ＴＰＲ恒壓恒流高精度直流穩(wěn)壓電源剖析

ＴＰＲ－３００３直流穩(wěn)壓電源具有恒壓、恒流和完善的過載保護(hù)能力，由于廠方不提供圖紙，筆者在維修中測(cè)繪出整電路，并列出常見故障及維修調(diào)整方法。
該穩(wěn)壓電源為恒壓（ＣＶ）、恒流（ＣＣ），輸出電壓０～３０Ｖ可調(diào)，輸出負(fù)載電流０～３Ａ可調(diào)，工作特性為恒壓／恒流自動(dòng)轉(zhuǎn)換性，能隨負(fù)載的變化在恒壓與恒流狀態(tài)之間連續(xù)轉(zhuǎn)變，恒壓與恒流方式之間的交點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)換點(diǎn)。利用恒流特性對(duì)可充電池進(jìn)行充電很方便。
一、工作原理
整機(jī)分四大塊：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源，含調(diào)整放大和恒壓電路；恒流調(diào)節(jié)和恒壓恒流轉(zhuǎn)換顯示部分；基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源；變壓器次級(jí)交流電壓自動(dòng)調(diào)整電路。
整機(jī)電路圖如圖所示。
１． 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源和恒壓電路。主要由調(diào)整管Ｔ１、Ｔ２、Ｔ１０、Ｔ１１組成，運(yùn)放ＩＣ１及Ｐ１、Ｐ２電壓調(diào)節(jié)電位器、基準(zhǔn)電壓組成恒壓電路，控制Ｔ２基極電壓，改變調(diào)整管的導(dǎo)通程度，保證穩(wěn)壓電路的正常工作。這里Ｐ１、Ｐ２作為粗調(diào)、細(xì)調(diào)電位器調(diào)整電壓，ＩＣ１的同相端接上基準(zhǔn)電壓和調(diào)整電壓，與反相端的采樣電壓進(jìn)行比較，來改變調(diào)整管的電流。
２．　恒流電路——也稱限流電路。即調(diào)整到預(yù)定電流限制時(shí)，輸出電流保持不變，輸出電壓隨著負(fù)載的進(jìn)一步增加而成比例地減少。恒流電路由運(yùn)放ＩＣ２及取樣電阻０．１５Ω，另加恒壓、恒流轉(zhuǎn)換顯示電路組成。ＩＣ２同相端從Ｐ３電流調(diào)整電位器及基準(zhǔn)電源調(diào)節(jié)Ｗ１得到參考電壓，反相端通過電阻１ｋΩ接在采樣電阻０．１５Ω的前端。當(dāng)采樣電壓大于參考電壓的時(shí)候，ＩＣ２的輸出電壓下降，這樣使Ｔ２的Ｖｂ下降，使輸出電壓減小，但是輸出電流保持不變，達(dá)到了限流的目的。在恒壓時(shí)Ｔ８導(dǎo)通，Ｔ９截止，所以恒壓（ＣＶ）綠燈亮，恒流（ＣＣ）紅燈滅，因?yàn)楹銐簳r(shí)ＩＣ２輸出為高電平，通過穩(wěn)壓管ＤＺ（６Ｖ）使Ｔ８導(dǎo)通，綠燈亮。當(dāng)限流保護(hù)起保護(hù)作用時(shí)，ＩＣ２輸出為０，這時(shí)，Ｔ２的Ｖｂ通過二極管電壓下降到０，使調(diào)整管截止。
　　 ３． 基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源。由ＴＬ４３１及７８Ｌ１２、Ｔ３組成。ＴＬ４３１不僅做標(biāo)準(zhǔn)電壓，而且擔(dān)負(fù)著對(duì)誤差電壓比較放大和對(duì)Ｔ３管的控制作用。ＴＬ４３１內(nèi)部參考電壓為２．５Ｖ，取樣電壓大小實(shí)際與ＴＬ４３１的２．５Ｖ基準(zhǔn)電壓比較，改變ＴＬ４３１陰極電壓，從而調(diào)整Ｔ３的導(dǎo)通。另外，Ｔ３的基極電壓是經(jīng)過７８Ｌ１２穩(wěn)壓后再經(jīng)電阻１ｋΩ到基極，使輸出＋１５Ｖ保持穩(wěn)定，輸出＋１５Ｖ主要用在ＩＣ１與ＩＣ２集成運(yùn)放電源及恒壓和恒流電路的基準(zhǔn)電壓、交流電壓切換電路的參考電壓。＋６Ｖ接在主穩(wěn)壓電源的輸出正極。
從圖可見，ＴＰＲ－３００３直流穩(wěn)壓電源的高精度主要使用了雙重高精度穩(wěn)壓組成的基準(zhǔn)電源。
４． 交流電源自動(dòng)切換電路。直流可調(diào)穩(wěn)壓電源另一特點(diǎn)是實(shí)際運(yùn)用中隨著輸入輸出壓差的增大，使輸出電流Ｉｏ降低和調(diào)整管結(jié)溫升高，從而增加了調(diào)整管的功耗。一般采用手動(dòng)切換變壓器的輸出線圈抽頭來達(dá)到降低壓差的目的。本電路采用Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７晶體管組成的檢測(cè)電路，自動(dòng)切換交流電壓。變壓器的次級(jí)輸出１４Ｖ、２４Ｖ、３２Ｖ三種交流電壓，一般檢測(cè)在直流電源的輸出＋１０Ｖ及＋２０Ｖ處自動(dòng)切換。Ｔ６的基極通過４５ｋΩ電阻接到參考電壓，參考電壓由基準(zhǔn)電壓提供，而基極的另一路，通過１８ｋΩ電阻和一個(gè)串聯(lián)的二極管接到總電源的輸出負(fù)極做采樣。當(dāng)輸出電壓低于１０Ｖ時(shí)Ｔ６導(dǎo)通，Ｔ７截止，繼電器Ｊ２釋放，常閉接點(diǎn)接在交流１４Ｖ低擋處的輸入電壓，當(dāng)輸出直流電壓達(dá)到１０Ｖ時(shí)，Ｔ６基極出現(xiàn)負(fù)電壓而截止，這樣Ｔ７導(dǎo)通，繼電器Ｊ２合上，常閉接點(diǎn)在２４?高擋處接通。當(dāng)穩(wěn)壓管總輸出電源到達(dá)＋２０Ｖ時(shí)，Ｔ５截止，Ｔ４導(dǎo)通，Ｊ１合閘，使Ｊ１常開接點(diǎn)接通，調(diào)整管的輸入電壓交流轉(zhuǎn)換到第三高擋處３２?。ＴＰＲ可調(diào)穩(wěn)壓電源可調(diào)節(jié)電壓時(shí)始終保證一定的壓差，主要依靠自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整交流電壓而得到。
二、操作方法
使用前必須對(duì)儀器進(jìn)行限流標(biāo)定，開機(jī)后將電壓調(diào)節(jié)到需要電壓值，再將電源調(diào)節(jié)旋鈕旋到恒流（ＣＣ）指示燈亮，則表示該機(jī)已處于恒流狀態(tài)。將一個(gè)短路線暫時(shí)短路電源輸出的＋、－端子，調(diào)節(jié)電流旋鈕到需要電流限定值，設(shè)定完畢后勿改變電流旋鈕位置，拆除短路線，即可進(jìn)入工作狀態(tài)。
三、常見故障及正常維護(hù)
１． 電壓調(diào)節(jié)旋鈕不起作用，主要是基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源的電路中６Ｖ穩(wěn)壓管擊穿或斷開而造成電壓調(diào)節(jié)電位器沒有采樣電壓。６Ｖ穩(wěn)壓管擊穿，電壓指示到最大，穩(wěn)壓管斷開電壓指示到最小。
２． 電流調(diào)節(jié)器在電源輸出＋、－端子短路時(shí)不起作用，這時(shí)首先應(yīng)該檢查ＩＣ２運(yùn)放是否正常，然后檢查基準(zhǔn)穩(wěn)壓電壓。在這個(gè)穩(wěn)壓電源中，基準(zhǔn)電壓是最重要的，要作為首要的檢查對(duì)象，一般是印板上Ｗ１微調(diào)電位器脫焊造成，如果Ｐ３電位器脫焊，將造成電流輸出達(dá)最大值。
３． 將電位器Ｐ３左旋到底，處于恒流狀態(tài)，紅指示燈ＣＣ應(yīng)該亮，綠指示燈ＣＣ應(yīng)滅掉，這時(shí)電壓指示為零，如果電壓指示不到零，說明ＩＣ２運(yùn)放集成塊調(diào)零有問題，若將ＩＣ２運(yùn)放①腳與④腳短接，電壓顯示即可為零，造成這種現(xiàn)象主要是ＩＣ２運(yùn)放損壞以后換上新運(yùn)放所造成的。