兩用復合式穩壓器的制造方法
【專利摘要】兩用復合式穩壓器，屬于應用電器【技術領域】，由輸入端保護電路、穩壓電路、輸出端保護電路、限壓保護穩壓管、過流保護顯示電路、充放電電路、平衡二極管共同組成，電源的輸入輸出端都有保護單元，提高防雷效果，穩壓電路中的穩壓三極管基極還有限壓保護穩壓管，有過壓時再次對穩壓三極管的基極進行限壓，具有過流保護顯示，在設備出現異常時主動顯示，便于查看與處理，還實現了科學浮充，在任何時候都保持了優秀的穩壓性能，是一種復合式的兩用穩壓器，從而能擴大電子產品的應用空間。
【專利說明】兩用復合式穩壓器

【技術領域】
[0001 ] 屬于應用電器【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 不管是保安器，防盜器，還是通訊線路放大器，都需要一個穩定的電源與之配用， 如果電源性能不穩定，或是不能抵抗雷擊，電源被損壞，保安防盜就成為虛設，產生的后果 嚴重，因而對電源的研究十分有意義。
[0003] 不管是雷擊損壞還是電器本身有故障，都能在電源上體現出來，受雷擊是體現在 輸入端的電壓陡然升高，使調整管的輸入即整流電壓突然上升，如果保護能力不夠，電源會 被損壞，而所配用的電器本身短路故障，會使電源輸出端電流上升，如不及時處理，電源的 調整管會因溫度過高而燒毀，因而設計一種不僅保護輸入端也保護了輸出端的電源是十分 有必要的。


【發明內容】

[0004] 本發明的主要目的是設計一種雙端保護的電源，這種電源實施后，不僅能抵抗雷 擊，還能保護所配電器，而且還能實現科學浮充，在任何時候都保持優秀的穩壓性能，是一 種復合式的兩用穩壓器，從而能擴大電子產品的應用空間。
[0005] 本發明采用的措施是：
[0006] 1、兩用復合式穩壓器由輸入端保護電路、穩壓電路、輸出端保護電路、限壓保護穩 壓管、過流保護顯示電路、充放電電路、平衡二極管共同組成。
[0007] 其中：輸入端保護電路是：輸入端保護電阻的一端連接整流輸出，輸入端保護電 阻的另一端連接輸入端保護觸發穩壓管的正極，輸入端保護觸發穩壓管的負極連接在輸入 端保護三極管的基極上，輸入端保護三極管的發射極接地線，集電極與穩壓電路中的穩壓 三極管基極相連。
[0008] 穩壓電路由穩壓三極管、穩壓上偏電阻與穩壓調整支路組成；穩壓三極管的集電 極連接整流輸出，穩壓上偏電阻的一端連接穩壓三極管的集電極，另一端連接穩壓三極管 的基極，穩壓三極管的基極還連接了限壓保護穩壓管與穩壓調整支路；穩壓調整支路由電 壓粗調穩壓管與電壓精調電阻串聯而成：電壓粗調穩壓管的正極連接穩壓三極管的基極， 電壓粗調穩壓管的負極連接電壓精調電阻的一端，電壓精調電阻的另一端接地；穩壓三極 管的發射極連接過流保護電阻后成為穩壓電路的輸出，也是浮充接點。
[0009] 限壓保護穩壓管的正極接穩壓三極管的基極，負極接地。
[0010] 輸出端保護電路由輸出端保護可控硅、輸出端保護觸發穩壓管、輸出端保護電阻 及兩個鉗位二極管組成，輸出端保護觸發穩壓管正極接在穩壓三極管的發射極上，負極串 聯輸出端保護電阻后到地，其串聯接點連接到輸出端保護可控硅的控制極上，輸出端保護 可控硅的陰極接地，陽極連接了兩個鉗位二極管的負極，兩個鉗位二極管的正極一個正極 連接穩壓三極管的基極，另一個正極連接浮充接點。
[0011] 過流保護顯示電路由過流保護電阻與過流保護顯示發光管組成，過流保護電阻的 一端連接穩壓三極管的發射極，另一端連接穩壓電路的輸出，過流保護顯示發光管的正極 連接穩壓三極管的基極，負極連接穩壓電路的輸出。
[0012] 充放電電路由放電三極管、蓄電池、充放電隔離單元、整流控制二極管、基極受控 電阻組成；充放電隔離單元由充放電隔離二極管與充放電隔離電阻串聯而成，充放電隔離 二極管的正極連接浮充接點，負極連接充放電隔離電阻的一端，充放電隔離電阻另一端連 接充電三極的發射極；蓄電池的正極連接放電三極管的發射極，負極接地；整流控制二極 管的正極連接整流輸出，負極連接放電三極管的基極，放電三極管的基極還連接一個基極 受控電阻到地。
[0013] 平衡二極管的正極連接穩壓電路的輸出，負極與放電三極管的集電極連接在一起 成為電壓輸出端。
[0014] 2、輸出端保護電路中的輸出端保護可控硅可用三極管代替，其連接方式是，用三 極管的集電極替換輸出端保護可控硅的陽極，用三極管的基極替換輸出端保護可控硅的控 制極，三極管的發射極替換輸出端保護可控硅的陰極。
[0015] 3、限壓保護穩壓管的穩壓值比穩壓調整支路的電壓值高。
[0016] 對以上措施解釋如下：
[0017] 本技術措施實施后，成為交直流兩用的復合式穩壓器，它具有輸入端式保護，對抗 擊雷擊有很好的效果，具有輸出端式保護，對所配電器本身的故障有很好的保護效果，具備 了過流顯示，當輸出端電流過大，時及時顯示，方便觀察，以便及時處理，還實現了科學浮 充，解決了浮充電壓高而放電電壓低的問題，真正做到了任何時候都保持良好的穩壓性能， 提高了電子產品的可靠性。
[0018] 一、穩壓的主要原理：
[0019] 穩壓三極管（106)是高反壓大功率NPN三極管，采用了射隨輸出的形式，有很強的 負反饋，當穩壓調整支路電壓確定后，穩壓三極管的發射極輸出就能固定在一個值上，而這 個數值滿足了充放電電路所需的電壓值。
[0020] 二、輸入端保護的原理：
[0021] 輸入端保護由輸入端保護觸發穩壓管（103)、輸入端保護電阻（102)與輸入端保 護三極管（104)共同組成。
[0022] 在有雷擊過壓時，主要體現在整流輸出的電壓升高，有了輸入端保護電路，在雷擊 時整流輸出的高電壓會首先觸發輸入端保護觸發穩壓管（103)，進而開通輸入端保護三極 管（104)，讓原本為截止狀態的輸入端保護三極管飽和，形成對穩壓三極管（106)的基極分 流，甚至完全封門，即穩壓三極管的基極電壓基本為零，讓穩壓電路無輸出。
[0023] 三、輸出端保護的原理：
[0024] 這主要是征對雷擊能量很大時穩壓三極管（106)有瞬時軟擊穿時形成的保護，更 進一步的提升防雷性能；主要由輸出端保護可控硅（118)，輸出端保護電阻（112)，輸出端 保護觸發穩壓管（113)與輸出端保護電路的鉗位二極管（117)共同組成。
[0025] 當整流輸出過壓而擊穿輸出端觸發穩壓管后，輸出端保護可控硅（118)迅速反應， 分別對穩壓三極管的基極形成分流，對穩壓電路的輸出形成封門，使穩壓電路的輸出無過 壓輸出，而當過壓故障消失后，會自行恢復；因為鉗位了穩壓三極管基極后，其輸出端已無 電壓，只有穩壓電路中穩壓調整支路的很小的基極電流，因而具備了不會自保持的可能性， 由于在可控硅的控制極對地接有輸出端保護電阻（112)，可靈活調整輸出端保護可控硅的 靈敏度，使微小的穩壓三極管基極電流不能使輸出端保護可控硅自保持，因此故障消失后， 輸出端保護可控硅能自行恢復。
[0026] 輸出端保護電路的鉗位二極管在這里有很重要的作用，根據該級保護的功能與要 求，不僅需要鉗位穩壓三極管的基極，還必須直接鉗位穩壓電路的輸出。因為該級要鉗位兩 點，所以在設計中增加了兩只鉗位二極管（117)，不僅起到了鉗位的作用，還有隔離作用，因 而對應兩點互不影響。
[0027] 在措施2中還提到可以將輸出端保護可控硅用三極管代替，其好處是，三極管的 觸發電壓范圍寬廣，飽和后的集電極電壓比可控硅導通時的陽極電壓低，因而鉗位更徹底。
[0028] 四、過流保護顯示電路的說明：
[0029] 過流保護顯示電路由過流保護電阻與過流保護顯示發光管組成，主要是征對當所 配備的電器發生故障，使電源電流陡增時的保護，當電壓輸出端電流增加，過流保護電阻 (108)壓降增大，過流保護顯示發光管（111)立即導通，發出光指示，同時對穩壓三極管的基 極進行分流，流入穩壓三極管基極的電流減少。而電壓輸出端過流越多，則減少的基極電流 越多，自動形成對穩壓三極管的保護。
[0030] 五、對于保護系統可能出現的對雷擊涌壓反應不夠迅速的問題，該措施還使用了 限壓保護穩壓管（105)，該管的穩壓值高于穩壓調整支路的電壓值，因此在未過壓時，處于 開路狀態，即是備份狀態，所以不會產生電磨損，不會損壞。而當整流輸出端有雷擊涌壓，穩 壓調整支路中的電壓精調電阻（109)兩端電壓增高，高于限壓保護穩壓管的穩壓值后，限壓 保護穩壓管立即開通，再次對穩壓三極管的基極進行限壓，保護穩壓電路的輸出端。
[0031] 六、充放電電路的說明：
[0032] 充放電電路即是對蓄電池進行充電與放電，是直流電的運用，能讓所配設備在任 何時候都保持良好的工作性能，不會因為停電或斷電而使設備不工作，因此充放電電路具 有很大的意義，對此說明如下：
[0033] 充放電電路由充放電隔離二極管（125)、充放電隔離電阻（126)、蓄電池（127)、放 電三極管（128)、整流控制二極管（129)與基極受控電阻（130)組成。
[0034] 1、能實現標準浮充的原由：穩壓三極管的基極電壓由穩壓三極管的電壓粗調穩壓 管與電壓精調電阻穩壓而成，電壓粗調穩壓管是一個定值，而電壓精調電阻則可以在0.7V 之內進行調整，所以能很方便地調整出浮充所需的電壓值。充放電隔離二極管與充放電隔 離電阻的作用一是隔離了大電流，作用二是實現浮充輸出點與蓄電池之間的電壓隔離，因 而在有交流時，既可以浮充，又可以成為工作電源。
[0035] 2、蓄電池放電時不會產生電壓降的原因：第一、放電三極管是大功率PNP三極管， PNP管的特性是，當基極電壓低，PNP管導通，一股大電流從PNP管的發射極流向集電極，集 電極電壓升高，因此當整流輸出無電壓時，放電三極管導通，即蓄電池開始放電，之所以選 用PNP管，因為它導通時壓降很小，可以忽略不計，所以在無交流電的時候不會產生壓降， 放電三極管的集電極電壓等同于蓄電池電壓。
[0036] 第二、放電三極管平時處于截止狀態，即蓄電池在有交流電時處于浮充狀態，在無 交流電時才作用，這是因為在有交流電壓時，整流控制二極管直接將電壓輸入放電三極管 的基極，因為PNP三極管的特性，基極有高壓存在，因此放電三極管不會導通，所以放電三 極管平時處于截止狀態，無交流電時，整流輸出無電壓，因而放電三極管的基極無電壓，電 流從放電三極管的發射極流向集電極，放電三極管的集電極產生電壓，這個電壓等同于蓄 電池電壓。
[0037] 七、能在市電較低的地方與時段工作的主要原因：一是線路中的穩壓三極管，不會 產生附加電壓降，只要整流輸出電壓高于穩壓電路的輸出電壓，就能使穩壓三極管工作，就 能穩壓。（說明：如果采用傳統的三極管與三端集成電路串聯的輸入電壓擴展方案，必須要 提供三端集成電路正常工作所需電壓，同時也需要三極管工作電壓，這樣主產生了三極管 附加損失電壓。而在市電低時，這是寶貴的電壓。）二是因穩壓三極管是高反壓管，所以可以 把整流輸出電壓可以設計得高一些，在市電低時，這時整流電壓不可能輸出很低，就可以作 一定補償。
[0038] 八、平衡二極管（131)的用途，就是將較高的浮充電壓降為所配設備的工作電壓， 這樣就能使所配設備在有交流電時是標準工作電壓，而在只有直流電時也是標準工作電 壓，使所配設備工作性能更穩定，之所以用二極管，是因為二極管是定值〇. 7V，調試方便，更 易于批量的生產。
[0039] 本發明實施后有以下顯著的優點：
[0040] 一、防雷效果顯著：具有多重防雷過壓的保護，第一是穩壓三極管為高反壓大功率 三極管，輸入比普通三端的輸入高了數百倍；第二是雷擊過壓時首先反應在整流的輸出即 穩壓電路的輸入端，輸入端保護迅速啟動，形成對輸入端的保護；第三是過壓時還有輸出保 護電路，有過壓故障時對穩壓三極管的基極形成分流，對穩壓電路的輸出形成封門，使穩壓 電路的輸出無過壓輸出，當過壓故障消失后，自行恢復；第四是有限壓保護穩壓管，再次對 穩壓三極管的基極進行限壓，保護穩壓電路的輸出端。上述優點對很多不能任意斷電的電 子設備(如有線電視的戶外放大級，保安器等等）有重要意義，因為他們可以在雷天工作，這 是很多穩壓電源不能代替的。
[0041] 二、有過流保護顯示功能，方便人們及時查看，提高了維修效率。
[0042] 三、適應面廣，比傳統的穩壓電源有更寬的適應能力，在發生意外電壓高，不會損 壞。而在電壓較低的地方與時段也能正常工作。
[0043] 四、實現交直流共用，方便地調整輸出代有小數的穩壓值，實現對蓄電池科學浮 充。同時具有過流保護。
[0044] 五、線路簡潔，易生產調試，便于普及。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045] 圖1是輸出端保護電路是由輸入端保護可控硅實施的線路圖。
[0046] 圖中：101、整流輸出；102、輸入端保護電阻；103、輸入端保護觸發穩壓管；104、輸 入端保護三極管；105、限壓保護穩壓管；106、穩壓三極管；107、穩壓上偏電阻；108、過流保 護電阻；109、電壓精調電阻；110、電壓粗調穩壓管；111、過流保護顯示發光管；112、輸出端 保護電阻；113、輸出端保護觸發穩壓管；116、穩壓電路的輸出，也是浮充接點；117、輸出端 保護電路的鉗位二極管；118、輸出端保護可控硅；125、充放電隔離二極管；126、充放電隔 離電阻；127、蓄電池；128、放電三極管；129、整流控制二極管；130、基極受控電阻；131、平 衡二極管；132、電壓輸出端。
[0047] 圖2是輸出端保護可控硅由三極管代替的線路圖。
[0048] 圖中：101、整流輸出；102、輸入端保護電阻；103、輸入端保護觸發穩壓管；104、輸 入端保護三極管；105、限壓保護穩壓管；106、穩壓三極管；107、穩壓上偏電阻；108、過流保 護電阻；109、電壓精調電阻；110、電壓粗調穩壓管；111、過流保護顯示發光管；112、輸出端 保護電阻；113、輸出端保護觸發穩壓管；115、代替輸出端保護可控硅的三極管；116、穩壓 電路的輸出，也是浮充接點；117、輸出端保護電路的鉗位二極管。

【具體實施方式】
[0049] 圖1、圖2是具體實施的方式。
[0050] 1、穩壓三極管、輸入端保護三極管、放電三極管都選定大功率管，限壓保護穩壓管 穩壓值應高于輸出電壓值。如按圖2焊接，輸出端保護三極管也選用大功率NPN三極管，
[0051] 2、按圖1或圖2的線路圖焊接。
[0052] 3、調整電源輸出值。選擇電壓粗調穩壓管，可進行大范圍的調整，用所串的電壓精 調電阻作〇. 7V以內的電壓調整，其規律是穩壓管值越高輸出電壓越高，或所串電阻阻值越 大，輸出電壓越1?，反之越低。
[0053] 4、調整輸入端過壓保護參數。斷掉變壓器一次側，同時斷掉輸出端保護觸發穩壓 管；用示波器的接在穩壓源輸出，用1〇〇伏的直流電壓點擊整流端，示波器顯示輸出端，輸 出端該電壓反而大幅下降。
[0054] 5、調整輸出端過壓保護參數。斷掉變壓器一次側，同時斷掉輸入端保護觸發穩壓 管；用示波器的接在穩壓源輸出，用1〇〇伏的直流電壓點擊整流端，示波器顯示輸出端，輸 出端該電壓是下降的趨勢。
[0055] 6、調整放電三極管的性能，其一是當整流有輸出時，測放電三極管發射極與集電 極電壓應開路。其二是當整流無輸出時，測放電三極管發射極與集電極電壓應小于〇. 1，否 則改變放電三極管的基極受控電阻的阻值。
【權利要求】
1. 兩用復合式穩壓器，其特征是：由輸入端保護電路、穩壓電路、輸出端保護電路、限 壓保護穩壓管、過流保護顯示電路、充放電電路、平衡二極管共同組成； 其中：輸入端保護電路是：輸入端保護電阻的一端連接整流輸出，輸入端保護電阻的 另一端連接輸入端保護觸發穩壓管的正極，輸入端保護觸發穩壓管的負極連接在輸入端保 護三極管的基極上，輸入端保護三極管的發射極接地線，集電極與穩壓電路中的穩壓三極 管基極相連； 穩壓電路由穩壓三極管、穩壓上偏電阻與穩壓調整支路組成；穩壓三極管的集電極連 接整流輸出，穩壓上偏電阻的一端連接穩壓三極管的集電極，另一端連接穩壓三極管的基 極，穩壓三極管的基極還連接了限壓保護穩壓管與穩壓調整支路；穩壓調整支路由電壓粗 調穩壓管與電壓精調電阻串聯而成：電壓粗調穩壓管的正極連接穩壓三極管的基極，電壓 粗調穩壓管的負極連接電壓精調電阻的一端，電壓精調電阻的另一端接地；穩壓三極管的 發射極連接過流保護電阻后成為穩壓電路的輸出，也是浮充接點； 限壓保護穩壓管的正極接穩壓三極管的基極，負極接地； 輸出端保護電路由輸出端保護可控硅、輸出端保護觸發穩壓管、輸出端保護電阻及兩 個鉗位二極管組成，輸出端保護觸發穩壓管正極接在穩壓三極管的發射極上，負極串聯輸 出端保護電阻后到地，其串聯接點連接到輸出端保護可控硅的控制極上，輸出端保護可控 硅的陰極接地，陽極連接了兩個鉗位二極管的負極，兩個鉗位二極管的正極一個正極連接 穩壓三極管的基極，另一個正極連接浮充接點； 過流保護顯示電路由過流保護電阻與過流保護顯示發光管組成，過流保護電阻的一端 連接穩壓三極管的發射極，另一端連接穩壓電路的輸出，過流保護顯示發光管的正極連接 穩壓三極管的基極，負極連接穩壓電路的輸出； 充放電電路由放電三極管、蓄電池、充放電隔離單元、整流控制二極管、基極受控電阻 組成；充放電隔離單元由充放電隔離二極管與充放電隔離電阻串聯而成，充放電隔離二極 管的正極連接浮充接點，負極連接充放電隔離電阻的一端，充放電隔離電阻另一端連接充 電三極的發射極；蓄電池的正極連接放電三極管的發射極，負極接地；整流控制二極管的 正極連接整流輸出，負極連接放電三極管的基極，放電三極管的基極還連接一個基極受控 電阻到地； 平衡二極管的正極連接穩壓電路的輸出，負極與放電三極管的集電極連接在一起成為 電壓輸出端。
2. 根據權利要求1所述的兩用復合式穩壓器，其特征是：輸出端保護電路中的輸出端 保護可控硅可用三極管代替，其連接方式是，用三極管的集電極替換輸出端保護可控硅的 陽極，用三極管的基極替換輸出端保護可控硅的控制極，三極管的發射極替換輸出端保護 可控硅的陰極。
3. 根據權利要求1所述的兩用復合式穩壓器，其特征是：限壓保護穩壓管的穩壓值比 穩壓調整支路的電壓值高。
【文檔編號】H02J7/00GK203850827SQ201420261111
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】不公告發明人 申請人:重慶寧來科貿有限公司