可控矽速斷型多點式檢測保護電源的製作方法
2023-07-04 06:02:21 1

本發明屬於電子技術領域。
背景技術:
電源是一個古老的話題,因為從有電子線路開始的第一天,就開始對電源的研究,因為一切電子電路都必須要電源才能工作。
電源也是一個新鮮的的話題,因為在電子技術日新月異發展的今天,技術在不斷更新,需要適應各種發展的需要的新電源。所以對電源的研究,一直是社會研究的重點。
穩壓源是電子產品重要的組成部分,其性能的優異,直接關係到整體的性能,所以目前有很多優秀的穩壓電源集成電路,如78系列,79系列等等。上述這些集成系列雖然 有很多優點,但它是一種普及型的穩壓電路 仍然不能滿足目前電子產品日新月異的的需要。例如,這上述三端穩壓電路雖有保護,但是不能監測,更不能實現光與聲音共存的監測與保護。
例如本企業曾申請了多個關於保安器材的產品。這些器材的產品對電源的要求就很高,苛求度將遠遠高於普通家電,按傳統的的設計方案是不能勝任的。原因如下:
一、電源往往是電器,最易出故障的重點部位。特別是在雷雨季節到來之際,對普通家電,可以採用撥掉電源來預防,在需要用時,(如需要看電視時),重新插上。否則無法看電視,提示性很強,可以立即恢復,而保安類產品相對很困難,因為在撥掉電源後,不易直觀提醒,只能靠回憶,但高節奏的生活,容易忘掉,成為保安空白。
二、現在雖然有避雷器類的產品,但具了解,其吸穿在100伏以內的很難買到,更別說是在30伏以內的(現在的78系列,輸入電壓只能為30伏)。
三、一般的家電發生故障,維修方便。但保安類產品,需要定點維修。而這種維修,需要搶時間,因此如何能準確地判斷出故障產生的部位,是電源,還是負載。
四、除了雷擊外,電網的波動,也是容易引起電子產品易損壞的重要原因,因此必需要有更強的適應能力。
五、特別重要的一點是,無法可靠而準確地對保安器進行監測。現在的產品,只能定期地進行模擬實驗,以檢驗產品現在處於正常或非正常狀態,但是這種模擬只是一種被動式的監測與檢驗,因為這種監測是有次數的,不是一有問題就能主動的被人為發現,從而加以解決。
業內人事都知道,如果負載發生故障,其電源電壓,與負載總電流會發生嚴重變化,因此可以從電源的工作變化來觀察與檢驗整個負載的工作狀態。在貴重的儀器中,有專門的儀器進行觀察,但是那樣的成本高,難以普及。
但是目前的多數資料介紹,技術主要情況如下:
1、多數資料的介紹只能對電流進行粗糙的監測(如電流有無的測),如附圖3所示。而不能對電流的變化進行放大後監測,因而存在兩方面的不足,一是無法引出聲訊檢測信號,二是檢測的精度達不到要求。其常用線路如圖3。
2、只能做到某點的某一方面的監測與保護,如只能實現對電流,或電壓的監測與保護,而不能做到電流與電壓共存的全面監測與保護。
3、只能做到故障區域一個方面的監測或保護,如是外界因素(雷擊與市電)而造成的過壓保護,或對負載原因造成的過流保護,但是卻不能實現對電源本身出現問題而產生的監測與保護,(因為電源常常是故障產生的重點區域),因此不能做到多個面的、即多點的共同監測多種保護。
4、在監測的能效果不能實現光與聲的共存的警示,因而提示性不強,同時維修人員也不能根據指示迅速與準確地判斷出故障發生的區域。
5、缺乏響應快,過壓保護的閥值為靈活可調線路。
6、缺乏全面與價格的統一,多種先進效果與可操作性的統一的線路。
7、本項目的特點。
由於上述上原因,所以現有資料難以解決提出的5點問題。
為彌補現有穩壓電路功能的不足,本發明的手段一是,以NPN三極體與PNP三極體連成一種串聯在主迴路線路中電流放大管形式,實現對線路電流的變化進行監測與保護,二是對線路中整流輸出與穩壓輸出關鍵兩點,進行監測與保護,三是採用聲光共存效果的監測與保護效果,其目的是創新一種集監測,保護,穩壓一體,並有著多種亮點的電源電路,從而大大豐富電子線路中電源線路,推動電源電子線路的發展。
技術實現要素:
為彌補現有穩壓電路功能的不足,本發明的手段一是,以NPN三極體與PNP三極體連成一種串聯在主迴路線路中電流放大管形式,實現對線路電流的變化進行監測與保護,二是對線路中整流輸出與穩壓輸出關鍵兩點,進行監測與保護,三是採用聲光共存效果的監測與保護效果,其目的是創新一種集監測,保護,穩壓一體,並有著多種亮點的電源電路,從而大大豐富電子線路中電源線路,推動電源電子線路的發展。
本發明所採用措施是。
可控矽速斷型多點式檢測保護電源由防雷器,前端過壓保護啟動單元,迴路二極體,過流監控單元,過流顯示單元,過流保護啟動電路,迴路採樣單元,速斷保護單元,速斷啟動響應單元,保護啟動單元,後端過壓可調單元,後端過壓控制單元,故障警示效果單元,三端穩壓電路共同組成。
可控矽速斷型多點式檢測保護電源用NPN三極體串聯在主迴路線路中的一種方式,一是以電流放大管形式,實現對線路電流的變化進行監測與保護,二是對線路中整流輸出與穩壓輸出關鍵兩點,形成可控矽速斷式的保護,三是採用聲光共存效果的監測與保護效果的可控矽速斷型多點式檢測保護電源。
其中:迴路二極體單元由數個二極體串聯而成。
過流監控單元由NPN過流啟動管、PNP過流啟動管、過流基極電阻組成。
過流顯示單元由過流保護電阻與過流指示燈組成。
過流保護啟動電路單元由過流啟動電阻、過流啟動二極體組成。
迴路二極體正極接整流輸出,迴路二極體負極接NPN過流啟動管的基極,NPN過流啟動管的集電極接整流輸出,NPN過流啟動管的發射極與PNP過流啟動管的發射極相接,過流基極電阻一端接在PNP過流啟動管的基極,過流基極電阻的另一端接速斷保護單元中速斷可控矽的陽極,PNP過流啟動管的集電極為兩路,一路接過流顯示單元過流保護電阻的一端,過流保護電阻的另一端接過流指示燈到地線,另一路接過流保護啟動電路單元過流啟動二極體的正極,過流啟動二極體的負極接過流啟動電阻到保護啟動單元中保護啟動可控矽的控制極。
迴路採樣單元由抽樣電阻、隔離電阻、隔離二極體組成:抽樣電阻的一端接過流NPN啟動管的基極,抽樣電阻的另一端接速斷保護單元中速斷可控矽的陽極,隔離電阻的一端接過流NPN啟動管的發射極,隔離電阻的另一端接隔離二極體的正極,隔離二極體的負極接速斷可控矽的陽極。
前端過壓保護啟動單元由前端過壓門坎穩壓管、過壓啟動電阻、過壓啟動二極體組成:前端過壓門坎穩壓管的一端接整流輸出,前端過壓門坎穩壓管的另一端接過壓啟動電阻的一端,過壓啟動電阻的另一端接過壓啟動二極體到保護啟動單元中保護啟動可控矽的控制極。
速斷保護單元由速斷可控矽、觸發電阻組成:觸發電阻接在速斷可控矽的陽極與控制極之間,速斷可控矽的陰極接三端穩壓電路的輸入端。
保護啟動單元由保護啟動可控矽、靈敏度調整電阻、鉗位二極體一、鉗位二極體四、鉗位二極體三組成:靈敏度調整電阻接在保護啟動可控矽的控制極與地線之間,保護啟動可控矽的陰極接地線,鉗位二極體一的正極接速斷可控矽的控制極,鉗位二極體一的負極接保護啟動可控矽的陽極,鉗位二極體四與鉗位二極體三的負極都接在保護啟動可控矽的陽極上,鉗位二極體四的正極分別接後端過壓保護單元中後端過壓指示燈的正極,後端過壓保護單元反饋電阻一端,鉗位二極體三的正極接後端過壓保護單元中過壓啟動前管的集電極。
速斷啟動響應單元由充電二極體、響應電容、響應二極體組成:充電二極體的正極接速斷可控矽的陰極,充電二極體的負極接響應電容的正極,響應電容的負極接地線,響應二極體的正極接響應電容的正極,響應二極體的負極接保護啟動可控矽的陽極。
後端過壓可調單元由上偏可調電阻、上偏保護電阻、下偏可調電阻、可調三極體組成:上偏可調電阻的一端接三端穩壓電路輸出,上偏可調電阻的另一端串接上偏保護電阻到可調三極體的基極,下偏可調電阻接在可調三極體的基極與地線之間,可調三極體的發射極接地線。
後端過壓保護單元由過壓控制管、交連電阻、反饋電阻、後端過壓指示燈、鉗位二極體二組成。
交連電阻接在可調三極體的集電極與過壓控制管的基極之間,反饋電阻的一端接過壓控制管的集電極,反饋電阻的另一端接後端過壓指示燈的正極,後端過壓指示燈的負極接可調三極體的基極,過壓控制管的發射極接速斷可控矽的陽極,鉗位二極體二的正極接速斷可控矽的控制極,鉗位二極體二的負極接過壓啟動前管的集電極。
故障警示效果單元由故障指示燈、故障指示保護電阻、發音器組成:故障指示保護電阻的一端接過壓控制管的集電極,故障指示保護電阻的另一端接故障指示燈到地線,發音器接在過壓控制管的集電極與地線之間。
三端穩壓電路的輸出端即是可控矽速斷型多點式檢測保護電源的電壓輸出。
防雷器接在整流輸出與地線之間。
2、前端過壓保護啟動單元所形成的電壓值比三端穩壓電路輸入的最高電壓值低。
3、保護啟動可控矽與速斷可控矽為單向可控矽。
進一步說明:
一、可控矽速斷型多點式檢測保護電源中運用了NPN過流啟動管與PNP過流啟動管作過流放大與控制,實現對總電流實行監控與保護的說明。
(1)、意義。
本監控與保護主要是:NPN過流啟動管(圖2中的102)與PNP過流啟動管(圖2中的103)連成了一種特殊的串聯線路的放大線路。由於三極體能對變化的電流進行放大,所以突出的效果一是有很高的靈敏度,二是能對負載與三端三端穩壓電路兩方面出現的故障進行監控與保護,因而監控與保護全面。
(2)、形成的原理。
迴路二極體(圖2中的101)的連接使NPN過流啟動管的集電極與基極形成2.1伏以上的反壓,使NPN過流啟動管具備了工作的必要條件,抽樣電阻(圖2中的107)串在了NPN過流啟動管的基極與發射之間,可以取出電流的大小變化情況。發射極所串聯的隔離二極體(圖2中的106)主要起到兩重作用,一是隔離作用,即是迴路的總電流被隔離不會反流到發射極所連的顯示部分,造成電流顯示誤判。反之發射極產生的電流必定是NPN過流啟動管放大後的電流。二是成為NPN過流啟動管的重要主迴路作用,使NPN過流啟動管的集電極,反壓高於基極,同時也更高於發射極,因而使NPN過流啟動管滿足工作的所有條件。也即是當抽樣電阻的壓降滿足該管的正向偏置時,該管導通。當該管導通後,PNP過流啟動管(圖2中的103)的發射極才可能有電流,成為該管開通的必要條件。所以當抽樣電阻的電壓在在於1.4伏時,(NPN過流啟動管的基極與發射極正向電壓為0.7伏,PNP過流啟動管發射極與基極正向偏置仍為0.7伏,)兩管同時開通,輸出電流激勵保護啟動單元動作翻轉。保護啟動單元中的保護啟動可控矽(圖2中的205)陽極為低位,立即鉗位速斷保護單元,使速斷可控矽(圖2中的302)關閉,陰極不再有輸出。保護啟動可控矽的陽極同時還鉗位過壓啟動前管(圖2中的606)的集電極,使過壓啟動後管(圖2中的608)集電極有輸出電流激勵發音器(圖2中617)與故障指示燈(圖2中的616)警示。
(3)、效果與特點分析。
A、由於具有強烈的正反饋,所以當過流時產生的保護時,在翻轉過程中是「雪崩」式的,響應極快。
B、由於迴路二極體具有很小的內阻,所以無論電流多大其兩端電壓均會只有1.4伏左右。而抽樣電阻的電壓不會超過1.4伏就會動作,所以對整流輸出端不會造成有效電壓的較大下降。
C、監控很靈敏。在採用NPN過流啟動管,且與PNP過流啟動管(圖2中的103)配合後,有很高的靈敏度。由於過流監控與保護是一種重要監控與保護,其故障涉及面廣,因素包括外界與內因兩方面,採用兩管的組合後其輸出形成了「與」的關係,可以進一步避免監控與保護的失誤。
D、監控很準確。由於抽樣電阻(圖2中的107)的兩端電壓超過1.4伏;即是兩管的正向偏置後,就有輸出,反之無輸出,所以使監控與保護準確而可靠。
E、由於產生電流過大的原因有外界因素,在外界故障消除後電流可能變小,所以指示可能是可能自愈的。
二、可控矽速斷型多點式檢測保護電源在三端穩壓電路的前端形成重點監測保護的過壓速斷監測與保護的說明:
該電路主要針對外界有意外形成的保護,如雷擊,或市電外線路意外引起的升高。雖然現在市面有避雷器產品,但是吸穿電壓在100伏以下的產品很難買到,更別說是36伏以下的產品。
(1)、形成的原理。
當整流輸出有較高的電壓,且超過前端過壓門坎穩壓管(圖2中的201)的穩壓值電壓後,前端過壓保護啟動單元導通,使保護啟動單元迅速作用。
由於保護啟動單元中是運用了可控矽作保護,並有響應單元與之配合,使保護啟動可控矽(圖2中的205)的響應速度大大加快,因而鉗位速斷可控矽(圖2中的302)的控制極迅速截止,產生速斷,因而形成保護。
保護啟動可控矽導通後,它還鉗位了過壓啟動前管的集電極,使過壓控制管迅速動作,啟動故障警示效果單元發聲與發光提示。
(2)、線路特點分析。
在通電時的正常情況,速斷可控矽(圖2中的302)被觸發電阻(圖2中的301)觸發導通,這種觸發是長期被觸發,而不是瞬態觸發,所以觸發力度很大,能保證可控矽的可靠導通,並長期處於導通狀態。因而能將電源傳輸到三端穩壓電路的輸入,三端穩壓電路正常輸出,保證向外輸出負載輸出電流。在有過壓時,前端過壓保護啟動單元導通,使保護啟動單元迅速作用,鉗位速斷保護單元,形成速斷保護。
保護啟動可控矽與速斷可控矽響應速度快的原因是:一是由於速斷可控矽被觸發的電阻值很大,在數百K時均能觸發,所以只要調試好保護電阻的阻值,就能導致保護啟動可控矽飽和或向飽和變化,由於可控矽的正反饋性,所以可控矽會向著截止方向變化。(這裡應說明的是,在教科書上說,可控矽截止條件是當陽極電流減少時且小於維持電流時會向截止方向變化,但對單向可控矽來說,理論與實踐都說明,將可控矽的陰極減少到零,仍可以使可控矽向著截止方向變化)。二是保護啟動可控矽的陽極由兩路供電,一路由觸發電阻與鉗位二極體一的供電,另一路就由響應電容的供電,而由於在正常時響應電容(圖2中的208)是充滿了電,因而在過壓時,響應電容是加速了保護啟動可控矽管進入自保持狀態,因此,在過壓時,保護啟動可控矽與速斷可控矽的響應速度很快,所以能形成速斷保護。
在形成速斷保護時,故障指示燈與發音器會同時警示,形成聲、與光的提示,由於過壓控制管在翻轉時有高位輸出,所以光與聲的警示很可靠。
由於前端過壓門坎穩壓管的穩壓值,可以很方便地找到,所以門坎值高計靈活,也可以很方便的實施。
過壓速斷保護與防雷器是形成了過壓與雷擊的雙重保護。整流輸出端對連有避雷器,有雷擊時,其湧流將速入地,因而在有雷擊時,形成湧壓的保護。
三、可控矽速斷型多點式檢測保護電源對後端即是三端穩壓電路的輸出端形成監測與保護點的過壓速斷監測與保護的說明:
(1)、意義。
該保護主要是檢查三端穩壓電路內部損壞後產生的一種保護,如果三端穩壓電路損壞,其輸出的穩壓值必定會升高,則對負載產生過壓的嚴重危害,由於電源常常故障損害的重點部位,所以有必要對單獨進行監測與保護。
(2)、形成的原理。
當三端穩壓電路輸出端電壓升高後,後端過壓可調單元所形成的門坎電壓突破,後端過壓保護單元迅速啟動,鉗位速斷可控矽形成速斷保護。
由於後端過壓保護單元設計有正反饋支路,因而響應極快,使可調三極體(圖2中的605)集電極為雪崩為低,因而鉗位三端穩壓電路輸入端的速斷可控矽(圖2中的302)迅速截止,產生速斷因而形成保護。
後端過壓指示燈(圖2中的611)與反饋電阻形成兩種作用,一是形成反饋電路,二是形成顯示作用,同時當只是前端發生過壓故障或只是電流發生故障,使保護啟動可控矽動作時,後端過壓指示燈還起了隔離作用,即是在保護啟動可控矽的陽極為低位時,鉗位可調三極體的集電極與反饋電阻,讓過壓控制管飽和,但不產生反饋,其好處是,當前端即三端穩壓電路的輸入端電壓恢復正常,或是電路電流恢復正常的情況下,過壓控制管也能隨保護啟動可控矽的截止而截止,故障指示燈與發音器不再指示。
在後端電壓過高時,由於過壓控制管(圖2中的608)由截止變為飽和的過程中,該管集電極有電,所以帶動故障指示燈發光(圖2中的616),其發音器(圖2中的617)發聲。
(3)、線路特點分析。
A、該點保護的門坎採用可調的三極體模擬電路,所以保護適應面很廣。
以78系列為例,三端穩壓電路穩壓值不一樣,如穩壓值分別有5伏,6伏,9伏12伏,所以過壓的標準不一樣。而對應的穩壓管不好與此配合。由於三端穩壓電路輸出端的後端過壓可調單元的門坎值是採用了可調的三極體模擬電路,其模擬的穩壓管的門坎值選擇靈活且連續可調,因而設計保護的標準可以靈活制定,不會受到限制,所以可以適應所有三端穩壓電路。形成的原理是,當可調三極體(圖2中的605)的上偏可調電阻(圖2中的601)阻增加後,該電阻上分壓增大,基極與發射極的分壓減少。
也由於三端穩壓電路輸出端的過壓控制管(圖2中的608)與可調三極體(圖2中的605)之間有強列的正反饋,所以保護是雪崩式的,很迅速,保護有力。
由於這種保護是因為三端穩壓電路損壞而引起,必需修理,所以這種保護不會自愈,所以故障指示燈只長期亮,一直要告之使用者,直到修復。
四、可控矽速斷型多點式檢測保護電源三處指示燈與發音器指示共存的好處說明。
因為有聲響,所以維護者可以很靈感地收到報警信息,引起注意。
所形成的兩點過壓監測與總電流監測,所以可以很方便地分析與判斷出故障的區域。其中邏輯如下:
1、三端穩壓電路發生故障時,後端過壓指示燈(圖2中的611)與故障指示燈(圖2中的616),均會閃亮,同時發音器(圖2中的617)會出現聲響。
2、負載電路發生故障時,過流指示燈(圖2中的109)長亮,同時會出現聲響。
3、整流輸出電壓過高,後端過壓指示燈會亮,同時會出現聲響。
4、發光管閃亮後恢復,表示故障自動排除,告訴使用者可能存在市電有波動的情況,或外線有一定故障。需要檢查維修。
本發明實施後有以下顯著的優點:
一、本發明實施後,集穩壓,監測,保護為一體,而且三種功能都具有突出的性能。特別是形成的兩點(整流輸出端與穩壓輸出端),兩參數(電壓與電流)、兩效果(光與聲)的系統監測與保護,是十分先進的。他的最大好處一是有很強的保護作用,大大提升了可靠性。二是與特殊負載(如保安類負載)配合後,能將以前的「被動檢查狀態」變為了「主動發現狀態」,所以有著特殊的意義 ,從而豐富了電子線路的的內容。
二、抗雷保護效果特好。因為一是形成了多級保護。二是抗雷的響應特快,因為NPN管與PNP形成的互補放大電路有很強的正反饋,所以響應快。三是門坎電壓靈活可調,可以靈活地將門坎電壓調到所需值,不會受到限制。
三、保護性能優異。
1、功能全面。能實現電壓與電流的雙重保護。
2、保護嚴密。一是對外界的因素造成的故障因素如電壓過高能形成及時的保護,二是對內因如穩壓電源出現的問題能及時保護。(因為電源常是故障的重點)。三是對內因負載產生的問題能保護。
3、對三端穩壓電路的輸出端保護電壓輸出值可以靈活可調,因而能與現代三端三端穩壓電路的很好地匹配。
四、監測性能優異。
一是監視顯示全面,光聲並存,提示性強。這對特殊負載如保安器材類,意義很重要,能使維護人員主動發現問題。
二是監測參數全面,有電壓,與電流。
三是監測點全面:監測了由外界因素引起,還是由負載故障引起,還是由穩壓電源內部引起。(由於電源處於長期的通電狀態,常常是設備易損害的重點部位,所以本發明單列)。
四是對電流的監測亮點多。
A、靈敏度高,因為監測採用了放大電路,所以不只是僅對電流存在的有無的進行監測,而是能監測到電流的變化情況。
B、靈敏度靈活可調。因為抽樣電阻靈活可調。
C、準確而可靠。其原因是電流監測放大管與PNP過流啟動管的下向偏置成為了一個標準的比較門坎值,當高於此值,起動,反之不起動。
D、對整流輸出端的有效電壓損失少。因為主迴路採用了二極體支路,降壓損失僅為2.1伏(採用兩隻二極體時),抽樣電阻也僅為1.4伏(因為高於1.4伏時保護起動)。
E、通過監測的指示很容易判斷出故障區域與原因其規律是:
1、三端穩壓電路發生故障時,後端過壓指示燈與故障指示燈,均會閃亮,同時發音器會出現聲響。
2、負載電路發生故障時,過流指示燈長亮,同時會出現聲響。
3、整流輸出電壓過高,後端過壓指示燈會亮,同時會出現聲響。
4、發光管閃亮後恢復,表示故障自動排除,告訴使用者可能存在市電有波動的情況,或外線有一定故障。需要檢查維修。
五、穩壓效果好,因為第二級穩壓保留了三端穩壓電路所有的優秀性能。其次是前級射輸出基極對地有積分電容,電容電壓不能躍變,因而存在一定的穩壓作用,同時連接有限位穩壓管,所以形成了第一級的穩壓粗調穩壓。
六、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。
七、價格低廉,信價比高,體積小,適應性廣,配套性強。
八、線路簡潔,易生產與調試,原因一是因為線路中的調試點少。二是,很易量化。調試範圍寬鬆,可操作性強。
九、這種產品可以用於對新產品的開發研究,用於對新產品的老化試驗中,觀察新產品那一部分存在薄弱環節。
附圖說明
圖1是本發明可控矽速斷型多點式檢測保護電源的方框原理單元連接圖。
圖中:1、整流輸出;2、前端過壓保護啟動單元;3、迴路二極體單元;4、過流監控單元;5、過流顯示單元;6、過流保護啟動單元;7、迴路採樣單元;8、速斷保護執行單元;9、速斷啟動響應單元;10、保護啟動單元;11、後端過壓可調單元;12、後端過壓保護單元;13、故障警示效果單元;100、防雷器;500、三端穩壓電路;800、可控矽速斷型多點式檢測保護電源的電壓輸出。
圖2是可控矽速斷型多點式檢測保護電源的一種實施方案的電子元件工程原理圖。
1、整流輸出;100、防雷器;101、主迴路二極體;102、NPN過流啟動管;103、PNP過流啟動管;104、基極電阻;105、隔離電阻;106、隔離二極體;107、抽樣電阻;108、過流保護電阻;109、過流指示燈;110、過流啟動二極體;111、過流啟動電阻;201、前端過壓門坎穩壓管;202、過壓啟動電阻;203、過壓啟動二極體;204、鉗位二極體一;205、保護啟動可控矽;206、靈敏度調整電阻;207、充電二極體;208、響應電容;209、響應二極體;301、觸發電阻;302、速斷可控矽;500、三端穩壓電路;601、上偏可調電阻;602、上偏保護電阻;603、下偏可調電阻; 605、可調三極體;607、交連電阻; 608、過壓控制管; 610、反饋電阻;611、後端過壓指示燈;612、鉗位二極體四;613、鉗位二極體三;614、鉗位二極體二;615、故障指示保護電阻;616、故障指示燈;617、發音器;800、可控矽速斷型多點式檢測保護電源電壓輸出。
圖3是資料上所用的監測電流的方法。
圖中:901、電流輸入端;902、電流輸出端;903、電流主迴路的穩壓二極體;904、發光二極體;905、平衡電阻。
圖4是調試三端三端穩壓電路時將輸出電壓升高的模擬方法。
圖中:500、三端穩壓電路;500.1、新增加的上偏電阻;500.2、新增加的下偏電阻;500.3、電壓表。
具體實施方式
圖1、圖2、圖3、圖4表達了可控矽速斷型多點式檢測保護電源的一種製作實例。
一、選用元件:避雷器選擇擊穿電壓為100伏以內的,保護啟動可控矽與速斷可控矽都選用單向可控矽,NPN過流啟動管放大係數為50---80。過壓啟動前管選用8050,過壓控制管採用8550,迴路二極體採用面結合型二極體,如EI4007(如果主迴路電流大還可採用其它型號)。門坎穩壓管選用功率為1W的,三端穩壓電路選用78系列。
二、焊接:按照圖2的原理圖製作電路控制板並焊接。
三、通電的檢查與調試:首先讓電源接上負載。負載可由等效電阻代替,等效電阻一端接在電源輸出端上,一端接在地線上。
1、對電流監測與保護的檢查與調試。
調試抽樣電阻的靈敏度,此時用電壓表的紅表筆接在抽樣電阻(圖2中的107)連接NPN過流啟動管(圖2中的102)基極的一端,黑表筆連接在抽樣電阻另一端。
A\當等效電阻為正常的負載電流時,用此時抽樣電阻的兩端電壓應小於1.4伏,PNP過流啟動管(圖2中的103)集電極無輸出。
B\當等效電阻小於正常值時,即是負載電流稍超過正常值時,抽樣電阻的兩端電壓增加,並產生正向偏置,抽樣電阻兩端電壓應為1.4伏左右。PNP過流啟動管集電極應有輸出。此時過流指示燈(圖2中的109)與故障指示燈(圖2中的616)亮,發音器(圖2中的617)有聲音提示。用電錶測試保護啟動可控矽(圖2中的208)陽極為低位。
如果PNP過流啟動管無輸出,首先測試NPN過流啟動管發射極,此時應有輸出,如果不正確則可能是,迴路二極體(圖2中的101)焊接反,因而使線路無電流。另一種情況是迴路二極體其中一個為短路,使NPN過流啟動管的集電極與基極之間電壓過低僅為0.7伏。使NPN過流啟動管反壓太低,不能正常工作。
如果NPN過流啟動管發射極有電,而PNP過流啟動管集電極仍然無電,此時應檢查PNP過流啟動管基極所接的基極電阻(圖2中的104)是否脫焊,或是基極電阻的阻值太大,應對其調整,其規律是阻值越大,該管集電極電壓越弱。
C、當負載電流稍超過正常值時一定值時(根據設計要求,如10%時),過流指示燈(圖2中的109)與故障指示燈(圖2中的616)亮。
D、當負載電流恢復正常值時(即是等效電阻恢復為正常負載值),過流指示燈與故障指示燈不亮。
2、對三端穩壓電路輸入端過壓監測的檢查與調試。
將直流調壓器連接在整流輸出。即是用直流調壓器代替整流線路,採用兩隻電壓表,第一隻表連接直流調壓器輸出與地線間,用來測試輸出電壓。第二隻表連接三端穩壓電路電源輸入端與地線之間測量三端穩壓電路輸入端電壓。
A、確定整流輸出端保護門坎電壓如為30伏,則選前端過壓門坎穩壓管(圖2中的201)為30伏左右的穩壓管焊接。當直流調壓器電壓高過30伏後,則第二隻電錶無電壓,表示三端穩壓電路輸入端無電壓。如果直流調壓器持高,第二隻電錶將繼續無電壓,直流調壓器電壓恢復正常後,則第二隻電壓表電壓恢復正常。在第二隻電壓表無電壓期間,故障指示燈(圖2中的616)亮。
B、當直流調壓器電壓恢復正常,即是小於30伏後,故障指示燈不亮。
3、對三端穩壓電路輸出端過壓監測與保護的檢測與調試。
(1)、檢測與調整保護起動門坎值。
用電壓表測量三端集成三端穩壓電路的輸出端。確定輸出端保護的門坎電壓,如比正常穩壓值高10%伏,保護動作。
A、模擬三端穩壓電路被損壞的情況,即是模擬損壞後穩壓輸出電壓增高。
方法是斷開三端穩壓電路接地端,並在該端與地之間串聯一隻電阻即接地電阻,同時在三端穩壓電路接地端與輸出端連接一隻電阻二即上偏調壓電阻,這時輸出端的電壓會提高,(參見圖4)調整兩電阻的值,如將接地電阻的阻值增大,(或將上偏電阻的阻值減少),讓三端三端穩壓電路的輸出端增加的電壓達到所需值,如10%。這時電壓表指示為高如10%的電壓。
B、在確定門坎電壓值後,調整保護起動。
這時可調三極體(圖2中605)會觸發迅速由截止變為飽和。過壓控制管(圖2中的608)隨之動作,上偏可調電阻(圖2中的601)的規律是,阻值越大,穩壓輸出所擊穿的的電壓越高,反之越低。
(2)、監測與保護的正常現象。
可調三極體(圖2中605)飽和後,過壓控制管(圖2中的608)的集電極有高壓,此時聲響,而且後端過壓指示燈(圖2中的611)與故障指示燈(圖2中的616)亮。
短路接地阻,此時聲仍響,而且後端過壓指示燈與故障指示燈仍亮。
如上述情況不正確,則是可調三極體損壞,或是交連電阻(圖2中的607)脫焊導致過壓控制管未動作。