防过压强的保护双端的电源的制作方法
【专利摘要】防过压强的保护双端的电源，属于电子【技术领域】，由整流电路、过压速断保护电路、交流稳压电路、直流充放电电路、平衡二极管共同组成；在保持78系列集成稳压电路的优点后，提升了防雷过压能力，电路中的过压速断保护电路中包含了第一级过压保护电路、第二级过压保护电路、输入端过压保护触发支路与输出端过压保护触发支路，对交流稳压电路中的78系列集成稳压电路的输入端与输出端都进行了速断保护，因而防雷能力大大提升，直流充放电电路实现了对蓄电池的科学浮充，在蓄电池放电时不产生电压降，形成交直流共用，在任何时候都保持了设备良好的工作性能，适用于各种电器设备，值得推广与使用。
【专利说明】防过压强的保护双端的电源
【技术领域】
[0001] 属于电子【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 在雷雨天，人们常习惯于断掉电源来保证设备不会受到雷击而损坏，当然这种方 式也是最安全保险的，但是这种方式对于一些特殊产品却不适用，因为断掉电源，设备就不 会再工作，如防盗类产品，就有了空隙，对于一些有心人来说就等于是机会，产生的后果严 重，因此，对于这类的特殊产品，是不建议断电的。
[0003] 电源是保证电子设备性能的一个关键，目前，市场上优秀的电源种类很丰富，稳压 性能也很好，如三端稳压类，但是这种稳压源却败于其输入端电压不能过高，通常只有30V 左右，所以过压能力差，而当有雷击涌压时，会在100V左右，因此易受雷击损坏，如果采用 防雷管，防雷管在击穿时的保护是对地短路，这样的结果是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，因此，为了保证各种设备的性能，对电源的研究还需更进一步。
【发明内容】
[0004] 为了让各种电器设备都能有适用的电源与之配合，保证各种电器设备的良好性 能，本发明的主要目的是再次提出的新颖的技术方案，设计一种新电源，实施后在保持78 系列一系列的优点之上，提高了防雷能力，放宽了对市电波动的能力，在任何时候都保持设 备的良好工作性能，以适应电子产品的特殊需要。
[0005] 本发明采用的措施是：
[0006] 1、防过压强的保护双端的电源由整流电路、过压速断保护电路、交流稳压电路、直 流充放电电路、平衡二极管共同组成。
[0007] 其中：整流电路是两只整流二极管串联成一条支路，另两只整流二极管串联成另 一条支路，两条支路的正极连接在一起接地线，两条支路的负极连接在一起成为整流输出， 两条支路中整流二极管的串联点分别接变压器的两个次级。
[0008] 过压速断保护电路由第一级过压保护电路、第二级过压保护电路、输入端过压保 护触发支路与输出端过压保护触发支路组成。
[0009] 第一级过压保护电路由第一级过压保护三极管、限压保护稳压管、上偏电阻共同 组成：第一级过压保护三极管的集电极连接整流输出，上偏电阻连接在整流输出与第一级 过压保护三极管的基极之间，限压稳压稳压的正极连接在第一级过压保护三极管的基极， 负极接地，第一级过压保护三极管的发射极是过压速断保护电路的输出。
[0010] 第二级过压保护电路是用第二级过压保护三极管的集电极连接到第一级过压保 护三极管的基极上，第二级过压保护三极管的发射极接地，第二级过压保护三极管的基极 连接基极保护电阻的一端，基极保护电阻的另一端连接了输入端过压保护触发支路与输出 端过压保护触发支路的输出端。 toon] 输入端过压保护触发支路是由输入端保护二极管串联而成，输入端过压保护触发 支路的正极接在过压速断保护电路中第一级过压保护三极管的发射极上，输入端过压保护 触发支路的负极即输入端过压保护触发支路的输出端连接基极保护电阻后接到第二级过 压保护三极管的基极上。
[0012] 输出端过压保护触发支路由输出端保护二极管串联而成，输出端过压保护触发支 路的正极连接在交流稳压电阻的输出端，输出过压保护触发支路的负极即输出端过压保护 触发支路的输出端与输入端过压保护触发支路的输出相连。
[0013] 交流稳压电路是：78系列集成稳压电路的输入端连接过压速断保护电路的输出 端，78系列集成稳压电路的接地端串联电压精调下偏电阻后到地，78系列集成稳压电路的 输出端即交流稳压电路的输出端连接电压精调上偏电阻后到78系列集成稳压电路的接地 端。
[0014] 直流充放电电路由放电三极管、充电隔离支路、蓄电池、整流控制二极管与基极受 控电阻组成：充电隔离支路由充电隔离二极管与充电隔离电阻串联而成，充电隔离二极管 的正极连接交流稳压电路的输出端，负极连接充电隔离电阻后连接放电三极管的发射极， 放电三极管的发射极还接了蓄电池到地，整流控制二极管的正极连接整流输出，负极连接 放电三极管的基极，放电三极管的基极还接了基极受控电阻到地。
[0015] 平衡二极管的正极连接交流稳压电路的输出，负极与放电三极管的集电极连接在 一起成为交直流混合电压输出端。
[0016] 2、整流二极管与充电隔离二极管的功能一致，比输入端过压保护触发支路与输出 端过压保护触发支路中的二极管功率高。
[0017] 3、第一过压保护三极管与第二过压保护三极管都是反向击穿电压彡100V的三极 管。
[0018] 措施总述：本电源是交直流混合使用，在保持78系列集成稳压电路的优点后，提 升了防雷过压能力，电路中有过压速断保护功能，对78系列集成稳压电路的输入端与输出 端都进行了保护，因而防雷能力大大提升，直流部分实现了对蓄电池的科学浮充，在蓄电池 放电时不产生电压降，在无交流电压时，设备也能正常工作。
[0019] 对以上措施进一步说明如下：
[0020] 一、过压速断保护电路中包含了第一级过压保护电路、第二级过压保护电路、输入 端过压保护触发支路与输出端过压保护触发支路，几部分联合作用，性能优异，大大提升了 防雷能力。
[0021] 第一级过压保护电路中的第一级过压保护三极管与第二级过压保护电路中的第 二级过压保护三极管都是高反压大功率三极管，反向击穿电压高于了 100V，因而对防雷有 很大的帮助。输入端过压保护触发支路与输出端过压保护触发支路中都是使用了二极管串 联的形式，二极管是常用件，不易损坏，因而保证了电路的稳定性与可靠性。
[0022] 1、对交流稳压电路的输入端形成保护的原理：
[0023] 78系列的稳压性能优异，但其输入端不能超过30V，否则易损坏，而当有雷击过压 时，电压会超过100V，本电路中的78系列集成稳压电路（8)的输入端连接在了第一级过压 保护三极管（7)的发射极上，还增加了输入端过压保护触发支路（9)，形成了这样的原理： 如果雷击而造成整流输出端过高时而超过输入端触发支路（9)的门坎后，第二级过压保护 三极管（5)迅速导通，立即对第一级过压保护三极管（7)的基极短路，使第一级过压保护 三极管的发射极完全无输出，因而78系列的输入端无电压，形成了输入端防雷过压速断保 护。
[0024] 2、对交流稳压电路的输出端形成保护的原理：
[0025] 如果输出端有涌压输出，而且超过了输出端过压保护触发支路（12)的门坎后值 后，因为输出端过压保护触发支路的输出与输入端过压保护触发支路的输出以或门的方式 触发第二级过压保护三极管（5)，因此，当输出端有涌夺输出时，也会使第二级过压保护三 极管导通，造成对第一级过压保护三极管的基极短路，使第一级过压保护三极管的发射极 完全无输出，因而78系列的输入端无电压，形成了输出端防雷过压速断保护。
[0026] 3、过压速断保护电路中的第一级过压保护三极管与第二级过压保护三极管的恢 复性能好，对雷击过压有跟踪性，当产生速断后，第一级过压保护三极管无输出，第二级过 压保护三极管因无触发电压而变为截止状态，即自行恢复成开路状态，如果再次受雷击，再 次启动形成保护，因为第二级过压保护电路只有在雷击或过压时才启动，对于正常状态下， 无影响，因而时刻都处于待命状态。
[0027] 第一级过压保护电路中的限压保护稳压管（6)形成了对抗雷击的限压保护功能， 进一步完善与提高了对交流稳压单元的保护。
[0028] 其原因是，第一级保护三极管的基极对地的限压保护稳压管，因此第一级保护三 极管输出被钳位，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。
[0029] 应说明的是，过压速断保护电路中，对不同地方进行保护与用不同的元件进行保 护，这样的方式形成互补与强化，因而能够很大程度避免存在的意外，从而提高抗雷能力。
[0030] 二、交流稳压电路的说明：
[0031] 保持了 78系列的优点，增加了电压精调上偏电阻与电压精调下偏电阻，因而可 以在基准电压上，再次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. 6V ;13· 8V 等。
[0032] 三、直流充放电电路的说明：
[0033] 1、蓄电池（15)电压是标准12V电压，但交直流混合的情况下，蓄电池标准浮充电 压为13. 6V，但是蓄电池放电时电压输出为12V，充电与放电时两者电压不一致，而本发明 的直流充放电电路很好地解决了这一问题，因为放电三极管（16)是PNP管，它导通时即蓄 电池放电时，放电三极管的压降很小，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。
[0034] 2、形成充放电的原理是：放电三极管的基极连接了基极受控电阻（18)与一个整 流控制二极管（17)，此电路就有这样的原理：当整流输出有电压，就表明此时有交流电存 在，蓄电池应为浮充现象，放电三极管因为是PNP管，它的基极有电压存在，而不会导通，集 电极就不会有电压输出。当整流输出正极无电压，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，可靠地区分浮充与蓄 电池放电的两个阶段。
[0035] 四、平衡二极管（19)在此电路中有重要作用，因为蓄电池的标准浮充电压为 13. 8V，而工作电压应与蓄电池电压保持一致，才不至于因为停电而蓄电池电压低使设备不 工作或不能正常工作，因此增加平衡二极管的个数，将浮充电压13. 8V降为12V左右，有交 流电时，设备正常工作，蓄电池时，所配设备也能正常工作。而二极管基本为常数的0. 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。
[0036] 本发明实施后有以下显著的优点：
[0037] 1、保持了 78系列的优点，提高了抗雷与过压的保护。其原因一是78系列集成稳压 电路的输出端与输入端都进行过压时的速断保护；原因二是过压速断保护中的第一级过压 保护三极管与第二级过压保护三极管都是高反压大功率三极管，第一级过压保护电路与第 二级过压保护电路相结合，大大提高了防雷能力，原因三是第一级过压保护电路中还具备 了限压保护的能力，有雷击或过压时再一次进行限压保护，很大程度上避免了雷击的破坏， 因此在恶劣的天气中，设备也能正常工作。
[0038] 2、调整方便，解决了蓄电池标准浮充电压难调试的问题，实现了交直流共用。
[0039] 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。
[0040] 4、易生产。原因一是线路中采用了复合功能，因而线路简洁紧凑；二是因为线路中 的调试点少。
【专利附图】
【附图说明】
[0041] 图1是防过压强的保护双端的电源的电路图。
[0042] 图中：1、变压器的次级；2、整流二极管组成的整流电路；3、上偏电阻；4、基极保护 电阻；5、第二级过压保护三极管；6、限压保护稳压管；7、第一级过压保护三极管；8、78系列 集成稳压电路；9、输入端过压保护触发支路；10、电压精调上偏电阻；11、电压精调下偏电 阻；12、输出端过压保护触发支路；13、充电隔离二极管；14、充电隔离电阻；15、蓄电池；16、 放电三极管；17、整流控制二极管；18、基极受控电阻；19、平衡二极管；20、交直流混合电压 输出端。
【具体实施方式】
[0043] 1、选定元件：第一级过压保护三极管与第二级过压保护三极管都是高反压大功率 NPN三极管，放电三极管选用大功率PNP管，限压保护稳压管的稳压值大于78系列集成稳压 电路的输入电压。
[0044] 2、按图1的电路图焊接。
[0045] 3、调整交流稳压电路电压输出值。调整78系列集成稳压电路的电压精调上偏电 阻与电压精调下偏电阻，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 规律是电压精调下偏电阻越大，输出电压越高，反之越低。
[0046] 4、检测与调试过压保护参数。
[0047] (1)、检测与调试交流稳压电路输入端过压速断保护参数。
[0048] 断掉变压器一次侧，断掉输出端过压保护触发支路，断掉输入端过压保护触发支 路；用示波器的接在稳压源输入端，用100伏的直流电压点击整流端，示波器显示是电压迅 速下降，甚至为零。当100伏的高压去掉后，电压值恢复正常。否则应调整输入端触发支路 中的稳压管参数。
[0049] ( 2 )、检测与调试交流稳压电路限压参数。
[0050] 断掉变压器一次侧，断掉输出端过压保护触发支路；用电压表接在稳压源输入端， 用100伏的直流电压点击整流端，电压表所示指数为一定值。否则应调限压保护稳压管。
[0051] (3)、检测与调试稳压单元输出端过压速断保护参数。
[0052] 断掉变压器一次侧，断掉输入端过压保护触发支路；断掉限压保护稳压管；短路 78系列集成电路的输入与输出端，用电压表接在78系列集成稳压电路输入端，用一定伏数 的直流电压点击稳压单元输入端，此时电压表所示电压将迅速降低。否则应调输出端过压 保护触发支路中稳压管值。
[0053] 5、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 则改变放电三极管的基极电阻的阻值。
【权利要求】
1. 防过压强的保护双端的电源，其特征是：由整流电路、过压速断保护电路、交流稳压 电路、直流充放电电路、平衡二极管共同组成； 其中：整流电路是两只整流二极管串联成一条支路，另两只整流二极管串联成另一条 支路，两条支路的正极连接在一起接地线，两条支路的负极连接在一起成为整流输出，两条 支路中整流二极管的串联点分别接变压器的两个次级； 过压速断保护电路由第一级过压保护电路、第二级过压保护电路、输入端过压保护触 发支路与输出端过压保护触发支路组成； 第一级过压保护电路由第一级过压保护三极管、限压保护稳压管、上偏电阻共同组成： 第一级过压保护三极管的集电极连接整流输出，上偏电阻连接在整流输出与第一级过压保 护三极管的基极之间，限压稳压稳压的正极连接在第一级过压保护三极管的基极，负极接 地，第一级过压保护三极管的发射极是过压速断保护电路的输出； 第二级过压保护电路是用第二级过压保护三极管的集电极连接到第一级过压保护三 极管的基极上，第二级过压保护三极管的发射极接地，第二级过压保护三极管的基极连接 基极保护电阻的一端，基极保护电阻的另一端连接了输入端过压保护触发支路与输出端过 压保护触发支路的输出端； 输入端过压保护触发支路是由输入端保护二极管串联而成，输入端过压保护触发支路 的正极接在过压速断保护电路中第一级过压保护三极管的发射极上，输入端过压保护触发 支路的负极即输入端过压保护触发支路的输出端连接基极保护电阻后接到第二级过压保 护三极管的基极上； 输出端过压保护触发支路由输出端保护二极管串联而成，输出端过压保护触发支路的 正极连接在交流稳压电阻的输出端，输出过压保护触发支路的负极即输出端过压保护触发 支路的输出端与输入端过压保护触发支路的输出相连； 交流稳压电路是：78系列集成稳压电路的输入端连接过压速断保护电路的输出端，78 系列集成稳压电路的接地端串联电压精调下偏电阻后到地，78系列集成稳压电路的输出端 即交流稳压电路的输出端连接电压精调上偏电阻后到78系列集成稳压电路的接地端； 直流充放电电路由放电三极管、充电隔离支路、蓄电池、整流控制二极管与基极受控电 阻组成：充电隔离支路由充电隔离二极管与充电隔离电阻串联而成，充电隔离二极管的正 极连接交流稳压电路的输出端，负极连接充电隔离电阻后连接放电三极管的发射极，放电 三极管的发射极还接了蓄电池到地，整流控制二极管的正极连接整流输出，负极连接放电 三极管的基极，放电三极管的基极还接了基极受控电阻到地； 平衡二极管的正极连接交流稳压电路的输出，负极与放电三极管的集电极连接在一起 成为交直流混合电压输出端。
2. 根据权利要求1所述的防过压强的保护双端的电源，其特征是：整流二极管与充电 隔离二极管的功能一致，比输入端过压保护触发支路与输出端过压保护触发支路中的二极 管功率高。
3. 根据权利要求1所述的防过压强的保护双端的电源，其特征是：第一过压保护三极 管与第二过压保护三极管都是反向击穿电压> 100V的三极管。
【文档编号】H02H7/125GK203851026SQ201420257667
【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】不公告发明人 申请人:重庆宁来科贸有限公司