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TPR－3003直流稳压电源电路及维修经验
TPR－3003直流稳压电源电路及维修经验
&TPR－3003直流稳压电源电路及维修经验
TPR－3003直流稳压电源具有恒压、恒流和完善的过载保护能力，由于厂方不提供图纸，笔者在维修中测绘出整电路，并列出常见故障及维修调整方法。该稳压电源为恒压（ＣＶ）、恒流（ＣＣ），输出电压０～３０Ｖ可调，输出负载电流０～３Ａ可调，工作特性为恒压／恒流自动转换性，能随负载的变化在恒压与恒流状态之间连续转变，恒压与恒流方式之间的交点称为转换点。利用恒流特性对可充电池进行充电很方便。
&&&& 整机分四大块：串联型直流稳压电源，含调整放大和恒压电路；恒流调节和恒压恒流转换显示部分；基准稳压电源；变压器次级交流电压自动调整电路。
整机电路图如图所示。
１、串联型直流稳压电源和恒压电路。主要由调整管Ｔ１、Ｔ２、Ｔ１０、Ｔ１１组成，运放ＩＣ１及Ｐ１、Ｐ２电压调节电位器、基准电压组成恒压电路，控制Ｔ２基极电压，改变调整管的导通程度，保证稳压电路的正常工作。这里Ｐ１、Ｐ２作为粗调、细调电位器调整电压，ＩＣ１的同相端接上基准电压和调整电压，与反相端的采样电压进行比较，来改变调整管的电流。
２、恒流电路&&也称限流电路。即调整到预定电流限制时，输出电流保持不变，输出电压随着负载的进一步增加而成比例地减少。恒流电路由运放ＩＣ２及取样电阻０．１５&O，另加恒压、恒流转换显示电路组成。ＩＣ２同相端从Ｐ３电流调整电位器及基准电源调节Ｗ１得到参考电压，反相端通过电阻１ｋ&O接在采样电阻０．１５&O的前端。当采样电压大于参考电压的时候，ＩＣ２的输出电压下降，这样使Ｔ２的Ｖｂ下降，使输出电压减小，但是输出电流保持不变，达到了限流的目的。在恒压时Ｔ８导通，Ｔ９截止，所以恒压（ＣＶ）绿灯亮，恒流（ＣＣ）红灯灭，因为恒压时ＩＣ２输出为高电平，通过稳压管ＤＺ（６Ｖ）使Ｔ８导通，绿灯亮。当限流保护起保护作用时，ＩＣ２输出为０，这时，Ｔ２的Ｖｂ通过二极管电压下降到０，使调整管截止。
３、基准稳压电源。由ＴＬ４３１及７８Ｌ１２、Ｔ３组成。ＴＬ４３１不仅做标准电压，而且担负着对误差电压比较放大和对Ｔ３管的控制作用。ＴＬ４３１内部参考电压为２．５Ｖ，取样电压大小实际与ＴＬ４３１的２．５Ｖ基准电压比较，改变ＴＬ４３１阴极电压，从而调整Ｔ３的导通。另外，Ｔ３的基极电压是经过７８Ｌ１２稳压后再经电阻１ｋ&O到基极，使输出＋１５Ｖ保持稳定，输出＋１５Ｖ主要用在ＩＣ１与ＩＣ２集成运放电源及恒压和恒流电路的基准电压、交流电压切换电路的参考电压。＋６Ｖ接在主稳压电源的输出正极。
从图可见，TPR－3003直流稳压电源的高精度主要使用了双重高精度稳压组成的基准电源。
４、交流电源自动切换电路。直流可调稳压电源另一特点是实际运用中随着输入输出压差的增大，使输出电流Ｉｏ降低和调整管结温升高，从而增加了调整管的功耗。一般采用手动切换变压器的输出线圈抽头来达到降低压差的目的。本电路采用Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７晶体管组成的检测电路，自动切换交流电压。变压器的次级输出１４Ｖ、２４Ｖ、３２Ｖ三种交流电压，一般检测在直流电源的输出＋１０Ｖ及＋２０Ｖ处自动切换。Ｔ６的基极通过４５ｋ&O电阻接到参考电压，参考电压由基准电压提供，而基极的另一路，通过１８ｋ&O电阻和一个串联的二极管接到总电源的输出负极做采样。当输出电压低于１０Ｖ时Ｔ６导通，Ｔ７截止，继电器Ｊ２释放，常闭接点接在交流１４Ｖ低挡处的输入电压，当输出直流电压达到１０Ｖ时，Ｔ６基极出现负电压而截止，这样Ｔ７导通，继电器Ｊ２合上，常闭接点在２４?? 高挡处接通。当稳压管总输出电源到达＋２０Ｖ时，Ｔ５截止，Ｔ４导通，Ｊ１合闸，使Ｊ１常开接点接通，调整管的输入电压交流转换到第三高挡处３２?省?TPR可调稳压电源可调节电压时始终保证一定的压差，主要依靠自动进行调整交流电压而得到。
&&&&& 使用前必须对仪器进行限流标定，开机后将电压调节到需要电压值，再将电源调节旋钮旋到恒流（ＣＣ）指示灯亮，则表示该机已处于恒流状态。将一个短路线暂时短路电源输出的＋、－端子，调节电流旋钮到需要电流限定值，设定完毕后勿改变电流旋钮位置，拆除短路线，即可进入工作状态。
常见故障及正常维护
１． 电压调节旋钮不起作用，主要是基准稳压电源的电路中６Ｖ稳压管击穿或断开而造成电压调节电位器没有采样电压。６Ｖ稳压管击穿，电压指示到最大，稳压管断开电压指示到最小。
２．电流调节器在电源输出＋、－端子短路时不起作用，这时首先应该检查ＩＣ２运放是否正常，然后检查基准稳压电压。在这个稳压电源中，基准电压是最重要的，要作为首要的检查对象，一般是印板上Ｗ１微调电位器脱焊造成，如果Ｐ３电位器脱焊，将造成电流输出达最大值。
３．将电位器Ｐ３左旋到底，处于恒流状态，红指示灯ＣＣ应该亮，绿指示灯ＣＣ应灭掉，这时电压指示为零，如果电压指示不到零，说明ＩＣ２运放集成块调零有问题，若将ＩＣ２运放①脚与④脚短接，电压显示即可为零，造成这种现象主要是ＩＣ２运放损坏以后换上新运放所造成的。
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收藏到网络书签　　1．稳压稳定性的调试　　　　通过自耦分别输入220V、180V、250V交流电压至学生所装的电路板上，分别用MF47型测出Tl次级、C1两端、C3两端的电压值，记录在下表（无负载）：
　　在Multisim 7软件的虚拟仪器库中调用三个数字万用表( Multimeter)XMM1、XMM2、XMM3，分别接在Tl次级、Cl两端、C3两端（如下图），电压源为220V．启动仿真按钮，三个数字表的显示屏上显示下图各个监测点的电压值。
　　依次将电压改为180V和250V，将上述结果记录在下表。
　　2．稳压电源带负载能力的调试　　　　接上负载（Rl和Rp）和电源（220V），调节Rp使负载为l00mA，测输出电压约11.5V；将负载电流调大到120mA，测输出电压约11.5V。
　　从Multisim 7软件的元件库调用Rl和电位器Rp接入电路输出端，调节Rp为三个不同值，分别启动仿真按钮，在XMM3监测得三种电压值，通过比较三个数值很快可以测定三端稳压器的带负载能力。学生比较接受这种精确快捷的调试法。
　　3．电压波形观察　　　　在实际调试过程中，要通过测量Tl次级、Cl正极、C3的正极三个关键点的波形，来确定整个电路是否正常工作。在实际的操作过程中，学生常常可能会由于以下原因无法测到正确的波形：(1)操作示波器不当；(2)由于示波器的硬件原因；(3)元器件的原因或者有强干扰信号串人。
　　采用Multisim7软件平台后，以上问题不复存在，虚拟示波器接法如下图，启动仿真按钮，对比三端稳压器的输入与输出波形，得到的波形如右图所示。左边的正弦波曲线是Tl次级的波形，稍平直的是届的波形即稳压器的输入电压，右边是稳压器的输入输出波形，输出波形是一条很平直的直线。
　　4．研究滤渡对电路的作用　　　　在实际调试中，需要研究滤波Cl的作用，若更换不同容量的Cl再观察电路的工作情况，比较麻烦，难对比不同的波形。
　　在Multisim 7软件平台，可以轻易地实现对Cl的各种设置（容量、开路、短路、漏电），易实现各种波形对比；例如设置Cl&开路&启动仿真后得到如下图所示波形。
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TRP-3003恒压恒流高精度直流稳压电源剖析
直流稳压电源具有恒压、恒流和完善的过载保护能力，由于厂方不提供图纸，笔者在维修中测绘出整电路，并列出常见故障及维修调整方法。本文引用地址：　　该稳压电源为恒压(CV)、恒流(CC)，输出电压0～30V可调，输出负载电流0～3A可调，工作特性为恒压/恒流自动转换性，能随负载的变化在恒压与恒流状态之间连续转变，恒压与恒流方式之间的交点称为转换点。利用恒流特性对可充电池进行充电很方便。　　一、工作原理　　整机分四大块：串联型直流稳压电源，含调整放大和恒压电路；恒流调节和转换显示部分；基准稳压电源；变压器次级交流电压自动调整电路。　　整机电路图如附图所示。　　1. 串联型直流稳压电源和恒压电路。　　主要由调整管T1、T2、T10、T11组成，运放IC1及P1、P2电压调节电位器、基准电压组成恒压电路，控制T2基极电压，改变调整管的导通程度，保证稳压电路的正常工作。这里P1、P2作为粗调、细调电位器调整电压，IC1的同相端接上基准电压和调整电压，与反相端的采样电压进行比较，来改变调整管的电流。　　2.　恒流电路--也称限流电路。　　即调整到预定电流限制时，输出电流保持不变，输出电压随着负载的进一步增加而成比例地减少。恒流电路由运放IC2及取样电阻0.15Ω，另加恒压、恒流转换显示电路组成。IC2同相端从P3电流调整电位器及基准电源调节W1得到参考电压，反相端通过电阻1kΩ接在采样电阻0.15Ω的前端。当采样电压大于参考电压的时候，IC2的输出电压下降，这样使T2的Vb下降，使输出电压减小，但是输出电流保持不变，达到了限流的目的。在恒压时T8导通，T9截止，所以恒压(CV)绿灯亮，恒流(CC)红灯灭，因为恒压时IC2输出为高电平，通过稳压管DZ(6V)使T8导通，绿灯亮。当限流保护起保护作用时，IC2输出为0，这时，T2的Vb通过二极管电压下降到0，使调整管截止。　　3. 基准稳压电源。　　由TL431及78L12、T3组成。TL431不仅做标准电压，而且担负着对误差电压比较放大和对T3管的控制作用。TL431内部参考电压为2.5V，取样电压大小实际与TL431的2.5V基准电压比较，改变TL431阴极电压，从而调整T3的导通。另外，T3的基极电压是经过78L12稳压后再经电阻1kΩ到基极，使输出+15V保持稳定，输出+15V主要用在IC1与IC2集成运放电源及恒压和恒流电路的基准电压、交流电压切换电路的参考电压。+6V接在主稳压电源的输出正极。　　从图可见，TPR-3003直流稳压电源的主要使用了双重稳压组成的基准电源。　　4. 交流电源自动切换电路。　　直流可调稳压电源另一特点是实际运用中随着输入输出压差的增大，使输出电流Io降低和调整管结温升高，从而增加了调整管的功耗。一般采用手动切换变压器的输出线圈抽头来达到降低压差的目的。本电路采用T4、T5、T6、T7晶体管组成的检测电路，自动切换交流电压。变压器的次级输出14V、24V、32V三种交流电压，一般检测在直流电源的输出+10V及+20V处自动切换。T6的基极通过45kΩ电阻接到参考电压，参考电压由基准电压提供，而基极的另一路，通过18kΩ电阻和一个串联的二极管接到总电源的输出负极做采样。当输出电压低于10V时T6导通，T7截止，继电器J2释放，常闭接点接在交流14V低挡处的输入电压，当输出直流电压达到10V时，T6基极出现负电压而截止，这样T7导通，继电器J2合上，常闭接点在24?高挡处接通。当稳压管总输出电源到达+20V时，T5截止，T4导通，J1合闸，使J1常开接点接通，调整管的输入电压交流转换到第三高挡处32?。TPR可调稳压电源可调节电压时始终保证一定的压差，主要依靠自动进行调整交流电压而得到。　　二、操作方法　　使用前必须对仪器进行限流标定，开机后将电压调节到需要电压值，再将电源调节旋钮旋到恒流(CC)指示灯亮，则表示该机已处于恒流状态。将一个短路线暂时短路电源输出的+、-端子，调节电流旋钮到需要电流限定值，设定完毕后勿改变电流旋钮位置，拆除短路线，即可进入工作状态。　　三、常见故障及正常维护　　1. 电压调节旋钮不起作用，主要是基准稳压电源的电路中6V稳压管击穿或断开而造成电压调节电位器没有采样电压。6V稳压管击穿，电压指示到最大，稳压管断开电压指示到最小。　　2. 电流调节器在电源输出+、-端子短路时不起作用，这时首先应该检查IC2运放是否正常，然后检查基准稳压电压。在这个稳压电源中，基准电压是最重要的，要作为首要的检查对象，一般是印板上W1微调电位器脱焊造成，如果P3电位器脱焊，将造成电流输出达最大值。　　3. 将电位器P3左旋到底，处于恒流状态，红指示灯CC应该亮，绿指示灯CC应灭掉，这时电压指示为零，如果电压指示不到零，说明IC2运放集成块调零有问题，若将IC2运放①脚与④脚短接，电压显示即可为零，造成这种现象主要是IC2运放损坏以后换上新运放所造成的。
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用Multisim 7软件仿真稳压电路
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Multisim 7软件搭建电路（下图）的整个过程直观、形象、有趣，每一个元器件都代表着真实的电气性能，参数可以方便地修改，而且整个操作简单易学；对比传统的在黑板上画图更吸引学生的眼球，其优越性不言而喻。
　　参照下图电路所提供的元件参数，先布置学生安装一个三端稳压电路(不接负载Rl和RP)．作为下一步对照调试的实物电路板。
　　1．稳压电压稳定性的调试　　
　　Multisim 7软件搭建电路（下图）的整个过程直观、形象、有趣，每一个元器件都代表着真实的电气性能，参数可以方便地修改，而且整个操作简单易学；对比传统的在黑板上画图更吸引学生的眼球，其优越性不言而喻。
　　参照下图电路所提供的元件参数，先布置学生安装一个三端稳压电路(不接负载Rl和RP)．作为下一步对照调试的实物电路板。
　　1．稳压电压稳定性的调试　　　　通过自耦变压器分别输入220V、180V、250V交流电压至学生所装的电路板上，分别用MF47型万用表测出Tl次级、C1两端、C3两端的电压值，记录在下表（无负载）：
　　在Multisim 7软件的虚拟仪器库中调用三个数字万用表( Multimeter)XMM1、XMM2、XMM3，分别接在Tl次级、Cl两端、C3两端（如下图），电压源为220V．启动仿真按钮，三个数字表的显示屏上显示下图各个监测点的电压值。
　　依次将电源电压改为180V和250V，将上述结果记录在下表。
　　2．稳压电源带负载能力的调试　　　　接上负载（Rl和Rp）和电源（220V），调节Rp使负载电流为l00mA，测输出电压约11.5V；将负载电流调大到120mA，测输出电压约11.5V。
　　从Multisim 7软件的元件库调用电阻Rl和电位器Rp接入电路输出端，调节Rp为三个不同值，分别启动仿真按钮，在XMM3监测得三种电压值，通过比较三个数值很快可以测定三端稳压器的带负载能力。学生比较接受这种精确快捷的调试法。
　　3．电压波形观察　　　　在实际调试过程中，要通过测量Tl次级、Cl正极、C3的正极三个关键点的波形，来确定整个电路是否正常工作。在实际的操作过程中，学生常常可能会由于以下原因无法测到正确的波形：(1)操作示波器不当；(2)由于示波器的硬件原因；(3)元器件的原因或者有强干扰信号串人。
　　采用Multisim7软件平台后，以上问题不复存在，虚拟示波器接法如下图，启动仿真按钮，对比三端稳压器的输入与输出波形，得到的波形如右图所示。左边的正弦波曲线是Tl次级的波形，稍平直的是滤波届的波形即稳压器的输入电压，右边是稳压器的输入输出波形，输出波形是一条很平直的直线。
　　4．研究滤渡电容对电路的作用　　　　在实际调试中，需要研究滤波电容Cl的作用，若更换不同容量的Cl再观察电路的工作情况，比较麻烦，难对比不同的波形。
　　在Multisim 7软件平台，可以轻易地实现对Cl的各种设置（容量、开路、短路、漏电），易实现各种波形对比；例如设置Cl&开路&启动仿真后得到如下图所示波形。
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模拟电子技术基础第12章直流稳压电源的题材.ppt 75页
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输入直流电压VI通常是整流滤波电路的输出电压；调整管T（可以是场效应管）与负载RL串联，基极脉冲电压vB驱动调整管工作在开关状态；电感电容组成低通滤波器，开关二极管D用于保证电感电流连续，故亦称为续流二极管。1．主电路的工作原理12.6.1开关串联稳压电路+vOTCDRL-+-VIiLvBkce+-vO1La当基极电压vB为高电平时，晶体管T饱和导通，二极管D截止。输入电压VI使电感和负载电流增加，电容充电。当基极电压vB为低电平时，晶体管T截止，电感产生的反电势使二极管D导通，电感电流形成回路。电感释放磁场能量，电流逐渐减小。OOtttvBvO1VI-VDO图(b)开关串联稳压电路的工作波形TonTiLOtVOvODLCRＬ+-+-vOVIiLakce+-vO1(a)T饱和导通DLCRL+-+-vOVIiLakce+-vO1图(a)工作等效电路(b)T截止电路的工作波形如图：1．主电路的工作原理12.6.1开关串联稳压电路输出电压的调节方式称为开关稳压电路的控制方式。输出电压的调节有3种控制方式：1）开关周期T不变，调节开关导通时间Ton，这种方式称为脉冲宽度调制（PulseWideModulation，PWM）；2）开关导通时间Ton不变，调节开关周期T，这种方式称为脉冲频率调制（PulseFrenquencyModulation，PFM）；3）既调节开关周期T，又调节开关导通时间Ton，这种方式称为混合调制。2．控制方式12.6.1开关串联稳压电路+TDLCRＬ+-+-vOVIiLakce+-vO1图12.6.5开关串联稳压电路基准电压三角波发生器+A2A1VPVREFVFvSvBPWM电路R１R２OOtttvBvSvOOVPvtvO1VI-VDO(b)T截止图12.6.4开关串联稳压电路TonT（a）(b)(c)(d)VO3．PWM开关串联稳压电路12.6.1开关串联稳压电路控制电路的作用是采用适当的调制方式，产生调整管的开关驱动信号，维持输出直流电压稳定。为此，开关稳压电路形成负反馈系统。3．PWM开关串联稳压电路VO↓维持输出直流恒定。当任何因素引起输出直流电压变化时，负反馈将自动调整导通时间Ton，维持输出直流电压恒定。例如，负载电流减小引起输出电压增大，将启动下述自动调节过程：12.6.1开关串联稳压电路PWM控制电路由取样电路、基准电压电路、比较放大电路（A1）、三角波发生电路和电压比较器（A2）组成。主电路由电感、并联调整管、续流二极管、电容和负载组成。12.6.2并联开关稳压电路1．PWM并联开关稳压电路TDLCRＬ+-+-vOVIiLakcevBPWM电路+-vL当基极电压vB为低电平时，晶体管T截止，电感电流减小；电感产生的反电势和输入电压VI使二极管D导通，向电容和负载提供电流，电感释放磁场能量。当基极电压vB为高电平时，晶体管T饱和导通，二极管D截止，电容向负载放电。输入电压VI使电感电流增加，补充磁场能。OttvBiLOtvLVIVI-VOOTDLCRＬ-+-vOVIiLakce+TDLCRＬ-+-vOVIiLakce+vLvL(a)T饱和导通(b)T截止图12.6.7图12.6.6主电路工作等效电路图12.6.8开关并联稳压电路的波形TonT++电感电流的增加量为：电感电流的减少量为1．PWM并联开关稳压电路在一个开关周期内，电感补充的能量和释放的能量相等，即电感电流的增加量和减少量的绝对值相等。所以，输出电压：　　在升压式开关稳压电路中，将电感用高频脉冲变压器替换，并将续流二极管、电容和负载连接在变压器的付边，可构成具有脉冲变压器的开关稳压电路。　　注意：变压器的同名端使原、付边电压的相位相反，故称为反激式开关稳压电路。2．反激式开关稳压电路12.6.2并联开关稳压电路TDL1CRＬ+-+-vOVIiL2akce图12.6.9反激式开关稳压电路vBPWM电路+-vL1L2**+-vL2iL1OttvBOtOTonTiL2iL1(b)T截止图12.6.10反激式开关稳压电路的波形设变压器原边和付边的等效电感分别是L1和L2。可知，原边电感电流的增加量为：
电感电流的减少量为：　在一个开关周期内，变压器补充的能量和释放的能量相等，即原边电感电流的增加量和付边电感电流的减少量的绝对值相等。所以　电感与线圈匝数的平方成正比，调整原边匝数N1或付边匝数N2，可调节输出电压。2．反激式开关稳压电路12.6.2并联开关稳压电路TDL1CRＬ+-+-vOVIiL2akce图12.6.9反激式开关稳压电路vBPWM电路+-vL1L2**+-vL2iL1　图12.7.1内部含有开关管，适用于降压型开关稳压电路(串联开关稳压电路)。输入电压范围是4.75V到40V。固定输出电压有3.3V、5.0V、12V、1
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