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多重保护式计算机用直流供电电源

阅读：878发布：2024-01-12

专利汇可以提供多重保护式计算机用直流供电电源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供的一种多重保护式计算机用直流供电电源，包括变压器、前级保护电路、整流电路REC、前级稳压电路以及5V稳压电路；所述变压器的输入端与市电连接，变压器的输出端通过前级保护电路与整流电路REC的输入端连接，整流电路REC的输出端与前级稳压电路的输入端连接，所述前级稳压电路的输出端与5V稳压电路的输入端连接，所述5V稳压电路的输出端与计算机的5V直流用电设备连接；在供电过程中采用两级稳压进行交直流的转换，从而确保为计算机的用电设备提供稳定的5V直流电，并且，在交流转直流以及直流稳压过程中提供三重保护。，下面是多重保护式计算机用直流供电电源专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多重保护式计算机用直流供电电源，其特征在于：包括变压器、前级保护电路、整流电路REC、前级稳压电路以及5V稳压电路；
所述变压器的输入端与市电连接，变压器的输出端通过前级保护电路与整流电路REC的输入端连接，整流电路REC的输出端与前级稳压电路的输入端连接，所述前级稳压电路的输出端与5V稳压电路的输入端连接，所述5V稳压电路的输出端与计算机的5V直流用电设备连接；
所述前级稳压电路包括稳压管DW1、稳压管DW2、稳压管DW3、稳压管DW4、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10以及二极管D1；
所述电阻R4的一端作为前级稳压电路的输入端连接于整流电路REC的正输出端，整流电路REC的负输出端接地，电阻R4的另一端与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极与稳压管DW3的负极连接，稳压管DW3的正极接地，稳压管DW3的负极和三极管Q3的集电极之间的公共连接点作为前级稳压电路的输出端Vo，三极管Q3的基极通过电阻R7与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R6连接于三极管Q3的发射极；
所述稳压管DW1的负极连接于整流电路REC与电阻R4之间的公共连接点，稳压管DW1的正极通过电阻R1接地，稳压管DW1的正极与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极通过电阻R2接地，三极管Q1的集电极通过电阻R3连接于三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接于电阻R4和整流电路之间的公共连接点，三极管Q2的发射极连接于三极管Q3的基极，电阻R5的一端连接于三极管Q3的发射极，电阻R5的另一端连接于三极管Q3的基极，电阻R5和三极管Q3的基极之间的公共连接点与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地；
所述三极管Q3的集电极通过电阻R8和电阻R9串联后接地，所述电阻R8和电阻R9之间的公共连接点与稳压管DW4的负极连接，稳压管DW4的正极通过电阻R10与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极连接于三极管Q2的基极；其中，三极管Q3和三极管Q1为P型三极管；
所述前级保护电路包括TVS管、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、二极管D2、二极管D3、三极管Q6、可控硅Q5、蜂鸣器LS、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R15、可控硅Q7以及稳压管DW5；
所述TVS管的一端连接于变压器的二次绕组的正输出端，TVS管的另一端通过电阻R14和电阻R13串联后接地，可控硅Q5的正极连接于TVS管和变压器的二次绕组的公共连接点，可控硅Q5的负极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与蜂鸣器LS的输入端连接，蜂鸣器LS的输出端接地，可控硅Q5的控制极通过电阻R12与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的集电极通过电容C2接地，三极管Q6的基极与稳压管DW5的负极连接，稳压管DW5的正极接地，三极管Q6的发射极连接于二极管D3的负极，二极管D3的正极连接于电阻R14和电阻R13之间的公共连接点，电阻R14和电阻R13之间的公共连接点通过电容C1接地；可控硅Q7的正极连接于TVS管和变压器的二次绕组之间的公共连接点，可控硅Q7的负极接地，可控硅Q7的控制极通过电阻R15连接于二极管D2的正极和电阻R11之间的公共连接点；
所述三极管Q6为P型三极管。
2.根据权利要求1所述多重保护式计算机用直流供电电源，其特征在于：所述整流电路REC为全桥式整流电路。
3.根据权利要求1所述多重保护式计算机用直流供电电源，其特征在于：所述5V稳压电路为LM2596芯片。

说明书全文

多重保护式计算机用直流供电电源

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种直流电源，尤其涉及一种多重保护式计算机用直流供电电源。

背景技术

[0002] 在计算机中，计算机需要稳定的5V直流电，一方面为计算机内部的5V直流用电设备进行供电，确保计算机稳定运行，另一方面，采用USB 接口输出的方式向外供电，用于对手机、平板电脑等设备进行充电，现有的计算机用直流电源均是通过主机箱的电源进行供电，这种方式存在如下缺陷：由于计算机主机电源还需要为风扇等设备供电，往往造成最终提供到5V用电设备以及USB接口的电压较低，尤其需要外接移动终端时，不能带动外接设备工作；更为重要的是，由于市电存在波动性，当市电电压过高时容易导致插座的直流电源烧毁，甚至危及用电设备。

[0003] 因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的计算机直流电源。实用新型内容

[0004] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种多重保护式计算机用直流供电电源，在供电过程中采用两级稳压进行交直流的转换，从而确保为计算机的用电设备提供稳定的5V直流电，并且，在交流转直流以及直流稳压过程中提供三重保护，从而防止电压过大对供电电源本身造成不可逆性的损坏，从而对后续电路形成良好的保护。

[0005] 本实用新型提供的一种多重保护式计算机用直流供电电源，包括变压器、前级保护电路、整流电路REC、前级稳压电路以及5V稳压电路；

[0006] 所述变压器的输入端与市电连接，变压器的输出端通过前级保护电路与整流电路REC的输入端连接，整流电路REC的输出端与前级稳压电路的输入端连接，所述前级稳压电路的输出端与5V稳压电路的输入端连接，所述5V稳压电路的输出端与计算机的5V直流用电设备连接；

[0007] 所述前级稳压电路包括稳压管DW1、稳压管DW2、稳压管DW3、稳压管DW4、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10以及二极管D1；

[0008] 所述电阻R4的一端作为前级稳压电路的输入端Vin连接于整流电路REC的正输出端，整流电路REC的负输出端接地，电阻R4的另一端与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极与稳压管DW3的负极连接，稳压管DW3的正极接地，稳压管DW3的负极和三极管Q3的集电极之间的公共连接点作为前级稳压电路的输出端Vo，三极管Q3的基极通过电阻R7与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R6连接于三极管Q3的发射极；

[0009] 所述稳压管DW1的负极连接于整流电路REC与电阻R4之间的公共连接点，稳压管DW1的正极通过电阻R1接地，稳压管DW1的正极与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极通过电阻R2接地，三极管Q1的集电极通过电阻R3连接于三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接于电阻R4和整流电路之间的公共连接点，三极管Q2的发射极连接于三极管Q3的基极，电阻R5的一端连接于三极管Q3的发射极，电阻R5的另一端连接于三极管Q3的基极，电阻R5和三极管Q3的基极之间的公共连接点与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地；

[0010] 所述三极管Q3的集电极通过电阻R8和电阻R9串联后接地，所述电阻R8和电阻R9之间的公共连接点与稳压管DW4的负极连接，稳压管DW4的正极通过电阻R10与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极连接于三极管Q2的基极；其中，三极管Q3和三极管Q1为P型三极管；

[0011] 所述前级保护电路包括TVS管、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、二极管D2、二极管D3、三极管Q6、可控硅Q5、蜂鸣器LS、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R15、可控硅Q7以及稳压管DW5；

[0012] 所述TVS管的一端连接于变压器的二次绕组的正输出端，TVS管的另一端通过电阻R14和电阻R13串联后接地，可控硅Q5的正极连接于TVS管和变压器的二次绕组的公共连接点，可控硅Q5的负极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与蜂鸣器LS的输入端连接，蜂鸣器LS的输出端接地，可控硅Q5的控制极通过电阻R12与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的集电极通过电容C2接地，三极管Q6的基极与稳压管DW5的负极连接，稳压管DW5的正极接地，三极管Q6的发射极连接于二极管D3的负极，二极管D3的正极连接于电阻R14和电阻R13之间的公共连接点，电阻R14和电阻R13之间的公共连接点通过电容C1接地；可控硅Q7的正极连接于TVS管和变压器的二次绕组之间的公共连接点，可控硅Q7的负极接地，可控硅Q7的控制极通过电阻R15连接于二极管D2的正极和电阻R11之间的公共连接点；

[0013] 所述三极管Q6为P型三极管。

[0014] 进一步，所述整流电路REC为全桥式整流电路。

[0015] 进一步，所述5V稳压电路为LM2596芯片。

[0016] 本实用新型的有益效果：通过本实用新型，在供电过程中采用两级稳压进行交直流的转换，从而确保为计算机的用电设备提供稳定的5V直流电，并且，在交流转直流以及直流稳压过程中提供三重保护，从而防止电压过大对供电电源本身造成不可逆性的损坏，从而对后续电路形成良好的保护。附图说明

[0017] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

[0018] 图1为本实用新型的原理结构示意图。

[0019] 图2为本实用新型的前级保护电路和前级稳压电路的原理图。

具体实施方式

[0020] 以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明，如图所示：

[0021] 本实用新型提供的一种多重保护式计算机用直流供电电源，包括变压器、前级保护电路、整流电路REC、前级稳压电路以及5V稳压电路；

[0022] 所述变压器的输入端与市电连接，变压器的输出端通过前级保护电路与整流电路REC的输入端连接，整流电路REC的输出端与前级稳压电路的输入端连接，所述前级稳压电路的输出端与5V稳压电路的输入端连接，所述5V稳压电路的输出端与计算机的5V直流用电设备连接；

[0023] 所述前级稳压电路包括稳压管DW1、稳压管DW2、稳压管DW3、稳压管DW4、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10以及二极管D1；

[0024] 所述电阻R4的一端作为前级稳压电路的输入端Vin连接于整流电路REC的正输出端，整流电路REC的负输出端接地，电阻R4的另一端与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极与稳压管DW3的负极连接，稳压管DW3的正极接地，稳压管DW3的负极和三极管Q3的集电极之间的公共连接点作为前级稳压电路的输出端Vo，三极管Q3的基极通过电阻R7与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R6连接于三极管Q3的发射极；

[0025] 所述稳压管DW1的负极连接于整流电路REC与电阻R4之间的公共连接点，稳压管DW1的正极通过电阻R1接地，稳压管DW1的正极与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极通过电阻R2接地，三极管Q1的集电极通过电阻R3连接于三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接于电阻R4和整流电路之间的公共连接点，三极管Q2的发射极连接于三极管Q3的基极，电阻R5的一端连接于三极管Q3的发射极，电阻R5的另一端连接于三极管Q3的基极，电阻R5和三极管Q3的基极之间的公共连接点与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地；

[0026] 所述三极管Q3的集电极通过电阻R8和电阻R9串联后接地，所述电阻R8和电阻R9之间的公共连接点与稳压管DW4的负极连接，稳压管DW4的正极通过电阻R10与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极连接于三极管Q2的基极；其中，三极管Q3和三极管Q1为P型三极管；

[0027] 所述前级保护电路包括TVS管、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、二极管D2、二极管D3、三极管Q6、可控硅Q5、蜂鸣器LS、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R15、可控硅Q7以及稳压管DW5；

[0028] 所述TVS管的一端连接于变压器的二次绕组的正输出端，TVS管的另一端通过电阻R14和电阻R13串联后接地，可控硅Q5的正极连接于TVS管和变压器的二次绕组的公共连接点，可控硅Q5的负极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与蜂鸣器LS的输入端连接，蜂鸣器LS的输出端接地，可控硅Q5的控制极通过电阻R12与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的集电极通过电容C2接地，三极管Q6的基极与稳压管DW5的负极连接，稳压管DW5的正极接地，三极管Q6的发射极连接于二极管D3的负极，二极管D3的正极连接于电阻R14和电阻R13之间的公共连接点，电阻R14和电阻R13之间的公共连接点通过电容C1接地；可控硅Q7的正极连接于TVS管和变压器的二次绕组之间的公共连接点，可控硅Q7的负极接地，可控硅Q7的控制极通过电阻R15连接于二极管D2的正极和电阻R11之间的公共连接点；其中，TVS管为双向瞬态抑制二极管，所述三极管Q6为P型三极管。

[0029] 其中，所述整流电路REC为全桥式整流电路，其正输入端与变压器的二次绕组的一端连接，负输入端与变压器的二次绕组的另一端连接；这种连接方式属于现有技术，而前级保护电路设置整流电路REC和变压器之间；所述5V稳压电路为LM2596芯片，通过上述结构，在供电过程中采用两级稳压进行交直流的转换，从而确保为计算机的用电设备提供稳定的5V直流电，并且，在交流转直流以及直流稳压过程中提供三重保护，从而防止电压过大对供电电源本身造成不可逆性的损坏，从而对后续电路形成良好的保护；而且，整个保护执行过程中无需额外的处理芯片，从而方便使用，能耗低。

[0030] 以下进一步对本实用新型的原理作出详细说明：

[0031] 变压器将市电转换为低压交流电后，由全桥式整流电路进行整流，并将整流后的直流电提供给前级稳压电路，其中，前级保护电路和前级稳压电路在整个稳压过程中形成三重保护功能，通过如下方式实现：

[0032] 上电后，如果市电稳定，则直流电通过电阻R4进行限压限流后，一方面使得三极管Q4导通，另一方面，由于三极管Q3施加的反向偏置电压，使得三极管Q3导通，由于三极管Q3的作用，对整流电路输出的直流电具有一定的稳压跟随作用，从而输出稳定的直流电到5V稳压电路；

[0033] 第一重：当直流电电压升高且小于稳压管DW1的击穿电压，通过电阻R8和电阻R9的采样后，如果大于稳压管DW4的导通电压，使得三极管Q2导通，此时三极管Q3的基极电压大于发射极电压，三极管Q3截止，从而不会向后续供电；

[0034] 第二重：如果直流电电压大于稳压管DW1的击穿电压而小于TVS管的导通电压，稳压管DW1导通，三极管Q1由于反向偏置电压而导通，此时，三极管Q2导通，三极管Q3的基极电压同样会升高使得三极管Q3截止，从而使得前级稳压电路不再向后端电路进行供电，从而实现良好的保护；

[0035] 第三重：当市电的电压仍然过大，并且大于TVS管的导通电压，此时TVS管导通，电流对电容C1充电，然后通过二极管D3流向三极管Q6，由于三极管Q6为P型三极管，此时为反向偏置，三极管Q6导通，从而使得可控硅导通，可控硅导通后，蜂鸣器LS工作，此时由于可控硅Q5、电阻R11、二极管D2以及蜂鸣器LS提供的回路形成分流保护回路，蜂鸣器LS工作从而对过压进行报警，用户从而可以通过断开电源的方式停止供电，当可控硅Q5导通后，还会对电容C3充电，并且电容C3充电后使得可控硅Q7导通，可控硅Q7将后续的电路进行短路，从而形成良好的保护，电容C3的充电时间可以根据实际需要进行选择，但是，延迟时间不宜过长，否则会影响可控硅Q7的导通时间而烧坏后续电路。

[0036] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

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多重保护式计算机用直流供电电源

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