WYK直流稳压稳流电源原理及维修手册

WYK直流稳压稳流电源原理及维修手册
东莞市东方集团易事特有限公司技术部编制
第一章
第一节直流稳压电源的定义及分类
一、直流稳压电源的定义：输出电流的方向不随时间的变化向一个方向运动电源。

直流电源有稳定的直流电源与非稳定的直流电源之分，所谓稳定的直流电源，就是输出电压不随负载或外界电压的变化而变化，非常稳定；非稳定的直流电源输出电流的方向保持不变，输出电压的大小随时间或负载的变化而变化。

二、直流电源的对面就是交流电源，所谓交流电源就是输出电流的方向随时间变化而
作周期的变化。

非稳定直流电源如图a，稳定直流电源如图b，交流电源如图c：
三、分类
分类原则按输出电压及电流的大小分类：
1、小功率U0≦60 I0≦10A
继电器预稳式：
产品有：WYK-302B2、303B2、305B2、502B2、503B2、505B2、602B2、502B2、605B2
WYK-302、303、305、502、503、505、602、502、605
WYK-3010、WYK-3010B2
2、中功率U0≦60 10A≦I0≦100A
低压可控硅半控预稳式
产品有：WYK-3020、3030、3050、3060、5050、50100等。

3、高压电源U0＞60
高压可控硅半控预稳式
产品有：WYK-1002、1005、1505、30010、6005等。

4、大功率电源U0≦50V I0≥150A
三相可控硅半控预稳式
产品有：SWYK-30150、30200、30300等。

第二节直流稳压电源常用集成块简介
1、运算放大器
a、运算放大器一般有五个必须的端子：1、同相端；2、反相端；3、正电源端；4、
负电源端；5、输出端。

如图所示：
b、放大器的特点：
1、输入阻抗高，输出阻抗低；
2、开环状态放大倍数极高一般达
到105；
3、开环状态，当同相端高于反相端时，输出端一般接近正电源电压，反之，
接近负电源电压。

2、本公司直流电源所用的运放：
a、UA741
b、LM324、LM358
第三节直流稳压稳流原理
1、概述
WYK系列直流稳压稳流为线性串联调整式具有输出电压连续可调，输出电流可以连续设置，纹波电压低稳压精度高等优点。

2、直流稳压电源常用技术指标：
1）输入电压：单相220V±10% 50HZ
三相380V±10% 三相四线制50HZ
2）输出电压DC 0- 额定值（V）
输出电流DC 0- 额定值（A）
3）电压调整率△U/U×100%≤5×10-3 测试条件输入电压192V～242V 电流调整率△U/U×100%≤5×10-3 测试条件空载～满载
4）纹波电压Vp-p≤20MV 峰-峰值
Vref≤5MV 有效值
5）指示指针式 2.5级
可以用四位半LED
3、稳压原理：
注：Ui——非稳定的直流电压
Uce——大功率三极管管压降
Ib——三极管基极电流
R L——前面板电压调节电位器
Vz——基准电压2DW234 6.2V
Rw、R——调试电位器及调试电阻
Uo——稳定的直流电压
1）输出电压：Uo=Ui-Uce. Ui为非定直流电压，为使Uo保持稳定，就要改变Uce的电压，使得Uce变化同Ui变化相同，即：Ui增大，Uce亦得增大，反之Ui减小，Uce 亦减小，保证输出电压不变。

同样当负载增大时，使得Uce减小，保证Uo不变，当负载减轻时，使Uce增大保证Uo不变。

2）Uce三极管的压降的变化，可以通过改变其基极电Ib大小的方法而实现。

运放放大器，反相端接地，同相端接二套电源，一套Vz正电源另一套负电源Uo.
当输出电压稳定状态下，根据运放特点：
A、输入阻抗极高。

B、开环放大信数极大。

V A=VB=地即V A电位为地。

两套电源形成的电流Im，根据戴维南定理
Vz+Uo
Im= ——————
R L+(R*+Rw)
因为V A=地，Im在(R*+Rw)的形式的压降应等于Vz
Vz+Uo
即——————×（R*+Rw）=Vz
R L+(R*+Rw)
R L
Uo= ————×Vz
R*+Rw
得出输出电压公式，此公式非常有用，对调试维修分析有一定的指导意义。

①当调压电位R L开路，表现为输出电压直通，实质上是运放的同相端仅有正电源而无
负电源，运放输出正电位V o≈V+，调整管基极电流增大，使三极管饱和导通，
Uce≈0 Uo=Ui
②当电位器R L为0时，表现为输出电压为0，实质运放输出低电位V o≈V- 调整管截
止。

③当(R*+Rw)其中的一个或二个都未焊接时，(R*+Rw) ∞输出Uo表现为Uo=0，实
质上，运放的同相端无正电位，运放输出负电位，调整管截止。

④当Vz为0时，输出Uo表现为0，实质上同③分析一样。

⑤当调压电位器接触不良时，造成输出电压不稳定分析实质同①。

⑥运放工作电压一般有正负电源，当运放仅有正电源而无负电源即使同相端比反相端
低。

运放边输出一定的正电位，使调整管饱和导通使得输出电压无法调节，反之仅有负电源没有正电源。

运放输出电压为负电位，使得输出电压为0。

3）纵上分析对一台有故障的直流检修时，从现象分析其故障原因，例如：输出电压直通Uo≈Ui
三极管是否正常
调压电位器是否开路
电源直通运放是否无负电压
运放是否损坏
4）稳流原理
直流电源在使用时经常为出现过载短路现象，这就要求电源自身有过流保护功能，否则极易损坏电源自身，稳流原理如下：当负载电流较小，前面板调电流位器调至较大时，即V A＜VB时，运放输出高电位，二极管D反向截止，稳流运放对稳压部分无任何影响，当V A＞VB时，运放输出V o为负电位时，二极管D正向导通，调整管基极电流减小，Uce 增大，Uo减小，保持输出电压不变。

在临界状态V A=VB
V A=Io·Rs R L
VB=——————×Vz
R L+R*+Rw
R L
Io=—————————×Vz
Rs（R L+R*+Rw）
该公式是一个非常有用的公式，对调试维修有一定的指导意义。

（1）当前面板调流电位器，调至最小时，即R L=0表现为Io=0即Uo=0根据Io=Uo/Ro Ro为负载电阻，调压电位器失去作用，实质是稳流运放输出负电位，二极管D
正向导通，调整管处于截止状态。

对调试或维修检验，稳流是否起作用调节该
电位器最小，观察输出电压是否为零或输出电压是否下降。

（2）对于调试人员在调试时首先焊接一只调试电阻，否则输出电流为零实质是输出电压为零。

（3）当R L、Vz、Rs一定时，输出电流I同（R*+Rw）调试电阻即R*+电位器Rw成反比，即，输出电流越大该阻值越小，对调试人员有指导意义。

第四节小功率直流稳压稳流电源原理
一、该系列直流稳压电源是用继电器改变整流桥两端交流电压，减小调整管的功耗，具有
线路简接，高低电压带负载功能力强，一致性好。

1、WYK-30系列预稳原理，及相应交流电压。

继电器的工作状态是跟随输出电压的变化而变化，当输出电压为零，所有的继电器都释放，整流桥两端交流电压最低，当输出电压最高时，所有的继电器吸合交流电压最高，下面详细分析，继电器工作状态。

（1）当输出电压为0时，JQX1、JQ2、JQX3受运放的工作状态控制，运放的同相接地，反相端由+15V电压分压与负电压Uo分压合成组成，当输出电压为0时，即反相
端为正电位，因此，继电器全部释放，此时，BG5饱和导通，Z1二极管相当于短
路，BG4截止C、E相当于开路，随着输出电压增大即运放反相端负电压增大。

根据工作点需要设置的偏置的电阻不相同，首先，LM324-C的反相端的电位低于
参考点。

在临界状态，同相与反相端电压相等都为0。

即，Uo和电源电压+15V形成的电流Im在（R20+R21）的压降等于+15V。

Uo+15V
Im= ———————
R20+R21+R26
Im×（R20+R21）=15V 或Im×R26=Uo
Uo+15V Uo+15V
———————×（R20+R21）=15 或——————×R26=Uo
R20+R21+R26 R20+R21+R26
15×R26
Uo=——————Uo=3.25V 继电器处于001状态
R21+R20
当输出＞3.25V时，JQX1吸合交流电增加3V
（2）随着输出电压继续升高，JQX2又要吸合，当它吸合后，BG4饱和导通，运放LM324-C的反相端的正电源增大，LM324-C输出负电位，JQX1又释放，交流电压增大
6V。

此时的输电压值,此时继电器010状态。

R15
Uo=———×15V=15/30×15V=7.5V
R14
（3）随着输出电压增大LM324-C又要输出高电位，JQX吸合，Uo=R26/R21×15≈10V 此时，继电器处于011状态。

（4）随着输出电压继续增大，LM324-D又要吸合，Uo=R3/R2×15=15V此时JQX3吸合，JQX3一旦吸合，BG5从饱和导通状态转变成截止状态，LM324-A、
LM324-C反相端的负电压要经过15V稳压二极管即（Uo-15）V，当输出电压
在15V时，LM324-A、LM324-C反相端的负电源为0，此时，JQX1、JQX2从
吸合状态变为释放状态，此时，继电器工作状态为100。

（5）随着输出电压继续增大，重复（1）、（2）、（3）状态。

二、以上详细分析了三个继电器随着输出电压变化而改变工作状态，对调试和维修都有
一定的指导意义。

1、输出电压调节不上，首先检查桥交流两端的电压，如果交流电压仅为起始电压，
一般是继电器接触不良，或预稳部分发生故障，主回路没有故障。

2、WYK-50系列预稳原理及相应的交电压。

WYK-50系列交流预稳采用四只继电器，16种组合及交流电压分16档，原理
及相应的交流电压见说明书。

1）原理分析同WYK-30系列相似，WYK-50系列采用分压以运放反相端负电源30V为准。

WYK-50系列R1/R2=3/2 即U1/U2= R1/R2 U1= R1/R2（Uo-U1）
U1=R1/（R2+R1）×Uo
WYK-60系列R1/R2=1/1
2）详细分析同WYK-30系列相似。

3）当R2开路，运放反相端的无负电压，继电器无法吸合，因此输出电压调不上。

第五节中功率直流稳压稳流电源原理
一、该系列直流稳压稳流采用可控硅半控预稳原理，可控的导通角受调整管的压降控制，
当输出电压增大，调整管的压降减小，导通角增大，保证调整的压降在10V左右。

1、专用移相能发器KC04简介，见说明书（常熟半导体厂）
半控整流原理如图所示，改变脉冲位置，就可以改变半控整流平均电压值，就可以保证调
整管压降，保持不变，因为可控硅的导通角受管压降控制。

4、调试维修指导：
1）可控硅的触发脉冲应是正极性，可以用示波器测试，无示波器，用比较法看整流滤波是否有电压。

2）可控硅组成的桥半边工作，a输入交流电压增大，b电感噪声增大，c加载输入电压无法达到最大值，输出电压达不到额值。

3）对于有故障的电源首先检查辅助电源电压是否正常，有无元器件烧毁，重点检查可控硅是否击穿或断开，可控硅击穿短路，一般输入保险丝熔断，可控硅断开一般不能加载，前面板调压电位器是否开路或接触不良。

4）此线路的正负电压是用2只LM7815提供，LM7824提供脉冲变压器电源。

5）检修时，对集成块可以用替代法维修。

二、低压电源和高电源的区别：
1、输出电压≤60V为低压电源
输出电压＞60V为高压电源
2、低压电源无迭加电压，输出电压的调节是改变取样电阻。

即R L前面电位器，原理
图a图；高压电源有迭加电压，输出电压的调节是改变基准电压，即R L前面板电位器如图（b）所示：
图(a)
图(b)
3、高压电源为何要加迭加电压和二极管D，直流电源经常发生过载或短路，对高压电
源不在技术上采取措施极易击穿调整管造成输出电压直通。

如图（b）所示增加15V 左右的交流电压并整流滤波迭加在半控整流上边，大功率二极管D如图所示接法，当输出端发生短路时，二极管D导通大功率调整的两端直流电压最多在20V左右，因此，调整三极管不易击穿，高压部分电解电容上的电能通过二极管D释放，因二极管的抗冲击能力远比三极管抗冲击能力强。

4、调试维修注意事项：
1）调试先调低压部分，当低压部分输出电压正常稳流动作时，断开R23/10K电阻，断开可控硅的控制板，调节，W3/6.8K电位器，在导通角极小的状态下加可控硅的控制极脉冲电压，导通角的大小可以用示波器测量KC04“9”脚波形，“9”
脚平顶越宽，导通角越大反之越小，如图所示：
半控整流工作正常，可以用示波器测量电感两端波形判定。

将W3/6.8K的
电位器中心抽头为-15V电压即无脉冲输出后，重新加上R23/10K电阻，此时，KC04脉冲移相电压由BG3的集电极控制即由调整管的管压降控制，这样就完成半控调试工作。

2）维修高电源时，注意可控硅二极管的耐压及平均整流电流高等级可以替代低等级，更换脉冲变压器时，一定要用示波器测量脉冲极性，因为脉冲变压器的绕制的方向是随机的。

3）KC04各点波形
KC04各点波形除“9”脚受电位控制波形发生变，其余各点波形都固定的，判断KC04的好坏在，有±15V电源情况，可以测量各点的波形。

第六节大功率直流稳压稳流原理
1、该系列直流稳压为三相半控整流预稳线性串联调整式直流电源具有输出电流大，对
电源影响小等优点。

2、半控整流原理：
该系列电源一般是低电压大电流Io≥150A以上，预稳原理同WYK系列中功
率电相似，稳压稳流原理通用都是悬浮迭加式。

3、调试三相相序一定要注意一般采用试验法。

4、厂检验时，对于A、B、C三相，任意接法，输出电压，输出电流都应该正常。

附录
1、LM324 封表及排列
LM741 封表及排列
LM358 封表及排列
2、KC04 封表及功能
3、WYK-30系列（继电器）原理图
WYK-30系列PCB 位号表
WYK-50系列（继电器）原理图
WYK-50系列PCB 位号表
4、WYKL、WYKG系列原理图
WYKL、WYKG PCB 位号表
5、SWYK-系列原理图
SWYK 位号表
WYK-3010线路板明细表
WYK-303B2 PCB板位号表
SWYK-2000 PCB板位号表
WYK-50线路板明细表
WYKL-99线路板明细表。