穩(wěn)壓穩(wěn)流 30V/ 3A 電源電路的剖析

電子愛(ài)好者和電路設(shè)計(jì)維修人員，都需要性能穩(wěn)定、工作可靠的實(shí)驗(yàn)電源，或購(gòu)買或制作各類電子電源供使用。縱觀多年來(lái)在電子報(bào)刊上發(fā)表的各種穩(wěn)壓實(shí)驗(yàn)電源，有的也有不如意的地方，如為了制作容易，一般均采用穩(wěn)壓 IC 制作，但性能不盡如人意，不是穩(wěn)壓效果一般，就是過(guò)流保護(hù)性能差，或無(wú)穩(wěn)流調(diào)節(jié)功能，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)和開(kāi)發(fā)的工作中不能很好的使用。在工廠及實(shí)驗(yàn)室廣泛使用的穩(wěn)壓穩(wěn)流電源是一種比較完美的實(shí)驗(yàn)電源，值得向電子愛(ài)好者推薦，電源采用工頻變壓器與晶體管的線性調(diào)節(jié)電路，由運(yùn)放伺服控制，輸出為直流電壓 0 ～ 30V ，電流 0 ～3A全范圍精確可調(diào)，紋波系數(shù)極小。最適宜電子電路的實(shí)驗(yàn)和維修開(kāi)發(fā)工作。筆者將香港創(chuàng)意公司出品的 30V3A穩(wěn)壓穩(wěn)流電源電路測(cè)繪出來(lái)，方便大家自制或維修時(shí)參考?！　　?br>

　　電路見(jiàn)附圖所示。

電路工作原理

　　運(yùn)放 IC1( μ A741) 及周邊元件組成穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路，由 V1 ／／ V2 、 V3 組成達(dá)林頓大功率電壓調(diào)整電路． RP l 、 RP2 、 RP3 、 R4 、 R5 、 R6 、 VDl2 、 V D1 3 、 VDl4 等組成輸出電壓取樣電路，運(yùn)放 IC1 對(duì)輸出電壓變化進(jìn)行放大，由輸出端⑥腳經(jīng) VD10 對(duì)達(dá)林頓管的基極電流進(jìn)行分流，以達(dá)到穩(wěn)壓調(diào)整目的，其中 RP1 、 RP2 為面板上的輸出電壓粗細(xì)調(diào)節(jié)電位器， RP3 為電路板內(nèi)部的最高輸出電壓設(shè)定可調(diào)電阻。

　　運(yùn)放 IC2 及周邊電路組成穩(wěn)流調(diào)節(jié)電路， RP4 、 RP5 、 RP6 、 R7 、 R8 、 R9 、 R10 、 VD15 等對(duì) R3 上的電流進(jìn)行取樣經(jīng) IC2 放大處理，由 IC2 運(yùn)放輸出端⑥腳經(jīng) VD9 對(duì)達(dá)林頓管的基極電流進(jìn)行分流，以達(dá)到穩(wěn)流凋整的目的，其中 RP4 、 RP5 為面板上的輸出電流粗細(xì)調(diào)節(jié)電位器， RP6 為內(nèi)部最大輸出電流設(shè)定可調(diào)電阻： VD9 與 VD10( 即穩(wěn)壓穩(wěn)流控制電路 ) 組成“與門”的工作方式。當(dāng)輸出電流未達(dá)到設(shè)定電流值， VD9 截止，對(duì)輸出電壓沒(méi)有影響，當(dāng)輸出電流一達(dá)到設(shè)定電流值 VD9 開(kāi)始導(dǎo)通，對(duì)穩(wěn)壓調(diào)整電路的推動(dòng)電流進(jìn) 10 流，使輸出電壓下降，保證輸出電流在設(shè)定的電流值上，即所謂的穩(wěn)流調(diào)節(jié)且穩(wěn)壓穩(wěn)流工作自動(dòng)轉(zhuǎn)換，能有效的防止損壞被修電器和電源本身。

　　發(fā)光管 LED1 、 LED2 為穩(wěn)壓穩(wěn)流工作指示電路，當(dāng)穩(wěn)流 IC2 未工作時(shí)，其⑥腳為高電平， VD11 、 DZ2 導(dǎo)通，使晶體管 V8 飽和，綠色 LED1 發(fā)光，指示電源工作在穩(wěn)壓的狀態(tài)；當(dāng)穩(wěn)流 IC2 工作時(shí)，其⑥腳電壓下降． VD11 、 DZ2 截止， V9 飽和導(dǎo)通，紅色 LED2 發(fā)光，指示電源工作在穩(wěn)流的狀態(tài)下 ( 此時(shí)輸出電壓下降，低于設(shè)定的工作電壓 ) 。

繼電器 JK1 、 V6 、 V7 等電路組成交流輸入電壓自動(dòng)切換電路，由輸出電壓來(lái)控制。當(dāng)輸出電壓在 12V 以下時(shí)， JK1 常閉觸點(diǎn)接通，輸人電壓在交流 15V 繞組工作；當(dāng)輸出電壓上調(diào)到直流 13 ． 5V 以上時(shí)，繼電器 JK1 吸合，常開(kāi)觸點(diǎn)接通，交流輸入電壓在 30v 繞組 7- 作．以保證輸入輸出電壓在正常的壓差范圍內(nèi)，以降低調(diào)整管的功耗。高檔的電源一般設(shè)計(jì)有三組繞組工作。進(jìn)一步降低穩(wěn)壓管的無(wú)用功耗。其中電阻 R11* 為調(diào)整電阻，適當(dāng)調(diào)節(jié)以適合的輸出電壓切換點(diǎn)。因電路具有遲滯特性，不會(huì)在切換電壓點(diǎn)造成繼電器的反復(fù)吸合、釋放而產(chǎn)生振蕩的不穩(wěn)的現(xiàn)象。繼電器 JK2 與 K2 為輸出電壓控制開(kāi)關(guān)，在調(diào)整輸出電壓時(shí)，若需要關(guān)閉輸出電壓時(shí)，可按動(dòng) K2 ，而不必拆下輸出電壓端子，方便操作。輸出電壓指示直接接在輸出電壓端，電流表接在電流取樣電阻 R3(O ． 18 Ω／ SW) 上，采用 3 位半的數(shù)字表頭，可精確地顯示電流電壓。

　　電源變壓器 T1 功率為 120VA 、次級(jí)主繞組 O.151V － 30v 流，要求電流達(dá)到3A以上，輔助繞組為交流 20V ，電流為 1A 。初次級(jí)間繞有屏蔽層，并且接地，以保證降低干擾的作用，其中， 20V 輔助繞組、 IC3(7812) 、 IC4( μ A431) 、 DZt(1N4735) 、 V5(D880) 等構(gòu)成穩(wěn)壓性能優(yōu)良的整機(jī)工作電源，電路的穩(wěn)定性能、紋波特性、溫漂等均由該電源來(lái)保證。所有電阻均采用金屬氧化膜電阻。

　　使用電源時(shí)，可先設(shè)定工作電流，再調(diào)整工作電壓。設(shè)定工作電流時(shí)，輸出電壓可調(diào)至 1V 左右 ( 及 1V 以下 ) ，再將輸出端 U+ 與 U －短路，調(diào)節(jié) RP4 、 RP5 使電流表上顯示的電流值在預(yù)定的電流，而后再開(kāi)路輸出端，調(diào)節(jié) RP1 、 RP2 使輸出電壓達(dá)到預(yù)定的電壓值，即可投入使用 ( 如果輸出電壓調(diào)得過(guò)高達(dá) 20-30V 時(shí)．直接短路輸出電壓端子，雖然電源具有穩(wěn)流作用，但會(huì)引起短路火花和沖擊電流過(guò)大，影響電源內(nèi)部器件壽命 ).

　　制作時(shí)，變壓器功率要足夠，大功率調(diào)整管 V1 、 V2 要安裝在大型散熱器上、主電源整流橋堆須采用 6A 以上的，最好安裝在散熱片上。電壓調(diào)節(jié)鈕、電流調(diào)節(jié)鈕如果采用多圈電位器則可省略微調(diào)鈕，性能還好些，且更方便調(diào)整操作。