雙向對稱直流穩壓電源裝置的製作方法
2023-06-15 01:10:06 1
專利名稱:雙向對稱直流穩壓電源裝置的製作方法
本實用新型涉及一種給正負兩向對稱負載提供直流功率的穩壓電源裝置。
已有的直流電源裝置，一般只從自身安全的角度設置保護措施。對諸如雙電源模擬集成電路和OCL放大電路等對稱負載而言，用正負兩路獨立的單向電源(包括用兩個單極性集成穩壓器的組合)，或用雙極性集成穩壓器供電，均不能保證其在每一向輸出故障時的安全。蘇聯專利SU737933所述的一種方法在跟蹤式雙極性穩壓電源裝置中，採用熱電阻光電子器件，用以實現任一向過流時的兩向之間的聯動保護，對負載有一定程度的保護，但缺乏完備的短路保護性能。已有另一種分立器件雙極性電源裝置，用脈衝電路作雙向聯動保護，原則上可以實現正負兩向保護電路之間的互鎖，但由於線路複雜，造價昂貴，難以付諸實用。
本實用新型的目的在於，使雙向對稱穩壓電源的每一向各有獨立的截流型複合保護，即同時具有過流和短路保護性能，能減少故障時的功耗；同時，採用更簡單的方法實現兩向保護電路之間的聯動，使任一向輸出發生故障時，仍可保證電源自身和對稱負載的安全。
為達到上述目的，本實用新型採用集成運放和分立元件組成一種跟蹤式雙向對稱穩壓電源裝置，電氣方框圖如圖1所示。電源變壓器(12)和整流濾波(1)提供直流輸入電壓±Vi，(2)為輔助電源，向正負兩方向的比較放大(5)和(6)提供直流電壓。(7)和(11)為正向基準和恆流單元，(9)為正向取樣單元。在正負兩方向的調整(3)與(4)之前，分別設置有過流和短路監測單元(13)與(14)，以及截流型複合保護單元(15)和(16)，使每向各具有完善的自我保護性能。正負兩向之間的聯動保護，在已有技術跟蹤式電路(由負壓基準(8)和跟蹤取樣(10)組成)的基礎上，改進的設施在於，用負向返回正向的聯動保護電路(17)，來實現兩向之間的逆向保護。這樣，當電源兩向或任一向輸出發生任何故障時，均能對自身和對稱負載(18)實現有效的保護。因此，從保護對象的角度而言，此裝置具有全保護性能。
本實用新型的原理電路如圖2所示，其保護措施部份見圖3和圖4。三個圖中的標記與元件清單中的編號一致。
圖3是截流型正向複合保護電路(負向與此相同，從略)。37是過流監測電阻，電阻33與37同時起著短路監測作用，23是輸出趨向短路時便擊穿的穩壓管，35是穩壓管23的限流電阻，他們串聯並跨接在調整管17兩端，31是複合保護管。輸出正常時，上述元件均不影響正常供電。當輸出趨向短路或過流到一定程度後，流過電阻33或37的電流產生的壓降使保護管31由截止轉向飽和導通，從而使電晶體19和17快速截止，輸出端只有穩壓管23擊穿後的工作電流。故障排除以後，輸出電容59充電，隨著輸出電壓升高，將使穩壓管23截止，複合保護管31也轉向截止，電源自動恢復供電。
圖4是實現負向控制正向的聯動保護電路。在負向上，由電阻34和36及38與穩壓管24，以及複合保護管32組成與正向相同的截流型複合保護電路。藉助限流電阻39以及與負向複合保護管32的輸入端並聯的電晶體40組成聯動保護電路，39和40在兩向複合保護電路之間相串聯。由於電晶體40和32因負向輸出故障而同時導通，若選取聯動保護管40的導通電流等於穩壓管23(24)的工作電流，則同樣能使正向複合保護管31飽和導通，從而導致正向保護電路也動作，使正向與負向同時停止輸出。
本實用新型與現有電源裝置比較，具有如下優點1、電源的正負兩向具有獨立的複合保護，兩向之間還有互相聯動的保護性能。這樣，任一向發生任何故障，都不會損壞對稱負載。
2、採用截流型複合保護電路，所用元件很少，就能實現可靠保護。故障期間，調整管截止，功耗為零，不需要考慮到散熱問題。故障排除後，又能自動恢復供電。
3、跟蹤取樣電路選配精密金屬膜電阻，使輸出正負電壓的對稱性，比現有雙極性集成穩壓器更好。
4、採用次級繞組中心抽頭接地的恆壓變壓器(CVT)作為電源變壓器，有利於提高電源的電壓調整率。
實施例本實用新型的實施例之一，其電氣原理圖如圖2所示，所附全部元件清單如第5頁至第7頁，共計六十五個(除機箱及面板布置部件外)。實測結果，在電網波動±10％時，電壓調整率優於0.01％，同時得到±20％的輸出電壓調整範圍(輸出額定值為±15伏時)，使該電源的使用場合得以擴大。為了保證對稱負載同時實現接入或切除，採用同軸型雙線插頭和插座65輸出；實際負載接入後，正負輸出端的假負載64即自動切除。
圖5是本實施例測得的過流保護特性(a)和短路保護特性(b)。由圖可見，兩種輸出故障的極限情況，均是輸出電壓趨向零時，調整管17和18同時截止，輸出端只有通過穩壓管23和24的微小電流Iz，對電源自身和對稱負載毫無危險。
圖2 元件清單
權利要求
1.一種雙向對稱直流穩壓電源裝置，採用跟蹤式穩壓電路，其特徵在於，每一向分別設置有同時起過流保護和短路保護的截流型複合保護電路，並在兩向複合保護之間接入由負向到正向的聯動保護電路。
2.根據權利要求
1所述的直流穩壓電源裝置，其特徵在於，其兩向複合保護電路均由串聯跨接在調整管上的過流、短路監測電阻和短路限流電阻，以及穩壓管和複合保護管組成。
3.根據權利要求
1所述的直流穩壓電源裝置，其特徵在於，聯動保護電路由限流電阻和電晶體串聯組成，接在聯動保護管集電極的限流電阻接至正向複合保護管的基極，聯動保護管與負向複合保護管實行輸入並聯。
4.根據權利要求
1所述的直流穩壓電源裝置，其特徵在於，聯動保護電路中聯動保護管的導通電流等於複合保護電路中穩壓管的工作電流。
5.根據權利要求
1所述的直流穩壓電源裝置，其特徵在於，採用次級繞組中心抽頭接地恆壓變壓器(CVT)作為電源變壓器。
專利摘要
本實用新型提供一種給對稱負載供電的具有全保護性能的雙向直流穩壓電源裝置。其主要特徵是，在已有的負向對正向輸出跟蹤穩壓電路中，兩向分別設置獨立的截流型複合保護(過流與短路)電路(15)和(16)，並在兩向的複合保護之間，接入由限流電阻和電晶體串聯組成的負向到正向的聯動保護電路(17)，使該電源在任一向或兩向輸出發生任何故障時，均能對電源自身和對稱負載實現有效的保護。本實用新型亦可作為正或負單極性半可調直流電源裝置使用。
文檔編號G05F1/10GK86200791SQ86200791
公開日1987年12月23日 申請日期1986年1月26日
發明者王秉翰, 莫志明 申請人:廣西柳州市科技開發實驗工廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan