交流净化稳压电源电路

交流净化稳压电源原理及维修技术

1.概述

目前我国的供电电压仍然存在较大的波动。在用电高峰期电压不足180V，负荷最小时电压高达240V以上，波动范围一般在-20%～+10%之间，而一些城镇农村的小电网电压波动范围更大，为140～250V(-40%～+15%)。对于拥有大批进口、精密贵重仪器设备的单位来说，电压波动将造成很大的危害。某校实验室在一次实验中，电压突然异常升高，几乎所有开启的设备包括一台美国进口的液相色谱仪，都受到不同程度的损坏。仅色谱仪的维修就花费3600美元(合人民币3万余元)，而且实验教学、科研项目研究长时间中断，后果极为严重。配有交流稳压电源的另一实验室当电压异常时，除交流稳压电源报警外，无任何设备损坏。可见，交流稳压电源除稳压外，对负载也起了一定的保护作用。因此，交流稳压电源越来越受到人们的重视，并成为各单位的必配设备。

交流稳压电源有多种，但有的因性能指标等各方面原因已基本淘汰。取而代之的是近几年发展迅速的交流净化稳压电源，该电源的基本原理与可控硅移相调压式比较相似。下面以江苏淮阴仪器仪表厂生产的亚光牌JJW2系列交流净化稳压电源为例介绍，该电源采用先进的正弦能量分配技术、功率滤波器技术综合设计，集稳压与抗干扰功能为一体。具有可靠性、精度、效率高，稳压范围宽、抗干扰能力强等优点。曾多次获奖，市场份额较大，具有一定的代表性。

2.工作原理

交流净化稳压电源由调整电路、零脉冲产生电路、同步锯齿波发生电路、脉宽调制驱动放大电路、误差取样放大电路、直流稳压电源、过压保护电路等部分组成，见图1。

图1 交流净化稳压电源工作框图

交流净化稳压电源原理图如图2。自耦变压器T1、双向可控硅SCR、电感L1、三次谐波和五次谐波滤波器等构成调整电路。L1与SCR相串联组成一个随SCR导通角(0°～180°)改变的可变电感，且与L3、C1的串联电路并联构成一个可变电抗器。自耦变压器T1的初级与可变电抗器串联接入市电，输出交流电压为市电电压与T1次级电压的矢量和。R1、R2、D1～4、光电耦合器IC1(4N25)构成零脉冲发生电路。D1～4是一个桥式整流电路，它将L1与SCR串联电路两端的50Hz交流电压整流成100Hz的单向脉动电压，输入IC1的1、2脚，于是在IC1的5脚输出正向零脉冲电压到IC2的2、6脚。IC2(NE555)、R3～4、Q1、D5、D6、C10构成锯齿波发生电路。当IC2的2、6脚输入过零脉冲前，IC2-7脚呈高阻态，C10由Q1、D5、D6、R3、R4构成的恒流源电路充电，C10上的电压线性上升；当IC2的2、6脚输入过零脉冲时IC2-7脚呈低阻态，C10放电，零脉冲过后IC2-7脚又呈高阻态，C10充电。这样，IC2-7脚输出与零脉冲同步的锯齿波至IC3(LM324)-10脚，变压器B2、桥式整流D13～16、W2、R13～14、C7～8构成取样电路。它输出一个与交流输出电压成正比的误差信号电压至运算放大器IC3-12脚同相端进行放大。脉宽调制驱动放大电路由运算放大器IC3的8、9、10脚，Q3等组成；同样端10脚输入来自IC2-7脚的同步锯齿波电压；反相端9脚输入误差取样放大的直流信号；IC3-8脚输出宽度受控的脉冲电压经Q3放大后触发双向可控硅。变压器B2，桥式整流D9～12，滤波电容C5～6，三端稳压IC4(7812)构成直流稳压电源，给有关电路提供12V电源。

图2 JJW系列精密交流净化稳压电源原理图

交流净化电源的稳压过程：当输出电压升高时，桥式整流D13～16输出的误差取样电压升高，运算放大器IC3同相端12脚电压升高，IC3-14脚输出到脉宽调制器IC3的反相端9脚的电压升高，IC3同相端10脚输入的同步锯齿波电压幅度不变，

于是运算放大器IC3输出端8脚输出的脉冲宽度变窄，经三极管Q3放大后触发双向可控硅SCR的导通角变小。此时调整电路中的可变电抗器趋容性，自耦变压器T1的次级电压与市电电压反相，交流输出电压下降。当交流输出电压下降时，稳压过程与上述相反。

本电源备有过压保护电路以增加可靠性。过压保护电路由R5～6、W1、C4、运算放大器IC3、三级管Q2、继电器J1、过压指示灯D8、蜂鸣器H等构成。当电源输出电压高于极限值(约246V，W1可微调)时，运算放大器IC3同相端5脚从R5～6、W1、C4组成的分压电路输入的电压高于6V，IC3-7输出高电平，三极管Q2导通，继电器J1吸合，常闭接点断开，切断了双向可控硅SCR，使输出电压比输入电压下降约40V，同时发出声、光报警，D20将IC3-6的电压嵌位在0.6V左右以确保Q2的导通，只有关机几秒后重新开机，才能恢复到正常状态。

3.净化交流稳压电源的维修技术

下面列出常见故障的维修框图见图3、图4、图5、图6、图7

图3

图4

图5 图6

图7

(1)无输出电压

(2)输出电压低，调不到220V

(3)输出电压偏高，调不到220V

(4)过压报警，市电电压范围正常(160～260V)

(5)输出电压不稳定

零触发交流稳压电源电路图,应用双向可控硅过零触发的交流稳压电源.本电路对电网干扰极小,波形失真小,尤其感性负载时其优越性更为显著.