穩(wěn)壓電源?穩(wěn)壓電源(stabilizedvoltagesupply)是能為負(fù)載提供穩(wěn)定的交流電或直流電的電子裝置,包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類。?當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載出現(xiàn)瞬間波動(dòng)時(shí),穩(wěn)壓電源會(huì)以10-30ms的響應(yīng)速度對(duì)電壓幅值進(jìn)行補(bǔ)償,使其穩(wěn)定在±2%以內(nèi)。?主要功能?穩(wěn)定電壓?當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載出現(xiàn)瞬間波動(dòng)時(shí),穩(wěn)壓電源會(huì)以10-30ms的響應(yīng)速度對(duì)電壓幅值進(jìn)行補(bǔ)償,使其穩(wěn)定在±2%以?內(nèi)。?多功能綜合保護(hù)?穩(wěn)壓器除了最基本的穩(wěn)定電壓功能以外,還應(yīng)具有過(guò)壓保護(hù)(超過(guò)輸出電壓的+10%)、欠壓保護(hù)(低于輸出電壓的-10%)、缺相保護(hù)、短路過(guò)載保護(hù)最基本的保護(hù)功能。?尖脈沖抑制?電網(wǎng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)幅值很高,脈寬很窄的尖脈沖,它會(huì)擊穿耐壓較低的電子元件。穩(wěn)壓電源的抗浪涌組件能夠?qū)@樣的尖脈沖起到很好的抑制作用。?隔離傳導(dǎo)性EMI電磁干擾(可選):?數(shù)控設(shè)備多采用AC/DC整流+pFC高頻功率因數(shù)校正,自身有一定的干擾性同時(shí)對(duì)干擾源也有嚴(yán)格要求。穩(wěn)壓電源的濾波組件能夠有效隔離電網(wǎng)對(duì)設(shè)備的干擾同時(shí)也能有效隔離設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的干擾。?防雷?應(yīng)具有的防雷擊能力。?工作原理?工頻交流電源經(jīng)過(guò)變壓器降壓、整流、濾波后成為一穩(wěn)定的直流電。圖中其余部分是起電壓調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作?用的控制部分。電源接上負(fù)載后,通過(guò)采樣電路獲得輸出電壓,將此輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓,則將誤差值經(jīng)過(guò)放大電路放大后送入調(diào)節(jié)器的輸入端,通過(guò)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)使輸出電壓增加,直到和基準(zhǔn)值相等;如果輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓,則通過(guò)調(diào)節(jié)器使輸出減小。?穩(wěn)壓器電路由電源電路、電壓檢測(cè)控制電路、過(guò)電壓保護(hù)組成,如圖所示。電源電路由調(diào)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(cè)控制電路由電阻器R-R7、電位器Rpl、Rm、穩(wěn)壓二極管VS、電容器C3、C4和運(yùn)算放大器集成電路IC(Nl-N3)組成。過(guò)電壓保護(hù)電路由IC內(nèi)部的N3、晶體管V3、電阻器Rl2和繼電器K組成。自動(dòng)調(diào)壓電路由電阻器R8-Rll、晶體管Vl、V2、直流電動(dòng)機(jī)M、滑動(dòng)觸頭和T的Wl-W3繞組組成。將交流穩(wěn)壓器的輸大端與市電相接后,在T的W4、W5繞組上產(chǎn)生了感應(yīng)電壓。該電壓經(jīng)VDl-VD4整流及Cl、C2濾波后,為IC和Vl、V2等提供士l2V不穩(wěn)定工作電壓。+l2V電壓還有其他作用。經(jīng)Rl-R3分壓、VS穩(wěn)壓后,分別為Nl-N3的反相輸入端提供基準(zhǔn)電壓;為過(guò)電壓保護(hù)電路申的K和V3提供工作電源;經(jīng)R4、Rp2、R6分壓后,為Nl和N2的正相輸入端提供檢測(cè)電壓;經(jīng)R7、Rpl、R5分壓后,為N3的正相輸入端提供檢測(cè)電壓。?Nl-N3將正相輸大端的檢測(cè)電壓與反相輸大端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,用產(chǎn)生的誤差電壓去控制自動(dòng)調(diào)壓電路。?當(dāng)市電電壓正常時(shí),Nl和N2的輸出端電壓為OV,Vl和V2均處于截止?fàn)顟B(tài),電動(dòng)機(jī)M不工作。?當(dāng)市電電壓偏低時(shí),Nl和N2輸出低電平,使V2導(dǎo)通,Vl截止,M逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),通過(guò)滑壁臂驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng),與T相應(yīng)的電壓抽頭接觸(T的Wl、W2繞組共設(shè)置了21個(gè)電壓抽頭,每一檔的電壓調(diào)節(jié)范圍為5V),通過(guò)T的W2繞組來(lái)提升輸出電壓。當(dāng)輸出交流電壓升至220V時(shí),V2截止,M停轉(zhuǎn)。當(dāng)市電電壓偏高時(shí),Nl和N2均輸出高電平,使Vl導(dǎo)通,V2截止,M順時(shí)針旋轉(zhuǎn),通過(guò)滑臂驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng),與T相應(yīng)的電壓抽頭接觸,通過(guò)T的Wl繞組來(lái)降低輸出電壓。當(dāng)輸出交流電壓降至220V時(shí),Vl截止,M停轉(zhuǎn)。當(dāng)市電電壓偏高超過(guò)260V時(shí),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(dāng)市電電壓為160-260V時(shí),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(dǎo)通,K吸合,其常閉觸頭斷開,從而保證負(fù)載(用電器)不會(huì)因過(guò)電壓而損壞。[3]?選購(gòu)?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(wěn)壓二極管,例如lN5233A或lN5995B等型號(hào)。?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(yùn)算放大集成電路。?M選用l2V直流電動(dòng)機(jī)。?K選用JRX-l3F型l2V直流繼電器,使用時(shí)將其兩組常閉觸頭并聯(lián),以增大電流負(fù)荷。?采用300-500W的電源變壓器改制。先計(jì)算出匝/伏比等有關(guān)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行繞制,每5V處取出一抽頭并作好標(biāo)記。先繞Wl-W3繞組,后繞W4和W5繞組。將T各抽頭的外接點(diǎn)與滑臂的滑動(dòng)觸頭分別裝在兩塊完全一樣的印制板上,粘合后對(duì)應(yīng)連接?;蹫樯稀⑾聝善褪?,印制板夾在其中間,使其在滑動(dòng)時(shí)接觸良好。滑臂申心裝上齒輪,電動(dòng)機(jī)M通過(guò)齒輪變速后驅(qū)動(dòng)滑臂移動(dòng)。?電路調(diào)試?調(diào)試時(shí),先將Rpl和R陀的動(dòng)觸頭調(diào)至中間位置,在交流穩(wěn)壓器的輸入端接上一臺(tái)手動(dòng)調(diào)壓器,在輸出端接上電壓表,調(diào)整調(diào)壓器使輸入交流電壓為220V,然后調(diào)節(jié)R陀的阻值,使M在輸出電壓為220V時(shí)停轉(zhuǎn)。?斷開M的引線(滑動(dòng)觸頭應(yīng)接在-220V處),調(diào)整Rpl,使輸人電壓調(diào)至230V時(shí),K立即吸合即可。
一、直流穩(wěn)壓電源的基本功能
直流穩(wěn)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(diào)輸出為0~24V、0~1A??烧{(diào)輸出一般都具有穩(wěn)壓、穩(wěn)流兩種工作方式,這兩種工作方式隨負(fù)載變化而進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換,并由儀器前面板上的發(fā)光二極管顯示出CV、CC方式,一般綠燈表示CV(穩(wěn)壓)、紅燈表示CC(穩(wěn)流)。有些穩(wěn)壓電源還同時(shí)提供A路和B路串聯(lián)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(shí),從路的輸出電壓隨主路而變化,這對(duì)于需要對(duì)稱雙極性電源的場(chǎng)合較為適用。若A、B二路串聯(lián)工作時(shí)可輸出0~48V、0~1A直流電源;在串聯(lián)跟蹤工作方式時(shí),可輸出0~±24V、0~1A直流電源。
二、使用注意事項(xiàng)
1、根據(jù)所需要的電壓,先調(diào)整“粗調(diào)”旋紐,再逐漸調(diào)整“細(xì)調(diào)”旋紐,要做到正確配合。例如需要輸出12V電壓時(shí),需將“粗調(diào)”旋紐置在15V檔,再調(diào)整“細(xì)調(diào)”旋紐調(diào)置12V,而“粗調(diào)”旋紐不應(yīng)置在10V檔。否則,最大輸出電壓達(dá)不到12V。
2、調(diào)整到所需要的電壓后,再接入負(fù)載。
3、在使用過(guò)程中,如果需要變換“粗調(diào)”檔時(shí),應(yīng)先斷開負(fù)載,待輸出電壓調(diào)到所需要的值后,再接入負(fù)載。
4、在使用過(guò)程中,因負(fù)載短路或過(guò)載引起保護(hù)時(shí),應(yīng)首先斷開負(fù)載,然后按動(dòng)“復(fù)原”按鈕,也可重新開啟電源,電壓即可恢復(fù)正常工作,待排除故障后再接入負(fù)載。
5、將額定電流不等的各路電源串聯(lián)使用時(shí),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(gè)表頭,在A/V不同狀態(tài)時(shí),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(tài)。
7、每路都有紅、黑兩個(gè)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(hào)的黑端子,表示該端子接機(jī)殼,與每一路輸出沒有電氣聯(lián)系,僅作為安全線使用。經(jīng)常有人想當(dāng)然的認(rèn)為“大地”符號(hào)表示接地,“+”“-”表示正負(fù)兩路電源輸出去給雙電源運(yùn)放供電。
8、兩路電壓可以串聯(lián)使用。絕對(duì)不允許并聯(lián)使用。電源是一種供給量?jī)x器,因此不允許將輸出端長(zhǎng)期短路。
三、為什么在使用直流穩(wěn)壓電源時(shí),電流調(diào)不上去或者電壓調(diào)不上去?
現(xiàn)象1:輸出有電壓而無(wú)電流、或者有電流而無(wú)電壓
無(wú)論是上述那一種情況,電源都巳正常工作,操作者應(yīng)檢查自己的負(fù)載是否接觸良好,負(fù)載是否被短路或開路、負(fù)載是否符合規(guī)范等等。從極端情況來(lái)講,如果電源有電壓輸出(恒壓狀態(tài)),而負(fù)載線又?jǐn)嗔?,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(tài)),而負(fù)載又短路了,自然輸出電壓就等于零了。
現(xiàn)象2:在調(diào)解電壓時(shí),發(fā)現(xiàn)空載電壓調(diào)不上去。
有些操作者喜歡把“電流調(diào)節(jié)”電位器左旋到頭,至使電源空載電壓也調(diào)不起來(lái)。這說(shuō)明他對(duì)“電流調(diào)節(jié)”缺乏實(shí)質(zhì)性的理解。因?yàn)殡娫醇词固幱诳蛰d也要消耗一點(diǎn)點(diǎn)電流,而你把“電流調(diào)節(jié)”關(guān)到零,連一點(diǎn)點(diǎn)小電流都不放出來(lái),當(dāng)然空載電壓也升不起來(lái)了。所以“電流調(diào)節(jié)”一般不要調(diào)到零(向右調(diào)到四分之一圈左右就不會(huì)發(fā)生以上情況了)。
一般操作方法:作穩(wěn)壓源輸出電壓時(shí),應(yīng)將電流調(diào)節(jié)旋鈕順時(shí)針旋到底,并保持。調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)旋鈕控制輸出的直流電壓值。作穩(wěn)流源輸出電流時(shí),應(yīng)將電壓調(diào)節(jié)旋鈕順時(shí)針旋到底,并保持。調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)旋鈕控制輸出的直流電流值。
現(xiàn)象3:電源有電壓輸出也有電流輸出,但是再調(diào)電壓,電壓就調(diào)不上去了?;蛘唠娫从须妷狠敵鲆灿须娏鬏敵?,再想把電流調(diào)大點(diǎn),電流就調(diào)不大了。
這是由于操作者對(duì)“恒壓”、“恒流”的概念不甚清楚的原因。如果“恒壓”燈亮,說(shuō)明電源工作在恒壓狀態(tài)(可以認(rèn)為電壓占主動(dòng)地位),這時(shí)的輸出電流大小,是由負(fù)載決定的,而不是由操作者調(diào)出來(lái)的(可以說(shuō)電流是占被動(dòng)地位),如果這時(shí)去右旋“電流調(diào)節(jié)”旋鈕,電流是不會(huì)增大的。但這時(shí)去右旋“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕,輸出電壓是會(huì)升高,輸出電流也會(huì)隨之升高的。(電壓是主,電流是從)。
同理,如果“恒流”燈亮,說(shuō)明電源工作在恒流狀態(tài),這時(shí)的輸出電壓也不是“調(diào)”出來(lái)的,而是由負(fù)載決定的。只有去調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕,輸出電流才會(huì)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(guān)系。電源處于“恒流”狀態(tài)時(shí)去調(diào)電流,處于“恒壓”狀態(tài)時(shí)去調(diào)電壓,才能改變負(fù)載上的電壓和電流。
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