穩壓穩流 30V/ 3A 電源電路的剖析

　電子愛(ài)好者和電路設計維修人員，都需要性能穩定、工作可靠的實(shí)驗電源，或購買(mǎi)或制作各類(lèi)電子電源供使用?？v觀(guān)多年來(lái)在電子報刊上發(fā)表的各種穩壓實(shí)驗電源，有的也有不如意的地方，如為了制作容易，一般均采用穩壓 IC 制作，但性能不盡如人意，不是穩壓效果一般，就是過(guò)流保護性能差，或無(wú)穩流調節功能，在實(shí)際實(shí)驗和開(kāi)發(fā)的工作中不能很好的使用。在工廠(chǎng)及實(shí)驗室廣泛使用的穩壓穩流電源是一種比較完美的實(shí)驗電源，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(xiàn)性調節電路，由運放伺服控制，輸出為直流電壓 0 ～ 30V ，電流 0 ～ 3A 全范圍精確可調，紋波系數極小。最適宜電子電路的實(shí)驗和維修開(kāi)發(fā)工作。筆者將香港創(chuàng )意公司出品的 30V 3A 穩壓穩流電源電路測繪出來(lái)，方便大家自制或維修時(shí)參考?！　　?/span>

　　電路見(jiàn)附圖所示。

電路工作原理

　　運放 IC1( μ A741) 及周邊元件組成穩壓調節電路，由 V1 ／／ V2 、 V3 組成達林頓大功率電壓調整電路． RP l 、 RP2 、 RP3 、 R4 、 R5 、 R6 、 VDl2 、 V D1 3 、 VDl4 等組成輸出電壓取樣電路，運放 IC1 對輸出電壓變化進(jìn)行放大，由輸出端⑥腳經(jīng) VD10 對達林頓管的基極電流進(jìn)行分流，以達到穩壓調整目的，其中 RP1 、 RP2 為面板上的輸出電壓粗細調節電位器， RP3 為電路板內部的最高輸出電壓設定可調電阻。

　　運放 IC2 及周邊電路組成穩流調節電路， RP4 、 RP5 、 RP6 、 R7 、 R8 、 R9 、 R10 、 VD15 等對 R3 上的電流進(jìn)行取樣經(jīng) IC2 放大處理，由 IC2 運放輸出端⑥腳經(jīng) VD9 對達林頓管的基極電流進(jìn)行分流，以達到穩流凋整的目的，其中 RP4 、 RP5 為面板上的輸出電流粗細調節電位器， RP6 為內部最大輸出電流設定可調電阻： VD9 與 VD10( 即穩壓穩流控制電路 ) 組成“與門(mén)”的工作方式。當輸出電流未達到設定電流值， VD9 截止，對輸出電壓沒(méi)有影響，當輸出電流一達到設定電流值 VD9 開(kāi)始導通，對穩壓調整電路的推動(dòng)電流進(jìn) 10 流，使輸出電壓下降，保證輸出電流在設定的電流值上，即所謂的穩流調節且穩壓穩流工作自動(dòng)轉換，能有效的防止損壞被修電器和電源本身。

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

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；當輸出電壓上調到直流 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，以降低調整管的功耗。高檔的電源一般設計有三組繞組工作。進(jìn)一步降低穩壓管的無(wú)用功耗。其中電阻 R11* 為調整電阻，適當調節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)造成繼電器的反復吸合、釋放而產(chǎn)生振蕩的不穩的現象。繼電器 JK2 與 K2 為輸出電壓控制開(kāi)關(guān)，在調整輸出電壓時(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 、次級主繞組 O.151V － 30v 流，要求電流達到 3A 以上，輔助繞組為交流 20V ，電流為 1A 。初次級間繞有屏蔽層，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) 等構成穩壓性能優(yōu)良的整機工作電源，電路的穩定性能、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)，可先設定工作電流，再調整工作電壓。設定工作電流時(shí)，輸出電壓可調至 1V 左右 ( 及 1V 以下 ) ，再將輸出端 U+ 與 U －短路，調節 RP4 、 RP5 使電流表上顯示的電流值在預定的電流，而后再開(kāi)路輸出端，調節 RP1 、 RP2 使輸出電壓達到預定的電壓值，即可投入使用 ( 如果輸出電壓調得過(guò)高達 20-30V 時(shí)．直接短路輸出電壓端子，雖然電源具有穩流作用，但會(huì )引起短路火花和沖擊電流過(guò)大，影響電源內部器件壽命 ).

　　制作時(shí)，變壓器功率要足夠，大功率調整管 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。電壓調節鈕、電流調節鈕如果采用多圈電位器則可省略微調鈕，性能還好些，且更方便調整操作。