控硅；115、充电电阻；116、蓄电池；117、放电电子开关 管；118、整流控制二极管；119、基极受控电阻；120、平衡二极管；121、交直流混合式电压输 出端。
【具体实施方式】
[0052] 1、选定元件：调整三极管选用高反压大功率NPN三极管；过流保护三极管与放电 电子开关管选用大功率PNP三极管；防雷管的耐压值选用比调整三极管的反向击穿电压值 低的防雷管。
[0053] 2、调整稳压输出值。调整电压调整支路中的调整二极管的个数，调整二极管可用 为粗调，而所串联的精调电阻可以〇. 7V以内的电压进行精调。调整二极管的个数越多，稳 压调整单元的输出电压越高，反之越低；而精调电阻的阻值越大，稳压调整单元的输出电压 越高，反之越低。
[0054] 3、调整过压保护参数。断掉变压器一次侧，用示波器的接在稳压调整单元的输出 端，用1〇〇伏的直流电压点击整流端，示波器显示输出端不会有高压存在，否则应调整触发 稳压管的参数，其次调整限压保护支路中二极管的个数。
[0055] 4、调整过流保护参数：用表计串联在输出回路中，在稳压输出端带上假负载，调整 假负载阻值模拟短路故障到要求，即是出现要求的电流峰值，之后，这时电表所示电流数值 会大幅下降。同时LED灯亮，否则应调整过流保护电阻的阻值。
[0056] 5、调整放电电子开关管的性能，其一是当整流有输出时，测放电电子开关管发射 极与集电极电压应开路。其二是当整流无输出时，测放电电子开关管发射极与集电极电压 应小于〇. 1，否则改变放电电子开关管基极受控电阻的阻值。
【权利要求】
1. 多功能稳压电路，其特征是：由稳压调整单元、过流保护显示单元、过压保护单元、 直流电子开关电路及平衡二极管共同组成； 其中：稳压调整单元由调整三极管、电压调整上偏电阻、电压调整支路组成；调整三极 管的集电极连接整流输出，电压调整上偏电阻的一端接在调整三极管的集电极上，另一端 连接调整三极管的基极；电压调整支路由调整二极管串联电路与精调电阻组成，调整二极 管的正极连接调整三极管的基极，负极接精调电阻后到地，调整三极管的发射极串联过流 保护电阻后成为稳压调整单元的输出端，即浮充端点； 过流保护显示单元：过流保护三极管的发射极连接在调整三极管的的基极上，过流保 护三极管的基极连接在稳压调整单元的输出端，过流保护三极管的集电极串联过流显示发 光管后到地； 过压保护单元由防雷管、限压保护支路、过压保护可控硅、控制极电阻、触发稳压管组 成；过压保护可控硅的阳极连接调整三极管的基极，触发稳压管的正极连接稳压调整单元 的输出端，负极接过压保护可控硅的控制极，控制极电阻的一端连接过压保护控制硅的控 制极，另一端接地； 限压保护支路由二极管串联而成，限压保护支路的正极接调整三极管的基极，负极接 在电压调整支路的调整二极管中； 防雷管的一端接整流输出，另一端接地； 直流电子开关电路由充电电阻、蓄电池、放电电子开关管、整流控制二极管；基极受控 电阻组成；充电电阻的一端连接浮充端点，另一端连接放电电子开关管的发射极，放电电子 开关管的发射极还接了蓄电池到地，整流控制二极管的正极接在整流输出上，负极连接放 电电子开关管的基极，放电电子开关管的基极还接了基极受控电阻到地，放电电子开关管 的集电极连接平衡二极管的负极； 平衡二极管的正极连接稳压调整单元的输出端，负极与放电电子开关管的集电极接在 一起作为交直流混合式电压输出端。
2. 根据权利要求1所述的多功能稳压电路，其特征是：调整三极管是反向击穿电压大 于100V的NPN三极管；过流保护三极管与放电电子开关管为PNP三极管。
3. 根据权利要求1所述的多功能稳压电路，其特征是：防雷管选用低于调整三极管反 向击穿电压值的防雷管。
4. 根据权利要求1所述的多功能稳压电路，其特征是：限压调支路中的二极管比电压 调整支路中的二极管多四只或五只；两支路中的二极管都是面贴合型二极管。
【文档编号】H02H9/02GK203850826SQ201420257192
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】周从戎 申请人:重庆宁来科贸有限公司