專利名稱:高可靠可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的制作方法
本發(fā)明屬于半導體分立元件組裝的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的改進目前常用的分立元件直流穩(wěn)壓電源，直流輸出的調(diào)節(jié)范圍能做得較大，也有加裝短路保護線路的(“取樣比始終為1的可調(diào)穩(wěn)壓電源”《電子世界》82年第5期?！胺€(wěn)壓電源短路保護”《無線電愛好者講座》上冊)。但這些線路在使用時容易燒壞半導體三極管，其工作可靠性較差。
本發(fā)明是把一種半導體三極管發(fā)射結(jié)反向過電壓保護電路，應(yīng)用到可調(diào)直流穩(wěn)壓電源上，使這種電源具有較好的短路保護性能和較高的工作可靠性。
半導體三極管的工作狀態(tài)有導通和截止兩種，當在三極管發(fā)射結(jié)加上一定的正向偏壓時它就導通，加上反向偏壓時三極管就截止。三極管發(fā)射結(jié)能耐受反向偏壓的能力由發(fā)射結(jié)的反向耐壓值所決定。如果反向偏壓超過其反向耐壓值，發(fā)射結(jié)將被擊穿，三極管就損壞。一般硅三極管的發(fā)射結(jié)反向耐壓值只有5伏左右，鍺三極管要高些，因此當電路中三極管發(fā)射結(jié)有可能承受較大的反向偏壓時，就有必要對三極管的發(fā)射結(jié)加以保護。
半導體三極管的反向耐壓可以做得很高，若能用二極管來承擔三極管的發(fā)射結(jié)無力承擔的電壓，三極管就能得到保護。附圖1就是三極管發(fā)射結(jié)過電壓保護電路原理圖，如圖所示在要保護的三極管的基極上串聯(lián)一只二極管，并使此二極管的極性和三極管的發(fā)射結(jié)的極性同向，同時在三極管的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)一只二極管，使此二極管的極性與三極管發(fā)射結(jié)的極性相反。這樣當高的反向偏壓加到三極管的射－－基電路上時，此偏壓將通過基極和發(fā)射極之間并聯(lián)的二極管加到與基極串聯(lián)的二極管上，發(fā)射結(jié)所承受的偏壓不超過與它并聯(lián)的二極管的正向壓降，從而保護了三極管的發(fā)射結(jié)。正向置偏時，此兩只二極管的存在幾乎不影響三極管的正常工作。這種保護電路也適用于復(fù)合管的保護。
附圖2所示電路與附圖1電路在保護性能上是等效的。
上述三極管保護電路應(yīng)用到穩(wěn)壓電源上，使電源的可靠性和實用性得到提高。附圖4是常用的一種穩(wěn)壓電源的原理圖。附圖3是應(yīng)用了上述保護電路后的原理圖。圖中(1)為電源的整流濾波部分，(2)為提供基準電壓的穩(wěn)壓管，(3)為調(diào)節(jié)輸出電壓用的電位器，(4)為電壓調(diào)整管，它可以是復(fù)合管，(5)為取樣放大管，(6)為比較放大管，(7)、(8)為分壓電阻，(9)為短路保護用三極管，(12)為過電流保護電路，(13)為輔助電源。這種穩(wěn)壓電源通過調(diào)節(jié)電位器的滑動臂就能調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，在正常工作時短路保護用三極管(9)處于截止狀態(tài)，當輸出端短路時，由于此三極管導通，使調(diào)整管截止，從而保護了調(diào)整管，短路故障排除后能自動恢復(fù)。
在上述電路中短路保護用三極管的基極電壓較低，而發(fā)射極是接到電源的輸出端的，因而當電源的輸出電壓調(diào)到較高值時，此三極管的發(fā)射結(jié)加上了較高的反向電壓，發(fā)射結(jié)易被擊穿損壞。應(yīng)用前述的保護方法，如附圖3所示，在短路保護用三極管(9)的射極電路中串聯(lián)二極管(17)，此二極管的極性和短路保護用三極管發(fā)射結(jié)的極性同向，在基極和發(fā)射極之間并聯(lián)二極管(18)，它的極性和短路保護用三極管發(fā)射結(jié)的極性相反。這樣就可將此三極管的發(fā)射結(jié)反向偏壓限止在0.7伏以下，保護了三極管，使穩(wěn)壓電源有良好的短路保護性能，能可靠地工作。
取樣比較放大管也可以用這種方法加以保護。附圖4中電位器的滑動臂由下端快速調(diào)節(jié)到上端時，由于輸出端的電容及負載的電容充電需要一定的時間，輸出電壓會滯后于電位器動臂電壓的上升，電位器動臂對輸出端產(chǎn)生瞬時的電壓差，使取樣比較放大管(5)、(6)的發(fā)射結(jié)承受瞬時高反偏壓而損壞。附圖3中比較放大管(6)的基極與電位器滑動臂間串聯(lián)一個二極管(10)，此二極管的極性與比較放大管發(fā)射結(jié)的極性同向。取樣放大管和比較放大管的兩個基極之間并聯(lián)一個二極管(11)，此二極管的極性與上述二個三極管發(fā)射結(jié)的極性相反，此兩個三極管的發(fā)射結(jié)所需承受的反向高偏壓將由二極管(10)承受，而由于二極管(11)的作用，上述兩三極管的發(fā)射結(jié)上的反向電壓不會超過0.7伏。
附圖4中當電位器的滑動臂由最上端向最下端快速調(diào)節(jié)時，電位器滑動臂的電壓由最高迅速下降到零，由于輸出端的電容放電有一定的滯后，使取樣比較放大管處于正向置偏的深度飽和狀態(tài)，取樣放大管(5)的集電極電壓降得很低，調(diào)整管(4)的發(fā)射結(jié)有可能受到較高的瞬時反向偏壓的沖擊而損壞。按照前述的原理，如附圖3所示在調(diào)整管的基極與發(fā)射極之間并聯(lián)一個二極管(15)，二極管的極性與調(diào)整管發(fā)射結(jié)的極性相反，同時調(diào)整管的基極通過一個二極管(16)與取樣放大管的集電極相聯(lián)，此二極管的極性與調(diào)整管發(fā)射結(jié)的極性同向。這樣就使調(diào)整管的發(fā)射結(jié)承受的反向電壓不超過0.7伏，有效地保護調(diào)整管不受損壞。
綜上所述，本發(fā)明所提出的方案應(yīng)用二極管有效地保護了三極管，將此原理應(yīng)用到穩(wěn)壓電源中，使穩(wěn)壓電源具有良好的短路保護性能和很高的工作可靠性。
權(quán)利要求
1.一種可靠性較高的直流穩(wěn)壓電源，包括整流濾波部份(1)，基準穩(wěn)壓管(2)，輸出調(diào)節(jié)電位器(3)，復(fù)合調(diào)整管(4)，取樣放大管(5)，比較放大管(6)，短路保護管(9)，過電流保護電路(12)，輔助電源(13)，本發(fā)明的特征在于復(fù)合調(diào)整管(4)的基極電路上串聯(lián)一只二極管(16)，此二極管的極性與調(diào)整管的發(fā)射結(jié)的極性同向，復(fù)合調(diào)整管的基極與發(fā)射極之間還并聯(lián)一只二極管(15)，此二極管的極性和調(diào)整管的發(fā)射結(jié)極性相反。
2.如權(quán)利要求
1所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于基準穩(wěn)壓管(2)上端的電壓，經(jīng)電阻(7)、(8)分壓后，加到短路保護管(9)的基極，在電阻(8)上還并聯(lián)一只電容器(14)，在短路保護管(9)的射極電路上串聯(lián)一只二極管(17)，此二極管的極性與保護管(9)的發(fā)射結(jié)的極性同向。在保護管的發(fā)射極與基極之間還并聯(lián)一只二極管(18)，此二極管的極性與保護管發(fā)射結(jié)的極性相反。
3.如權(quán)利要求
1所述的穩(wěn)壓電源，其特征是在比較放大管(6)的基極電路上串聯(lián)一只二極管(10)，此二極管的極性和比較放大管的發(fā)射結(jié)的極性相同，在取樣放大管(5)和比較放大管(6)兩個三極管的基極之間還并聯(lián)一只二極管(11)，此二極管的極性和所述兩個三極管的發(fā)射結(jié)的極性相反。而取樣放大管(5)的基極是經(jīng)過電阻(19)接到輸出端的。
專利摘要
一種高可靠直流穩(wěn)壓電源。應(yīng)用半導體三極管發(fā)射結(jié)反向過電壓保護電路，來保護穩(wěn)壓電源中容易損壞的半導體三極管，使電源的可靠性得到提高。電源既有較寬的調(diào)節(jié)范圍，又能長時間短路而不熱，因而具有良好的實用性和很高的可靠性。
文檔編號G05F1/10GK87202544SQ87202544
公開日1988年12月21日 申請日期1987年2月25日
發(fā)明者韓金祥 申請人:韓金祥導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan