專利名稱：一種抗雷擊的穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
任何電子技術(shù)設(shè)備均需要穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓電源性能的好壞直接影響到電子設(shè)備的好壞。發(fā)明者已有了多項電子技術(shù)成果，屬于保安器材類，均需要一種較好的穩(wěn)壓電源與之配套，但現(xiàn)在的三端穩(wěn)壓集成電路，或按傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源設(shè)計，均不能達(dá)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(yán)重時段。二是不能在市電很寬的范圍內(nèi)工作，直接影響了保安器材的應(yīng)用范圍。三是穩(wěn)壓數(shù)值的其精度有限。不能對所配的蓄電池科學(xué)地浮充。造成以上三·點不足一個主要原因在于電子產(chǎn)品中的三端集成穩(wěn)壓電路(如三端穩(wěn)壓集成電路78系列)的固有性造成，因78系列穩(wěn)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?yōu)殡娮泳€路所需的低壓后的橋式整流電壓輸出值，只能滿足大多數(shù)情況的市電標(biāo)準(zhǔn)，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(tǒng)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(dāng)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(kuò)展了橋式整流輸出的上限值，但又產(chǎn)生了新的矛盾，因為新增的射隨器會產(chǎn)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(wěn)壓。造成第三方面的原因是，由于三端穩(wěn)壓集成電路的輸出值是固定的某一整數(shù)值，如，5伏，8伏，12伏，還不能滿足需要有小數(shù)值的的浮充電壓，如12. 6伏，等。此外，所配的穩(wěn)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(wěn)壓電源，初看起來簡單，但仔細(xì)分析，確充滿著多處難點，還必須進(jìn)一步創(chuàng)新。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是設(shè)計一種新的穩(wěn)壓電源電路，使該電子電路一是具有很強(qiáng)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(diào)整成穩(wěn)壓所需的任意值，四是具有過壓過流保護(hù)性能，主要目的一是能與發(fā)明者已有的專利成果能很好地配合，產(chǎn)生更好的技術(shù)效果，二是為開發(fā)其它電子產(chǎn)品提供更大的空間。本發(fā)明的具體措施是I、一種抗雷擊的穩(wěn)壓電源，由變壓器、橋式整流輸出，防雷管、輸出電壓調(diào)整管，基準(zhǔn)電壓支路，調(diào)壓值支路、過壓保護(hù)支路、過流保護(hù)支路、穩(wěn)壓放大管電路與器件共同組成。其具體線路是用變壓器低壓的二次側(cè)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(diào)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(diào)整管的基極。輸出電壓調(diào)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(wěn)壓管的正極，該穩(wěn)壓管的負(fù)極接地，第二條支路是輸出電壓調(diào)整管的基極連接了另一只穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值比第一支路高的穩(wěn)壓管的正極，該穩(wěn)壓管的負(fù)極接地。用一只電阻一端接在了輸出電壓調(diào)整管的發(fā)射極，另一端作為穩(wěn)壓電路的輸出；用兩只二極管串聯(lián)，接二極管正極的一端接在了調(diào)整管的基極，另一端接在調(diào)整流器管的發(fā)射極。用三個電阻串聯(lián)組成了調(diào)壓值支路，該支路的一端接在了調(diào)壓管的發(fā)射極，另一端接地線；用一只三極管做穩(wěn)壓放大管，該管的集電極接在了調(diào)壓管的基極，該管基極接在了調(diào)壓支路上電阻的一個串聯(lián)點上。用一只電阻與穩(wěn)壓管串聯(lián)級組成了基準(zhǔn)電壓支路，其中電阻的一端接在了調(diào)整管的發(fā)射極上，穩(wěn)壓管負(fù)極的一端接在地線上，穩(wěn)壓放大管的發(fā)射極接在了電阻與穩(wěn)壓的串聯(lián)接點上。用輸出電壓調(diào)整管的發(fā)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(diào)整管對地的第二支路中的穩(wěn)壓管與第一支路穩(wěn)壓管參數(shù)相同，然后經(jīng)過兩個二極管串聯(lián)后結(jié)地。3、輸出電壓調(diào)整管，穩(wěn)壓放大管是高反壓大功率管。4、由一只電阻與穩(wěn)壓管串聯(lián)組成的基準(zhǔn)電壓支路，其中的穩(wěn)壓管由數(shù)個面結(jié)合型的二極管串聯(lián)組成。對以下措施進(jìn)一步解釋如下一、穩(wěn)壓的主要原理調(diào)整管與放大管形成了很強(qiáng)的負(fù)反饋，一旦線路參數(shù)確定后，調(diào)整管就可以穩(wěn)定在一個具體的數(shù)值上。電路見圖1，具體穩(wěn)壓過程如下9為輸出電壓調(diào)整管，15為穩(wěn)壓放大管，當(dāng)輸出電壓調(diào)整管的射極輸出端18過高或過低時，由電阻12、13、14所組成的調(diào)壓值支路，將把變化的量給了穩(wěn)壓放大管16的基極，由于穩(wěn)壓放大管的射極為標(biāo)準(zhǔn)的固定電壓，所以調(diào)壓值支路的變化量將引起該管集電極發(fā)生變化，自動對三極管基極調(diào)整使其輸出而成為標(biāo)準(zhǔn)值。二、大大提高防雷等級的原因?qū)Ψ览子腥壉Ｗo(hù)，第一原因是調(diào)整管采用了高反壓大功率管，其反壓可以達(dá)數(shù)百伏，幾乎是78系列的三端穩(wěn)壓集成電路輸入電壓的10倍左右，相當(dāng)于承受能力提高了 10倍。之二是增加了防雷管作二級保護(hù)，能將雷擊時的電壓限制在擊穿電壓的數(shù)十伏的范圍內(nèi)，之三是在輸出電壓調(diào)整管的基極增加了穩(wěn)壓二極管，成為防雷第三級保護(hù)。該穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值高于輸出電壓調(diào)整管的基極，所以平時不工作，不通電，但雷擊時有涌流時，將成為泄放通道。三、在市電較高的地方與時段不會損壞電路的原因因調(diào)整管是高反壓管，僅管此時橋式輸出的電壓高，但是還會遠(yuǎn)低于高反壓管耐壓值。四、能在市電較低的地方與時段工作的主要原因一是輸出電壓調(diào)整管，不會產(chǎn)生附加電壓降，直接將橋式整流輸出電壓調(diào)整為輸出穩(wěn)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(wěn)壓。(說明如果采用傳統(tǒng)的三極管與三端集成電路串聯(lián)的方案，因為三端要穩(wěn)定的工作，必須要輸入端的電壓高于輸出端一個定值，而三端集成電路的輸入前級如果串有三極管發(fā)射器，則輸入端就增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。)，其二是因調(diào)整管是高反壓管，所以在設(shè)計時可以把橋式輸出電壓可以設(shè)計得高一些，在市電低時這時橋式電壓不可能很低，就可以作一定補償。五、能擴(kuò)展市電變化范圍的原因由于上兩條原因，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(kuò)展了市電變化的工作范圍。六、可以調(diào)整不同的輸出穩(wěn)壓值的原因。由于基準(zhǔn)電壓支路中的電阻與串聯(lián)的穩(wěn)壓管確定后，穩(wěn)壓放大管的發(fā)射極電壓值固定。而在調(diào)壓值支路的三個電阻組成了調(diào)壓管輸出的分壓關(guān)系，當(dāng)上偏電阻(以穩(wěn)壓放大管的基極連接點為分界，與火線相連的部分為上偏電阻，與地線相連的部分為下偏電阻)阻值增大，分壓多，則穩(wěn)壓輸出電壓高，反之少。所以調(diào)整電阻，就可以把穩(wěn)壓基本數(shù)值調(diào)整為所需值，如標(biāo)準(zhǔn)的浮充電壓值，12。6伏，而不是 簡簡單的整數(shù)12伏。這里應(yīng)說明是，該支路的上偏電阻有兩個，即圖I中的R12與R13，其中R13主要作精調(diào)之用。七、過流保護(hù)原理當(dāng)輸出電流過大時，調(diào)整管發(fā)射極所串聯(lián)的電阻壓降增大，超過一定值時，過流保護(hù)支路中的二極管導(dǎo)通，流入輸出電壓調(diào)整管的基極電流減少，負(fù)載過流超多，則減少的基極電流越多，自動形成對調(diào)整管保護(hù)。八、過壓保護(hù)原理由輸出電壓調(diào)整管對地連接的兩支路但任，當(dāng)輸入電壓過高時，第一條支路首先導(dǎo)通，輸出電壓調(diào)整管基極電壓被鉗位到額定數(shù)，穩(wěn)壓電流的輸出電壓也自然被鉗位到一定數(shù)，當(dāng)?shù)谝粭l支路損壞開路時，第二條支路立即自動投入保護(hù)。九、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(hù)，(見第二條)。之二，在電子線路中，由于穩(wěn)壓管是一種易壞件，而防雷是本方案的重點，所以在輸出電壓調(diào)整管的基極回路中新增加了第二支路，該路由一只穩(wěn)壓二極管與2只二極管的串聯(lián)形式，這就形成了對基極穩(wěn)壓電路的一種“特殊的替代”保護(hù)方式，其原理是基極回路中兩條支路中的兩只穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓參數(shù)一致，但其中第二只支路多串聯(lián)了兩只二極管，穩(wěn)壓值會高出2個PN結(jié)，所以在正工作時，該第二支路電流會因被穩(wěn)壓低的第一支路鉗位，也即是當(dāng)穩(wěn)壓值低的第一支路沒有損壞時，基極電流始終從第一支路通過，而串聯(lián)有二極管的第二支路因被鉗位，不會損壞，就會處于一種“永遠(yuǎn)守候狀態(tài)”，當(dāng)?shù)谝恢窊p壞斷路時，“守候狀態(tài)”的第二支路會自動投入工作，由于基準(zhǔn)電壓及調(diào)壓值支路各參數(shù)均未發(fā)生變化，所以不會因第二支路的加入穩(wěn)壓值不會發(fā)生變化。之三、在基準(zhǔn)電路中采用了面結(jié)合型的二極管，其可靠性很高。之四、過壓保護(hù)兩條支路平時因為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的參數(shù)值高于輸出電壓調(diào)整管基極電壓，被鉗位無電流通過，不產(chǎn)生“電磨損”，不易損壞，而傳統(tǒng)的三級管與三端集成電路的聯(lián)合設(shè)計方案，其中的射隨器中的穩(wěn)壓管處于長期工作狀態(tài)，相對容易損壞。之五、利用復(fù)合功能，減少元件數(shù)，但性能不減。本發(fā)明實施后有以下顯著的優(yōu)點I、性能好，體現(xiàn)在以下方面一是抗雷效果好，在雷雨季節(jié)，不易損壞，所配套的電器不因雷雨天而停止工作。二是適應(yīng)面廣，比傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源有更寬的適應(yīng)能力，即是可以使所配的電器在電壓高的地方工作而不致?lián)p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(shù)的穩(wěn)壓值。而發(fā)明者已有的成果是保安類，影響不能工作的因素越小，則性能越好，所以本發(fā)明有很強(qiáng)的配套能力，四是、性能優(yōu)異，具有過壓過流保護(hù)，而用三端集成電路或傳統(tǒng)的三極管與三端集成電路的聯(lián)合設(shè)計其功能在以上多種性能上不如該線路，甚至是難以實現(xiàn)。2、可靠，優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計。原因一是，在電子線路，有源件如三極管集成電路是是易壞件，而在該線路中僅僅只有兩只有源件，與傳統(tǒng)的三極管與三端集成電路聯(lián)合設(shè)計相比，沒有增加有源件的數(shù)量，重要的是，一般高反壓大功率管，可靠性一般都大大高于普通三極管。原因二是，在電子線路，穩(wěn)壓二極管也是易壞件之一，而在本發(fā)明中，對穩(wěn)壓管作了特殊處理，所以可靠性高于傳統(tǒng)的三極管與三端集成電路的聯(lián)合設(shè)計。3、成本與傳統(tǒng)的三極管與三端集的聯(lián)合設(shè)計之成本，基本沒有增加，而比很多專業(yè)穩(wěn)壓電源要廉價很多。4、線路不復(fù)雜，具有可操作性。

圖I是實施本發(fā)明措施的I的電路圖。圖中1、電源變壓器一次高壓側(cè)輸入；2、電源變壓器；3、變壓器二次側(cè)低壓輸出；4、橋式整流器；5、防雷管；6、輸出電壓調(diào)整管基極電阻；7、輸出電壓調(diào)整管對地第一支路；8、輸出電壓調(diào)整管對地第二支路；9、輸出電壓調(diào)整管；10、過流保護(hù)支路中的二極管；
11、過流保護(hù)支路中的電阻；12、調(diào)壓值支路中上偏電阻；13、調(diào)壓值支路中上偏電阻的調(diào)整電阻；14、調(diào)壓值支路中的下偏電阻；15、穩(wěn)壓放大管；16，基準(zhǔn)電壓支路中的電阻；17、基準(zhǔn)電壓支路中的穩(wěn)壓管；18、穩(wěn)壓電路的熱端輸出。圖2是實施本發(fā)明的措施2與4后的電路圖。圖中1、電源變壓器一次高壓側(cè)輸入；2、電源變壓器；3、變壓器二次側(cè)低壓輸出；4、橋式整流器；5、防雷管；6、輸出電壓調(diào)整管基極電阻；7、輸出電壓調(diào)整管對地第一支路；9、輸出電壓調(diào)整管；10、過流保護(hù)支路中的二極管；11、過流保護(hù)支路中的電阻；12、調(diào)壓值支路中上偏電阻；13、調(diào)壓值支路中上偏電阻的調(diào)整電阻；14、調(diào)壓值支路中的下偏電阻；15、穩(wěn)壓放大管；16，基準(zhǔn)電壓支路中的電阻；18、穩(wěn)壓電路的熱端輸出；19、實施措施2中的輸出電壓調(diào)整管對地第二支路；20、實施措施4的基準(zhǔn)電壓支路中的穩(wěn)壓管支路。
具體實施方式
I、按圖I或圖2選定三極管，防雷管、二極管與電阻，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(shù)應(yīng)選低于三極管反壓值。2、按圖I與圖2的線路圖焊接。3、調(diào)節(jié)穩(wěn)壓值的數(shù)值。當(dāng)確定了基準(zhǔn)電壓支路的參數(shù)后，這時可調(diào)節(jié)調(diào)壓值支路中上偏電阻中的調(diào)整電阻R13阻值的大小，就可將穩(wěn)壓的輸出值調(diào)到所需要要的數(shù)值上。其規(guī)律是當(dāng)其電阻的阻值越大，則輸出的電壓越高，反之越低。
權(quán)利要求1.一種抗雷擊的穩(wěn)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(diào)整管，基準(zhǔn)電壓支路，調(diào)壓值支路、過壓保護(hù)支路、過流保護(hù)支路、穩(wěn)壓放大管電路與器件共同組成； 其具體線路是用變壓器低壓的二次側(cè)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(diào)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(diào)整管的基極； 輸出電壓調(diào)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(wěn)壓管的正極，該穩(wěn)壓管的負(fù)極接地，第二條支路是輸出電壓調(diào)整管的基極連接了另一只穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值比第一支路高的穩(wěn)壓管的正極，該穩(wěn)壓管的負(fù)極接地； 用一只電阻一端接在了輸出電壓調(diào)整管的發(fā)射極，另一端作為穩(wěn)壓電路的輸出；用兩只二極管串聯(lián)，接二極管正極的一端接在了調(diào)整管的基極，另一端接在調(diào)整流器管的發(fā)射極； 用三個電阻串聯(lián)組成了調(diào)壓值支路，該支路的一端接在了調(diào)壓管的發(fā)射極，另一端接地線； 用一只三極管做穩(wěn)壓放大管，該管的集電極接在了調(diào)壓管的基極，該管基極接在了調(diào)壓支路上電阻的一個串聯(lián)點上； 用一只電阻與穩(wěn)壓管串聯(lián)級組成了基準(zhǔn)電壓支路，其中電阻的一端接在了調(diào)整管的發(fā)射極上，穩(wěn)壓管負(fù)極的一端接在地線上，穩(wěn)壓放大管的發(fā)射極接在了電阻與穩(wěn)壓的串聯(lián)接點上； 用輸出電壓調(diào)整管的發(fā)射極與地線的引出線共同組成了兩端向外輸出線。
2.如權(quán)利要求I所述的一種抗雷擊的穩(wěn)壓電源，其特征是，接在輸出電壓調(diào)整管對地的第二支路中的穩(wěn)壓管與第一支路穩(wěn)壓管參數(shù)相同，然后經(jīng)過兩個二極管串聯(lián)后接地。
3.如權(quán)利要求I所述的一種抗雷擊的穩(wěn)壓電源，其特征是，輸出電壓調(diào)整管，穩(wěn)壓放大管是聞反壓大功率管。
4.如權(quán)利要求I所述的一種抗雷擊的穩(wěn)壓電源，其特征是，由一只電阻與穩(wěn)壓管串聯(lián)組成的基準(zhǔn)電壓支路，其中的穩(wěn)壓管由數(shù)個面結(jié)合型的二極管串聯(lián)組成。
專利摘要一種抗雷擊的穩(wěn)壓電源，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。由變壓器、橋式整流輸出，防雷管、輸出電壓調(diào)整管，基準(zhǔn)電壓支路，調(diào)壓值支路、過壓保護(hù)支路、過流保護(hù)支路、穩(wěn)壓放大管共同組成。是一種抗雷擊的穩(wěn)壓電源電路，他主要與發(fā)明者已有的成果進(jìn)行配套，將對發(fā)明者已申請的專利作進(jìn)一步提升與完善。本實用新型的設(shè)計方案中，不采用傳統(tǒng)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(lián)合設(shè)計。產(chǎn)生出的特點一是防雷效果好，實現(xiàn)了三極保護(hù)；二是可適應(yīng)的市電變化寬；三是可以調(diào)出精準(zhǔn)的浮充電壓值；四是過壓保護(hù)與過流保護(hù)強(qiáng)；五是相對廉價。本電源與發(fā)明者已有成果配套后，大大提升了所配的電器技術(shù)指標(biāo)。也可以作其它電子產(chǎn)品配套之用。
文檔編號H02M3/156GK202737767SQ201220377118
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者寧永健, 楊遠(yuǎn)敏 申請人:寧永健