專利名稱：簡(jiǎn)潔防雷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于保安器配套領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)明者已有了多項(xiàng)電子技術(shù)成果，屬于保安器材類(lèi)，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)壓集成電路不能達(dá)到較好的效果。其主要原因一是防雷等級(jí)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(shí)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)值不能靈活地調(diào)到有小數(shù)的穩(wěn)壓值，如3。7伏，12.7伏，所以不能適應(yīng)之配套的電器的要求。造成以上三點(diǎn)不足的一個(gè)重要原因在于電子產(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，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(shí)三端集成電路的輸入端可能超過(guò)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，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(shí)段時(shí)，其橋式整流輸出就可能超過(guò)三端集成電路的輸入額定值。為解決這一問(wèn)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(jí)射隨器，其目的是，當(dāng)橋式整流電壓過(guò)高后，讓射隨器將輸出限壓，使這不要超過(guò)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?yàn)樾略龅纳潆S器會(huì)產(chǎn)生附加損失電壓降。在市電較低時(shí)，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(huì)變低，低于所需值，就不能穩(wěn)壓。之二是線路復(fù)雜。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(jià)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(lái)簡(jiǎn)單，但仔細(xì)分析，確充滿著多處難點(diǎn)，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(jì)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(shí)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(guò)壓過(guò)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(kāi)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:1、簡(jiǎn)潔防雷電源是，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，備份保護(hù)支路、過(guò)流保護(hù)支路共同組成。其具體線路是:用變壓器低壓的二次側(cè)連接了一個(gè)整流單元，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。[0008]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)極串聯(lián)了一只電阻接地；第二條支路即是備份保護(hù)支路是由輸出電壓調(diào)整管的基極連接了一支由穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路接地。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；用數(shù)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、備份保護(hù)支路之一是由一只穩(wěn)壓管的正極接在輸出電壓調(diào)整管的基極上，負(fù)極接地；之二是用一只穩(wěn)壓管的正極接在輸出電壓調(diào)整管的基極上，負(fù)極串聯(lián)了數(shù)只二極管后接地。3、備份保護(hù)支路穩(wěn)壓管所串聯(lián)的二極管個(gè)數(shù)是2個(gè)。4、輸出電壓調(diào)整管，穩(wěn)壓放大管是高反壓大功率管。5、輸出電壓調(diào)整管上偏電阻是在3K至5K之間，第一支路與穩(wěn)壓管串聯(lián)的電阻阻值是上偏電阻的10至15分之一。6、輸出電壓調(diào)整管基極地兩支路所用的穩(wěn)壓管是6伏至12伏。7、整流電路中所用的二極管是5408。對(duì)以下措施進(jìn)一步解釋如下:一、穩(wěn)壓的主要原理:輸出電壓調(diào)整管接成了射隨器放大形式，具有很強(qiáng)的負(fù)反饋，一旦基極基準(zhǔn)電路線路參數(shù)確定后，調(diào)整管就可以穩(wěn)定在一個(gè)具體的數(shù)值上。二、調(diào)整管基極對(duì)地支路設(shè)計(jì)有兩條支路線路特點(diǎn)與意義:1、第一支路由一只穩(wěn)壓管與電阻串聯(lián)而成，在調(diào)整時(shí)其中的穩(wěn)壓管的壓降點(diǎn)主導(dǎo)意義，而所串的電阻壓降占很少的部分，這就產(chǎn)生了兩重意義:之一是本發(fā)明輸出的穩(wěn)壓值的主導(dǎo)部份由該支睡的穩(wěn)壓管而定，而是小部分是由電阻而定，因此在調(diào)整蓄電池浮充時(shí)所需要精準(zhǔn)電壓時(shí)，可以通過(guò)選兩部分的參數(shù)而調(diào)整獲得，而且也一定會(huì)經(jīng)過(guò)兩部分的調(diào)整而獲得。之二是當(dāng)輸入電壓過(guò)高時(shí)，所串聯(lián)的電阻兩端電壓會(huì)陡然上升，會(huì)引起第二支路的導(dǎo)通，從而形成本發(fā)明提出的一種“特殊的替代”保護(hù)方式。其原理是:在沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)壓時(shí)，該第二支路電流會(huì)因被穩(wěn)壓低的第一支路鉗位，無(wú)電流通過(guò)。該支路有電流時(shí)只有兩種情況，一是整流輸出電壓過(guò)高，第一支路電壓過(guò)大超過(guò)第二支路穩(wěn)壓值時(shí)；二是第一支路中穩(wěn)壓管損壞開(kāi)路時(shí)。上述兩種情況之一，第二支路立即自動(dòng)投入，這種保護(hù)帶來(lái)的好處是線路是從兩方面增進(jìn)了線路的可靠性。眾所周之，在整流電路中，穩(wěn)壓管是一種易壞件，因?yàn)樗幱陂L(zhǎng)期通電過(guò)程中，同時(shí)當(dāng)有過(guò)壓時(shí)加重了負(fù)荷，更易損壞。是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，而本發(fā)明這樣設(shè)計(jì)后，就能很好地杜絕這個(gè)環(huán)節(jié)。其原因之一是，第二支路在正常工作時(shí)被鉗位無(wú)電流通過(guò)，不產(chǎn)生“電磨損”，不易損壞，處于一種“永遠(yuǎn)守候的備份狀態(tài)”，如果第一支路穩(wěn)壓管損壞，第二支路立即投入，所以線路不可能不工作。之二如果輸入有雷擊等意外原因，雷擊產(chǎn)生的涌流由原本一條支路的負(fù)荷變?yōu)榱藘蓷l支路，減輕了第一支路的壓力，從而也減少了第一支路損壞的可能性。2、第2條支路線路特點(diǎn)與意義:由于第二條支路的穩(wěn)壓管與第一條支路的穩(wěn)壓管參數(shù)一樣，只是多串聯(lián)了 2只二極管，所以第二條參數(shù)的穩(wěn)壓值很好調(diào)整，易于精確化與工程化。因?yàn)橐粋€(gè)PN節(jié)基本上可為0.7伏。三、與78系列穩(wěn)壓集成電路相比，多項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)異及原因:1、大大提高了防雷等級(jí)。其原因是防雷實(shí)行了三級(jí)保護(hù)，措施之一是調(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(jí)保護(hù)，能將雷擊時(shí)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)整管的基極增加了兩條之路后，避免了易壞件穩(wěn)壓管的損壞，兩條支路能較好地釋放雷擊產(chǎn)生的涌流。2、在市電較高的地方與時(shí)段不會(huì)損壞電路。其原因是調(diào)整管是高反壓管，僅管此時(shí)橋式輸出的電壓高，但是還會(huì)遠(yuǎn)低于高反壓管耐壓值。3、能在市電較低的地方與時(shí)段工作。其要原因一是因調(diào)整管是高反壓管，所以在設(shè)計(jì)時(shí)可以把橋式輸出電壓可以設(shè)計(jì)得高一些，在市電低時(shí)這時(shí)橋式電壓不可能很低，就可以作一定補(bǔ)償。二是輸出電壓調(diào)整管，不會(huì)產(chǎn)生附加電壓降，它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(gè)電壓能使三極管工作，就能穩(wěn)壓。(說(shuō)明:如果采用傳統(tǒng)的三極管與三端集成電路串聯(lián)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，因?yàn)槿艘€(wěn)定的工作，必須要輸入端的電壓高于輸出端一個(gè)定值，而三端集成電路的輸入前級(jí)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(shí)，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(shí)，這是寶貴的電壓。)4、能擴(kuò)展市電變化范圍。其原因是由于上兩條原因，市電高時(shí)不損壞電路，而在較低時(shí)仍可以正常工作。所以可大大地?cái)U(kuò)展了市電變化的工作范圍。5、可以調(diào)整不同的輸出穩(wěn)壓值的原因?？梢赃x其穩(wěn)壓參數(shù)對(duì)輸出電壓進(jìn)行粗調(diào)，可以調(diào)整電阻的阻值實(shí)現(xiàn)對(duì)基極電壓的精調(diào)，阻值越高，電壓越高，反之電壓越低。從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的精準(zhǔn)值的校正。四、過(guò)流保護(hù)原理:當(dāng)輸出電流過(guò)大時(shí)，調(diào)整管發(fā)射極所串聯(lián)的電阻壓降增大，超過(guò)一定值時(shí)，過(guò)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(guò)流超多，則減少的基極電流越多，自動(dòng)形成對(duì)調(diào)整管保護(hù)。五、過(guò)壓保護(hù)原理:當(dāng)輸入電壓過(guò)高時(shí)，第一條支路上的電阻壓降增大時(shí)，第二條支路立即導(dǎo)通，輸出電壓調(diào)整管基極電壓被鉗位到第二支路穩(wěn)壓的額定數(shù)，輸出電壓被鉗位到額定值。六、提高可靠性的幾點(diǎn)措施:之一，在防雷電路中，形成了三級(jí)保護(hù)，(見(jiàn)第二條)。之二，在防雷保護(hù)第三級(jí)保護(hù)中設(shè)計(jì)了調(diào)壓管基極對(duì)地的兩條支路的雙重保護(hù)避免了易壞件損壞的薄弱環(huán)節(jié)。之三、利用復(fù)合功能，減少元件數(shù)，但性能不減，如基極對(duì)地兩支路，即是基準(zhǔn)電壓，又是過(guò)壓保護(hù)，又對(duì)雷擊時(shí)形成涌流通道。本發(fā)明實(shí)施后有以下顯著的優(yōu)點(diǎn):1、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，即是可以使所配的保安器在電壓高的地方與時(shí)段或意外原因時(shí)工作而不致于損壞，而在電壓較低的地方與時(shí)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(lèi)，需要對(duì)蓄電池的浮充電路，該線路不可能是整數(shù)值。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(guò)壓與過(guò)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(jì)其功能在以上多種性能上不如該線路，甚至是難以實(shí)現(xiàn)。2、可靠，優(yōu)于目前廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。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，而在該線路中只有只有一只三極管且為高反壓大功率管，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(duì)穩(wěn)壓管作了特殊處理，所以可靠性高于傳統(tǒng)的聯(lián)合設(shè)計(jì)。3、成本低。核心件只有一只三極管，而比很多專業(yè)穩(wěn)壓電源要廉價(jià)很多。4、線路不復(fù)雜，具有可操作性與批量生產(chǎn)性。

圖1是實(shí)施本發(fā)明措施的I的電路圖。圖中:01、整流器輸出；02、防雷管；03、輸出電壓調(diào)整管上偏電阻；04、輸出電壓調(diào)整管；05、過(guò)流保護(hù)電阻；06、輸出電壓調(diào)整管基極第一支路中的穩(wěn)壓管；07、輸出電壓調(diào)整管基極第一支路中的串聯(lián)電阻；08、輸出電壓調(diào)整管基極第二支路；09、過(guò)流保護(hù)二極管電路；10、電源輸出端。圖2是實(shí)施本發(fā)明措施的2所提出的之一的說(shuō)明圖。圖中:01、整流器輸出；02、防雷管；03、輸出電壓調(diào)整管上偏電阻；04、輸出電壓調(diào)整管；05、過(guò)流保護(hù)電阻；06、輸出電壓調(diào)整管基極第一支路中的穩(wěn)壓管；07、輸出電壓調(diào)整管基極第一支路中的串聯(lián)電阻；09、過(guò)流保護(hù)二極管電路；10、電源輸出端；201、措施2中之一所提出的基極對(duì)地第二支路。圖3是實(shí)施本發(fā)明措施的3的說(shuō)明圖。圖中:01、整流器輸出；02、防雷管；03、輸出電壓調(diào)整管上偏電阻；04、輸出電壓調(diào)整管；05、過(guò)流保護(hù)電阻，06、輸出電壓調(diào)整管基極第一支路中的穩(wěn)壓管；07、輸出電壓調(diào)整管基極第一支路中的串聯(lián)電阻；09、過(guò)流保護(hù)二極管電路；10、電源輸出端，201、措施2中之一所提出的基極對(duì)地第二支路的穩(wěn)壓管；301、措施3中所提出的串聯(lián)二極管。
具體實(shí)施方式
1、圖1、圖2、圖3描述了本發(fā)明的一種實(shí)例。2、按圖選定各元件，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。3、按圖焊接。4、調(diào)整輸出電壓穩(wěn)壓值。調(diào)整對(duì)象主要是第一支路穩(wěn)壓值的數(shù)值。首先確定了第一支路中的穩(wěn)壓管參數(shù)，讓其穩(wěn)壓參數(shù)為輸出電壓的主導(dǎo)部分，再調(diào)整第一支路所串聯(lián)的電阻07，其規(guī)律是當(dāng)該電阻的阻值越大，則輸出的電壓越高，反之越低。調(diào)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。5、調(diào)整第二支路的穩(wěn)壓參數(shù):原則上第二支路的穩(wěn)壓管參數(shù)與第一支路參數(shù)相同。然后在串上二只面結(jié)合型的二極管。6、調(diào)試:將電流串在第二支路，當(dāng)輸入正常輸出電壓時(shí)，電表指示為零，升高輸入電壓，到一定的時(shí)候，電表指不會(huì)有電流產(chǎn)生。
權(quán)利要求1.簡(jiǎn)潔防雷電源，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，備份保護(hù)支路、過(guò)流保護(hù)支路共同組成； 其具體線路是:用變壓器低壓的二次側(cè)連接了一個(gè)整流單元，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)極串聯(lián)了一只電阻接地；第二條支路即是備份保護(hù)支路是由輸出電壓調(diào)整管的基極連接了一支由穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路接地； 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；用數(shù)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.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)潔防雷電源，其特征是，備份保護(hù)支路之一是由一只穩(wěn)壓管的正極接在輸出電壓調(diào)整管的基極上，負(fù)極接地；之二是用一只穩(wěn)壓管的正極接在輸出電壓調(diào)整管的基極上，負(fù)極串聯(lián)了數(shù)只二極管后接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)潔防雷電源，其特征是:備份保護(hù)支路穩(wěn)壓管所串聯(lián)的二極管個(gè)數(shù)是2個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)潔防雷電源，其特征是:輸出電壓調(diào)整管，穩(wěn)壓放大管是高反壓大功率管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)潔防雷電源，其特征是:輸出電壓調(diào)整管上偏電阻是在3K至5K之間，第一支路與穩(wěn)壓管串聯(lián)的電阻阻值是上偏電阻的10至15分之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)潔防雷電源，其特征是:輸出電壓調(diào)整管基極地兩支路所用的穩(wěn)壓管是6伏至12伏。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)潔防雷電源，其特征是:整流電路中所用的二極管是5408。
專利摘要簡(jiǎn)潔防雷電源，屬于保安器配套技術(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，備份保護(hù)支路、過(guò)流保護(hù)支路共同組成，共同組成。他主要與發(fā)明者已有的成果進(jìn)行配套，將對(duì)發(fā)明者已申請(qǐng)的專利作進(jìn)一步提升與完善。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)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(jì)。產(chǎn)生出的特點(diǎn)一是防雷效果好，實(shí)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)出靈活的穩(wěn)壓電源數(shù)值。四是過(guò)壓保護(hù)與過(guò)流保護(hù)強(qiáng)。五是相對(duì)廉價(jià)。六是線路簡(jiǎn)潔，只有一個(gè)三極管，由于本實(shí)用新型采用了六條措施，性能優(yōu)異，它也有較泛的用途。
文檔編號(hào)H02M7/06GK202997954SQ20122057389
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月4日
發(fā)明者王望, 寧永重 申請(qǐng)人:王望