直流稳压电源短路保护报警电路设计

直流稳压电源短路保护报警电路设计

作者：张廷辉

来源：《消费电子·理论版》2013年第08期

摘 要：直流稳压电源可以作为各种电子仪器、仪表、电子计算机、自动控制系统与设备的直流电源。精密稳压、稳流电源还可作为检定某些电工仪表用的稳压、稳流电源。因此，直流稳压电源是科研、生产、教学和维修等单位常用的必备仪器。在使用中难免有时发生短路，笔者在原电路基础上设计了一种短路保护报警装置，使其在短路时能及时受到保护。 关键词：直流稳压电源；短路报警电路

中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 16-0000-01

直流稳压电源的发展已有几十年的历史，已从分立器件发展到集成电路。集成稳压电路具有体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点，随着功率集成电路的发展，集成稳压电路已有多个品种、多种型号问世，按输出电压、输出电流形成系列产品，已成为直流稳压电源的主流产品，特别适用于小型电子设备使用。

几乎所有的电子电路都需要稳定的直流电源，在检定检修电子设备时，除了要有合适的标准仪器外，还必须要有合适的直流电源及调节装置。在进行电子设备维修以及在电子类的模拟及数字等相关课程的实验、实习中，经常用到直流稳压电源。在操作过程中难免有短路情况发生。一般的直流稳压电源自身都有保护措施，使用当中瞬时发生输出端对地短路，是不会立即烧毁集成稳压器的，但长时间短路是绝对不允许的。如果一旦发生短路就有报警，提示使用者立即切断电源，排除故障后重开电源就能恢复正常输出。

综合电路实验箱在电子技术实验室使用非常广泛，有+12V，+5V，-12V等几路输出，数字实验电路还有一个+5V电源插口。许多学生实验过程中不遵守操作规程，因操作失误造成直流稳压电源损坏的现象经常发生，具体出现以下三类错误：一是电源直接短路造成的严重过载而损坏电源电路，此类错误的后果是损坏稳压器、整流二极管或变压器；二是负载过重，这往往是实习生由于接线错误，如芯片的线接错，虽没有直接短路，但可能引起电流超过额定值，若再加上没有及时排除故障，通电时间过长，而损坏电路，如损坏芯片，进一步损坏电源电路器件；还有一种可能是将+12V或者-12V电源插入到数字实验电路的+5V电源插口，这样造成数字电路（如高低电平信号形成电路，数码信号显示电路等等）中的集成块损坏，特别是TTL集成电路块的损坏。因此，设计制作一个电源电路保护系统很有必要。

由W317三端可调稳压集成块制成的直流稳压电源，具有体积小，重量轻，性能指标高，可靠性强等特点。常作为+5V、+6V、+12V电源在电子类实验、实习中使用。以下就以此类电源为例，设计其保护报警电路。

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图1即为由W317三端稳压块制成的直流稳压电源。将RP1从最小值调至最大值，输出电压能从1.25V上升至20V左右。实际应用中常将输出电压调成+5V、+6V、+12V。若稳压电源输出端不慎与地短路，图1电路即烧保险丝。需排除短路故障再重新换上新的保险丝才能有电源输出。如将保险丝换成1A或更大，稳压电源输出端短时间对地短路，虽不会立即烧毁保险丝，但时间一长，短路电流很大有可能使三端稳压器其他元件发热烧毁。

图2为+5V电源短路保护报警器电路。4069与非门的特性为“有0为1，全1为0”。将与非门和+5V稳压电源输出端的电源端连在一起，稳压电源正常工作时，非门输入高电平，输出低电平。发光二极管和蜂鸣器都不工作，如果+5V电源输出端短路，与非门就输出高电平，此时红色发光二极管亮，蜂鸣器发音报警。迅速关闭电源，排除故障后，电源能够恢复+5V输出。其中蜂鸣器可选电压为3V的HYDZ小型蜂鸣器。用3个反相器并联输出是为了增大输出电流，以增大蜂鸣器声响。

图3是在+5V直流稳压电源短路保护报警器的设计思路基础上设计出的+6V直流稳压电源短路保护报警器电路。稳压电源输出+6V。U1A的输入为+5V。其中R3、R4的选取原则首先是保证反相器输入电压为5V，其次应尽可能减少功耗。

依照上述设计思路，适当选取R3、R4的阻值，就可以设计出+12V直流稳压电源短路保护报警器。

直流稳压电源在人们的生活和生产中的地位也越来越重要，许多的电子设备对所需的电源也提出了更高的要求。而这其中相当多的电子设备不能直接使用公用电网提供的交流电源，而是需要稳定的直流电源，因此对直流电源的性能、体积、重量等的要求也不断提高，再加上当今世界能源贫乏，于是对稳压电源的功率损耗也提出了更严格的要求；同时，电子设备种类的不断增加，使得其对直流电源输出电压值、电流值的需求也越来越多。所以可调式的稳压电源应用更加广泛，加装短路报警电路，可以有效保护电源，延长使用寿命。 参考文献：

[1]杨元挺.低频电子电路[M].北京：电子工业出版社，2000，8. [2]王敏梳.脉冲与数字电路[M].上海：高等教育出版社，1991，5.

[作者简介]张廷辉（1971-），男，辽宁鞍山人，工程师，研究方向：电子应用。

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