穩壓電源

?

　　穩壓電源（stabilized voltage supply）是能為負載提供穩定的交流電或直流電的電子裝置，包括交流穩壓電源和直流穩壓電源兩大類。

?

　　當電網電壓或負載出現瞬間波動時，穩壓電源會以10-30ms的響應速度對電壓幅值進行補償，使其穩定在±2%以內。

?

　　主要功能

?

　　穩定電壓

?

　　當電網電壓或負載出現瞬間波動時，穩壓電源會以10-30ms的響應速度對電壓幅值進行補償，使其穩定在±2%以

?

　　內。

?

　　多功能綜合保護

?

　　穩壓器除了最基本的穩定電壓功能以外，還應具有過壓保護（超過輸出電壓的+10%）、欠壓保護（低于輸出電壓的-10%）、缺相保護、短路過載保護最基本的保護功能。

?

　　尖脈沖抑制

?

　　電網有時會出現幅值很高，脈寬很窄的尖脈沖，它會擊穿耐壓較低的電子元件。穩壓電源的抗浪涌組件能夠對這樣的尖脈沖起到很好的抑制作用。

?

　　隔離傳導性EMI電磁干擾（可選）：

?

　　數控設備多采用AC/DC整流+PFC高頻功率因數校正，自身有一定的干擾性同時對干擾源也有嚴格要求。穩壓電源的濾波組件能夠有效隔離電網對設備的干擾同時也能有效隔離設備對電網的干擾。

?

　　防雷

?

　　應具有的防雷擊能力。

?

　　工作原理

?

　　工頻交流電源經過變壓器降壓、 整流、濾波后成為一穩定的直流電。圖中其余部分是起電壓調節，實現穩壓作

?

　　用的控制部分。電源接上負載后，通過采樣電路獲得輸出電壓，將此輸出電壓和基準電壓進行比較。如果輸出電壓小于基準電壓，則將誤差值經過放大電路放大后送入調節器的輸入端，通過調節器調節使輸出電壓增加，直到和基準值相等；如果輸出電壓大于基準電壓，則通過調節器使輸出減小。

?

　　穩壓器電路由電源電路、電壓檢測控制電路、過電壓保護組成，如圖所示。電源電路由調壓變壓器T的W4、W5繞組和整流二極管VDl-VD4、濾波電容器Cl、C2組成。電壓檢測控制電路由電阻器R-R7、電位器RPl、Rm、穩壓二極管VS、電容器C3、C4和運算放大器集成電路IC（Nl-N3）組成。過電壓保護電路由IC內部的N3、晶體管V3、電阻器Rl2和繼電器K組成。自動調壓電路由電阻器R8-Rll、晶體管Vl、V2、直流電動機M、滑動觸頭和T的Wl-W3繞組組成。將交流穩壓器的輸大端與市電相接后，在T的W4、W5繞組上產生了感應電壓。該電壓經VDl-VD4整流及Cl、C2濾波后，為IC和Vl、V2等提供 士l2V不穩定工作電壓。+l2V電壓還有其他作用。經Rl-R3分壓、VS穩壓后，分別為Nl-N3的反相輸入端提供基準電壓；為過電壓保護電路申的K和V3提供工作電源；經R4、RP2、R6分壓后，為Nl和N2的正相輸入端提供檢測電壓；經R7、RPl、R5分壓后，為N3的正相輸入端提供檢測電壓。

?

　　Nl-N3將正相輸大端的檢測電壓與反相輸大端的基準電壓進行比較，用產生的誤差電壓去控制自動調壓電路。

?

　　當市電電壓正常時，Nl和N2的輸出端電壓為OV，Vl和V2均處于截止狀態，電動機M不工作。

?

　　當市電電壓偏低時，Nl和N2輸出低電平，使V2導通，Vl截止，M逆時針旋轉，通過滑壁臂驅動滑動觸頭移動，與T相應的電壓抽頭接觸 （T的Wl、W2繞組共設置了21個電壓抽頭，每一檔的電壓調節范圍為5V），通過T的W2繞組來提升輸出電壓。當輸出交流電壓升至220V時，V2截止，M停轉。當市電電壓偏高時，Nl和N2均輸出高電平，使Vl導通，V2截止，M順時針旋轉，通過滑臂驅動滑動觸頭移動，與T相應的電壓抽頭接觸，通過T的Wl繞組來降低輸出電壓。當輸出交流電壓降至220V時，Vl截止，M停轉。當市電電壓偏高超過260V時，N3因正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓而輸出低電平，使V3截止，，K釋放，其常閉觸頭接通交流電壓的輸出回路。當市電電壓為160-260V時，N3因正相輸入端電壓低于反相輸入端電壓而輸出高電平，使V3導通，K吸合，其常閉觸頭斷開，從而保證負載（用電器）不會因過電壓而損壞。 ［3］

?

　　選購

?

　　元器件選擇

?

　　R8和R9均選用lW金屬膜電阻器，其余各電阻器選用1/4W或l/2W金屬膜電阻器。

?

　　RPl和RP2均選用精密可變電阻器。

?

　　Cl-C4均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。

?

　　VDl-VD4均選用lN5404型硅整流二極管。

?

　　VS選用1/2W、6V的硅穩壓二極管，例如lN5233A或lN5995B等型號。

?

　　Vl選用DSl5或2SC2073型硅NPN晶體管；V2選用CSl5或2SA940型硅PNP晶體管；V3選用S805O或C8050型硅NPN晶體管。

?

　　IC選用LM324型運算放大集成電路。

?

　　M選用l2V直流電動機。

?

　　K選用JRX-l3F型l2V直流繼電器，使用時將其兩組常閉觸頭并聯，以增大電流負荷。

?

　　采用300-500W的電源變壓器改制。先計算出匝/伏比等有關數據后再進行繞制，每5V處取出一抽頭并作好標記。先繞Wl-W3繞組，后繞W4和W5繞組。將T各抽頭的外接點與滑臂的滑動觸頭分別裝在兩塊完全一樣的印制板上，粘合后對應連接。滑臂為上、下兩片型式，印制板夾在其中間，使其在滑動時接觸良好。滑臂申心裝上齒輪，電動機M通過齒輪變速后驅動滑臂移動。

?

　　電路調試

?

　　調試時，先將RPl和R陀的動觸頭調至中間位置，在交流穩壓器的輸入端接上一臺手動調壓器，在輸出端接上電壓表，調整調壓器使輸入交流電壓為220V，然后調節R陀的阻值，使M在輸出電壓為220V時停轉。

?

　　斷開M的引線 （滑動觸頭應接在-220V處），調整RPl，使輸人電壓調至230V時，K立即吸合即可。

　　一、直流穩壓電源的基本功能

　　直流穩壓電源一般具有多路輸出：比如提供一路固定輸出為5V、2A；提供二路（A路、B路）可調輸出為0～24V、0～1A。可調輸出一般都具有穩壓、穩流兩種工作方式，這兩種工作方式隨負載變化而進行自動轉換，并由儀器前面板上的發光二極管顯示出CV、CC方式，一般綠燈表示CV（穩壓）、紅燈表示CC（穩流）。有些穩壓電源還同時提供A路和B路串聯工作和主從跟蹤工作方式。若A路是主路，B路是從路，在跟蹤工作方式時，從路的輸出電壓隨主路而變化，這對于需要對稱雙極性電源的場合較為適用。若A、B二路串聯工作時可輸出0～48V、0～1A直流電源；在串聯跟蹤工作方式時，可輸出0～±24V、0～1A直流電源。

　　二、使用注意事項

　　1、根據所需要的電壓，先調整“粗調”旋紐，再逐漸調整“細調”旋紐，要做到正確配合。例如需要輸出12V電壓時，需將“粗調”旋紐置在15V檔，再調整“細調”旋紐調置12V，而“粗調”旋紐不應置在10V檔。否則，最大輸出電壓達不到12V。

　　2、調整到所需要的電壓后，再接入負載。

　　3、在使用過程中，如果需要變換“粗調”檔時，應先斷開負載，待輸出電壓調到所需要的值后，再接入負載。

　　4、在使用過程中，因負載短路或過載引起保護時，應首先斷開負載，然后按動“復原”按鈕，也可重新開啟電源，電壓即可恢復正常工作，待排除故障后再接入負載。

　　5、將額定電流不等的各路電源串聯使用時，輸出電流為其中額定值最小一路的額定值。

　　6、每路電源有一個表頭，在A/V不同狀態時，分別指示本路的輸出電流或者輸出電壓。通常放在電壓指示狀態。

　　7、每路都有紅、黑兩個輸出端子，紅端子表示“＋”，黑端子表示“－”，面板中間帶有接“大地”符號的黑端子，表示該端子接機殼，與每一路輸出沒有電氣聯系，僅作為安全線使用。經常有人想當然的認為“大地”符號表示接地，“＋”“－”表示正負兩路電源輸出去給雙電源運放供電。

　　8、兩路電壓可以串聯使用。絕對不允許并聯使用。電源是一種供給量儀器，因此不允許將輸出端長期短路。

　　三、為什么在使用直流穩壓電源時，電流調不上去或者電壓調不上去？

　　現象1：輸出有電壓而無電流、或者有電流而無電壓

　　無論是上述那一種情況，電源都巳正常工作，操作者應檢查自己的負載是否接觸良好，負載是否被短路或開路、負載是否符合規范等等。從極端情況來講，如果電源有電壓輸出（恒壓狀態），而負載線又斷了，自然輸出電流就等于零了。同樣如果電源有電流輸出（恒流狀態），而負載又短路了，自然輸出電壓就等于零了。

　　現象2：在調解電壓時，發現空載電壓調不上去。

　　有些操作者喜歡把“電流調節”電位器左旋到頭，至使電源空載電壓也調不起來。這說明他對“電流調節”缺乏實質性的理解。因為電源即使處于空載也要消耗一點點電流，而你把“電流調節”關到零，連一點點小電流都不放出來，當然空載電壓也升不起來了。所以“電流調節”一般不要調到零（向右調到四分之一圈左右就不會發生以上情況了）。

　　一般操作方法：作穩壓源輸出電壓時，應將電流調節旋鈕順時針旋到底，并保持。調節電壓調節旋鈕控制輸出的直流電壓值。作穩流源輸出電流時，應將電壓調節旋鈕順時針旋到底，并保持。調節電流調節旋鈕控制輸出的直流電流值。

　　現象3：電源有電壓輸出也有電流輸出，但是再調電壓，電壓就調不上去了。或者電源有電壓輸出也有電流輸出，再想把電流調大點，電流就調不大了。

　　這是由于操作者對“恒壓”、“恒流”的概念不甚清楚的原因。如果“恒壓”燈亮，說明電源工作在恒壓狀態（可以認為電壓占主動地位），這時的輸出電流大小，是由負載決定的，而不是由操作者調出來的（可以說電流是占被動地位），如果這時去右旋“電流調節”旋鈕，電流是不會增大的。但這時去右旋“電壓調節”旋鈕，輸出電壓是會升高，輸出電流也會隨之升高的。（電壓是主，電流是從）。

　　同理，如果“恒流”燈亮，說明電源工作在恒流狀態，這時的輸出電壓也不是“調”出來的，而是由負載決定的。只有去調節“電流調節”旋鈕，輸出電流才會改變，輸出電壓也隨之變化。（這里電流是主，電壓是從）

　　總之，要弄清主從關系。電源處于“恒流”狀態時去調電流，處于“恒壓”狀態時去調電壓，才能改變負載上的電壓和電流。