一種簡潔適用的穩壓電源的制作方法

專利名稱：一種簡潔適用的穩壓電源的制作方法
技術領域：
本發明屬于保安器配套領域。
背景技術：
發明者已有了多項電子技術成果，屬于保安器材類，均需要一種較好的穩壓電源與之配套，但現在的三端穩壓集成電路不能達到較好的效果。其主要原因一是防雷等級不高，這樣保安器材將在雷雨季可能損害，或不能正常工作，將造成保安器失控的嚴重時段。二是不能在市電很寬的范圍內工作，直接影響了保安器材的應用范圍。三是穩壓數值不能靈活地調到有小數的穩壓值，如3.7伏，12.7伏，所以不能適應之配套的電器的要求。造成以上三點不足的一個重要原因在于電子產品中的三端集成穩壓電路(如三端穩壓集成電路78系列)的固有性造成，78系列穩壓集成電路輸入端的電壓不能太高，通常為30伏。而有雷擊時三端集成電路的輸入端可能超過此值。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，將220伏市電變為電子線路所需的低壓后的橋式整流電壓輸出值，只能滿足大多數情況的市電標準，在市電高的地方與時段時，其橋式整流輸出就可能超過三端集成電路的輸入額定值。為解決這一問題，通常的傳統方法是，在橋式整流之后三端集成電路之前，新增加一級射隨器，其目的是，當橋式整流電壓過高后，讓射隨器將輸出限壓，使這不要超過三端集成電路輸入的額定電壓。這樣的方案雖然擴展了橋式整流輸出的上限值，但又產生了新的矛盾，因為新增的射隨器會產生附加損失電壓降。在市電較低時，三端集成電路有可能可以工作，但因新增的射隨器存在附加電壓降，三端集成電路輸入端就會變低，低于所需值，就不能穩壓。之二是線路復雜。造成第三方面的原因是，由于三端穩壓集成電路的輸出值是固定的某一整數值，如，5伏，8伏，12伏，還不能滿足需要有小數值的的浮充電壓，如12.6伏，等。此外，所配的穩壓電源還涉及造價成本與可靠性等多方面的約束，所以所需的穩壓電源，初看起來簡單，但仔細分析，確充滿著多處難點，還必須進一步創新。
發明內容本發明的目的是設計一種新的穩壓電源電路，使該電子電路一是具有很強的抗雷能力，二是可以在市電變化較大的地放與時段能正常工作，三是可以調整成穩壓所需的任意值，四是具有過壓過流保護性能，主要目的一是能與發明者已有的專利成果能很好地配合，產生更好的技術效果，二是為開發其它電子產品提供更大的空間。本發明的具體措施是:1、一種簡潔適用的穩壓電源由變壓器、橋式整流輸出，防雷管、輸出電壓調整管，基準電壓支路，備份保護支路、過壓與過流保護支路共同組成。其具體線路是:用變壓器低壓的二次側連接了一個橋式整流單元，橋式整流的輸出與地線間連接了一只防雷管；其輸出還連接了一只輸出電壓調整管的集電極；其輸出還連接了一只電阻的一端；該電阻的另一端連接連接了輸出電壓調整管的基極。[0008]輸出電壓調整管的基極連接了兩條支路接地，第一條支路是基極連接了一只穩壓管的正扱，該穩壓管的負極串聯了ー只電阻接地；第二條支路是輸出電壓調整管的基極連接了另ー只穩壓管穩壓值比第一支路高的穩壓管的正扱，該穩壓管的負極接地。用一只電阻一端接在了輸出電壓調整管的發射極，另一端作為穩壓電路的輸出；用兩只ニ極管串聯，接ニ極管正極的一端接在了調整管的基極，另一端接在調整流器管的發射極。用輸出電壓調整管的發射極與地線的引出線共同組成了兩端向外輸出線。2、接在輸出電壓調整管對地的第二支路中的穩壓管與第一支路穩壓管參數相同，然后經過兩個ニ極管串聯后接地。3、輸出電壓調整管，穩壓放大管是高反壓大功率管。4、基準電壓支路中的電阻是功率瓦數較大的電阻，第二支路所串的ニ極管是由數個面結合型的ニ極管串聯組成。對以下措施進ー步解釋如下:一、穩壓的主要原理:輸出電壓調整管接成了射隨器放大形式，具有很強的負反饋，一旦基極基準電路線路參數確定后，調整管就可以穩定在ー個具體的數值上。ニ、與78系列穩壓集成電路相比，多項指標優異及原因:1、大大提高了防雷等級。其原因是防雷實行了三級保護，措施之一是調整管采用了高反壓大功率管，其反壓可以達數百伏，幾乎是78系列的三端穩壓集成電路輸入電壓的10倍左右，相當于承受能力提高了 10倍。之ニ是增加了防雷管作ニ級保護，能將雷擊時的電壓限制在擊穿電壓的數十伏的范圍內，之三是在輸出電壓調整管的基極增加了兩條之路，該兩條支路即形成了復合功能，又形成了雙重保護，具體情況后面還將作詳細介紹。而其中功能之ー是形成了防雷第三級保護。主要原因是它將射隨器的基極鉗位到ー個固定的值內，雷擊時有涌流時，可以成為雷擊電流的泄放通道，所以射隨器的輸出不可能產生高位。2、在市電較高的地方與時段不會損壞電路。其原因是調整管是高反壓管，僅管此時橋式輸出的電壓高，但是還會遠低于高反壓管耐壓值。3、能在市電較低的地方與時段工作。其要原因一是因調整管是高反壓管，所以在設計時可以把橋式輸出電壓可以設計得高ー些，在市電低時這時橋式電壓不可能很低，就可以作一定補償。ニ是輸出電壓調整管，不會產生附加電壓降，它直接將橋式整流輸出電壓調整為輸出穩壓電路輸出電壓，即是只要橋式電壓高于輸出電壓，且這個電壓能使三極管工作，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傳統設計方案，因為三端要穩定的工作，必須要輸入端的電壓高于輸出端ー個定值，而三端集成電路的輸入前級如果串有三極管發射器，則輸入端就増加了射隨器引起的附加電壓損失，也即是在市電低時，橋式輸出必須要減去附加損失電壓后，才是三端集成電路的輸入有效電壓。而在市電低時，這是寶貴的電壓。)。4、能擴展市電變化范圍。其原因是由于上兩條原因，市電高時不損壞電路，而在較低時仍可以正常工作。所以可大大地擴展了市電變化的工作范圍。5、可以調整不同的輸出穩壓值的原因。調整射隨器基極對地第一支路的參數值，就可調整基極電壓，繼而調整出輸出電壓。在兩條支路中，第一支路的穩壓值低，第二支路的穩壓值高，所以正常工作時，第二支路被鉗位，無電流。而在第一支路中的穩壓管產生的電壓降是主導部分，可以選其穩壓參數對輸出電壓進行粗調，而該支路所串電阻所產生的電壓小，可以調整電阻的阻值實現對基極電壓的精調，阻值越高，電壓越高，反之電壓越低。從而可以實現對電源的精準值的校正。三、過流保護原理:當輸出電流過大時，調整管發射極所串聯的電阻壓降増大，超過一定值時，過流保護支路中的ニ極管導通，流入輸出電壓調整管的基極電流減少，負載過流超多，則減少的基極電流越多，自動形成對調整管保護。四、過壓保護原理:當輸入電壓過高時，第一條支路上的電阻壓降增大時，第二條支路立即導通，輸出電壓調整管基極電壓被鉗位到第二支路穩壓的額定數，輸出電壓被鉗位到額定值。五、提高可靠性的幾點措施:之一，在防雷電路中，形成了三級保護，(見第二條)。之ニ，在防雷保護第三級保護中設計了調壓管基極對地的兩條支路的雙重保護。主要原因一是在電子線路中，穩壓管是ー種易壞件。ニ是防雷保護是本方案的重點。由于第二支路穩壓值高于第一支路，就形成了ー種“特殊的替代”保護方式，其原理是:在正工作吋，該第二支路電流會因被穩壓低的第一支路鉗位，無電流通過。該支路有電流時只有兩種情況，ー是橋式整流輸出電壓過高，第一支路電壓過大超過第二支路穩壓值，ニ是第一支路中穩壓管損壞開路。上述兩種情況之一，第二支路立即自動投入，顯然比只有一條支路可靠得多。之三、基極第二支路在正常時被鉗位無電流通過，不產生“電磨損”，不易損壞，處于ー種“永遠守候的備份狀態”，進ー步強化了電路的可靠。之五、利用復合功能，減少元件數，但性能不減，如基極對地兩支路，即是基準電壓，又是過壓保護，又對雷擊時形成涌流通道。本發明實施后有以下顯著的優點:1、性能好，體現在以下方面:ー是抗雷效果好，在雷雨季節，不易損壞，所配套的電器不因雷雨天而停止工作。ニ是適應面廣，比傳統的穩壓電源有更寬的適應能力，即是可以使所配的保安器在電壓高的地方與時段或意外原因時工作而不致于損壞，而在電壓較低的地方與時段也能正常工作。三是，可用于輸出代有小數的穩壓值。而發明者已有的成果是保安類，需要對蓄電池的浮充電路，該線路不可能是整數值。所以本發明有很強的配套能力，四是、性能優異，具有過壓與過流保護，而用三端集成電路或傳統的三極管與三端集成電路的聯合設計其功能在以上多種性能上不如該線路，甚至是難以實現。2、可靠，優于目前廣泛應用的傳統設計。原因ー是，在電子線路，有源件如三極管集成電路是是易壞件，而在該線路中只有只有一只三極管且為高反壓大功率管，可靠性ー般都大大高于普通三極管。原因ニ是，在電子線路，穩壓ニ極管也是易壞件之一，而在本發明中，對穩壓管作了特殊處理，所以可靠性高于傳統的聯合設計。3、成本低。核心件只有一只三極管，而比很多專業穩壓電源要廉價很多。4、線路不復雜，具有可操作性。

圖1是本實用新型第一實施例的電路圖。圖中:1、電源變壓器二次低壓側輸出；2、橋式整流器；3、防雷管；4、輸出電壓調整管；5、過流保護電阻；6、電路的輸出熱端；7、過流保護電路中的電阻；8、輸出電壓調整管對地第二支路中的穩壓ニ極管；9、輸出電壓調整管基極第一支路中輸出電壓調整電阻；10、輸出電壓調整管基極第一支路中輸出電壓粗調穩壓ニ極管；11、輸出電壓調整管對地第一支路；12、輸出電壓調整管上偏電阻。圖2是本實用新型第二實施例的電路圖。圖中:1、電源變壓器二次低壓側輸出；2、橋式整流器；3、防雷管；4、輸出電壓調整管；5、過流保護電阻，6、電路的輸出熱端；7、過流保護電路中的電阻；8、輸出電壓調整管基極對地第二支路中的穩壓ニ極管；9、輸出電壓調整管基極第一支路中輸出電壓調整電阻；10、輸出電壓調整管基極第一支路中輸出電壓粗調穩壓ニ極管；11、輸出電壓調整管對地第一支路；12、輸出電壓調整管上偏電阻；13、輸出電壓調整管基極對地第二支路中所串聯的面結合ニ極管。
具體實施方式
1、按圖1或圖2選定三極管，防雷管、ニ極管與電阻，其中三極管選定高反壓大功率管，如3DD15，防雷管擊穿電壓參數應選低于三極管反壓值，輸出電壓調整電阻散熱功率應選二分之一功率以上。2、按圖2焊接。3、調整輸出電壓穩壓值。調整對象主要是第一支路穩壓值的數值。首先確定了第ー支路中的穩壓管參數，讓其穩壓參數為輸出電壓的主導部分，再調整第一支路所串聯的電阻R2，其規律是當該電阻的阻值越大，則輸出的電壓越高，反之越低。調整后使R2電阻值符合要求，但R2的降壓不能在第一支路占有較大的比例。4、調整第二支路的穩壓參數:原則上第二支路的穩壓管參數與第一支路參數相同，或略大。然后在串上一只或ニ只面結合型的ニ極管。5、說明:也可按圖1的電路焊接，如果按圖1的電路焊接，則輸出電壓調整管基極基極對地第二支路的穩壓ニ極管電壓參數應高于第一支路兩元件的所降電壓之總和。其余地方相同。
權利要求1.一種簡潔適用的穩壓電源，其特征是:由變壓器、橋式整流輸出，防雷管、輸出電壓調整管，基準電壓支路，備份保護支路、過流保護支路共同組成，其具體線路是: 用變壓器低壓的二次側連接了一個橋式整流單元，橋式整流的輸出與地線間連接了一只防雷管；其輸出還連接了一只輸出電壓調整管的集電極；其輸出還連接了一只電阻的一端；該電阻的另一端連接連接了輸出電壓調整管的基極； 輸出電壓調整管的基極連接了兩條支路接地，第一條支路是基極連接了一只穩壓管的正極，該穩壓管的負極串聯了一只電阻接地；第二條支路是輸出電壓調整管的基極連接了另一只穩壓管穩壓值比第一支路高的穩壓管的正極，該穩壓管的負極接地； 用一只電阻一端接在了輸出電壓調整管的發射極，另一端作為穩壓電路的輸出；用兩只二極管串聯，接二極管正極的一端接在了調整管的基極，另一端接在調整流器管的發射極； 用輸出電壓調整管的發射極與地線的引出線共同組成了兩端向外輸出線。
2.如權利要求1所述的一種簡潔適用的穩壓電源，其特征是:接在輸出電壓調整管對地的第二支路中的穩壓管與第一支路穩壓管參數相同，然后經過兩個二極管串聯后接地。
3.如權利要求1所述的一種簡潔適用的穩壓電源，其特征是:輸出電壓調整管，穩壓放大管是高反壓大功率管。
4.如權利要求1所述的一種簡潔適用的穩壓電源，其特征是:基準電壓支路中的電阻是功率瓦數較大的電阻，第二支路所串的二極管是由數個面結合型的二極管串聯組成。
專利摘要一種簡潔適用的穩壓電源，屬于保安器配套技術領域。由變壓器、橋式整流輸出，防雷管、輸出電壓調整管，基準電壓支路，備份保護支路、過流保護支路共同組成。他主要與發明者已有的成果進行配套，將對發明者已申請的專利作進一步提升與完善。本實用新型的設計方案中，不采用傳統的三端集成電路，也不采用以及三端集成電路與三極管的組合的聯合設計。產生出的特點一是防雷效果好，實現了三極保護。二是可適應的市電變化寬，三是可以調出靈活的穩壓電源數值，四、是過壓保護與過流保護強。六是相對廉價，七是線路簡潔，只有一個三極管，它也可以作其它電子產品配套之用。
文檔編號H02M3/156GK202949369SQ20122039320
公開日2013年5月22日 申請日期2012年8月9日 優先權日2012年8月9日
發明者寧永健, 楊遠敏, 寧永重 申請人:寧永健