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交流稳压器是怎样工作的？
xiao_xiao1 发表于 2009/6/18 16:08:13 889 查看 1 回复 [上一主题] [下一主题]
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电气原理图见附图。整机可分主回路和控制电路两部分，Vi和Vo分别是输入与输出电压表。主回路是交流电源从输入端通往输出端的路径，包括空气开关K1、稳压与直通选择开关K2、调压变压器T、延时控制继电器J3和输入、输出接线端子等元器件。控制电路的功能有开机延时送电、稳定输出电压、过压保护及指示、欠压保护及指示等。
1．取样电压与基准电压。 调压变压器T有两个二次绕组，其中一组9V经DQ1桥式整流后，再经电阻R2和R3分压，取R3上的分压值作为交流稳压器输出电压高低的取样电压。16V的绕组电压经DQ2桥式整流，三端稳压器LM7812稳压，输出稳定的DC12V电压向控制电路供电。发光管LED2点亮标志着DC12V电源工作正常。集成电路A1是四运放HA17324，在这里作四电压比较器使用。DC12V电压经电位器RP、电阻R4～R8分压，共取出四个分压值作为基准电压，分别送往四个电压比较器的相应输入端。电阻R3上的取样电压也同时送往电压比较器的输入端。取样电压和基准电压接入电压比较器输入端的规律是：检测交流稳压器输出电压是否高于额定值220V，其正输入端接取样电压，负输入端接基准电压，例如A1．1和A1．2；检测交流稳压器输出电压是否低于额定值220V，接法与上相反，例如A1．3和A1．4。认识这种规律对读懂许多品牌交流稳压器的电路原理图都有参考意义，但这种接入规律的前提是：检测结果为“是”时，电压比较器的输出端为高电平，这恰好是相关功能电路所需要的。
2．电压偏高需要降压。 大地牌交流稳压器的输出稳压精度设定为±4％，当输出电压刚好等于220V时，调整电位器RP使电压比较器A1．2的反相输入端{6}脚所接的基准电压与其同相输入端{5}脚连接的取样电压也刚好相等，这样输出电压若有升高（可能因为输入电压升高，或负载电流减小），取样电压也相应升高，电压比较器A1．2的输出端{7}脚电位就必然为高，三极管Q1导通，继电器J1吸合，电动机M得电转动，拖动调压变压器的碳刷滑动，直至交流稳压器的输出电压回落到220V为止。电动机绕组的供电回路是：DC12V→J1常开接点→限位开关XK1→电动机M→XK2→J2常闭接点→地。
3．电压偏低需要升压。 若因输入电压降低等原因引起输出电压低于220V，电压比较器A1．3的输出端{8}脚电位变高，之后三极管Q2导通，继电器J2吸合，电动机M得电转动，但这时电动机绕组上的电压极性与上次相反，其回路是：DC12V→继电器J2常开接点→限位开关XK2→电动机M→XK1→J1常闭接点→地，电动机反向旋转，直至输出电压回升到220V为止。
限位开关XK1和XK2安装在调压变压器上碳刷允许旋转范围的极限端位置，若因输入电压偏高或偏低较多，电动机拖动碳刷转至极限位置仍不能使输出电压回到220V，碳刷架将触及限位开关，电动机断电停转，以免电动机过载损坏。
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4．开机延时送电控制 这部分电路由集成电路A2及其外围元件组成。A2是型号为HA17358的双运放，此处将运放改作电压比较器使用。电压比较器的反相输入端{2}脚接有由电阻R27和R29分压提供的基准电压，同相输入端{3}脚接的是电阻R25和电容C7组成的充电回路。刚通电时三极管Q5截止，C7从0开始充电，在C7上的充电电压达到{2}脚基准电压之前，A2的输出端{1}脚为低电平；当C7上电压达到或超过{2}脚电压时，{1}脚电位变高，三极管Q6导通，继电器J3吸合，其常开接点闭合，调压变压器的220V电压经J3接点送往交流稳压器的输出端，至此，开机延时结束。这个过程大约需要5分钟。开机延时送电主要是为了保护空调、电冰箱等设备的用电安全，若无此需求，可按下快启自锁按钮AN，此时开机延时时间将缩短为2～3秒钟，这是因为由阻值仅10kΩ的电阻R26向电容C7充电，其充电时间常数已明显减小。开机延时期间发光管LED4点亮，指示当前工作状态。交流稳压器通电工作期间若遇停电，电容器C7会经二极管D2迅速放电，以保证即便短时间停电后又恢复送电，C7也重新从0开始充电，交流稳压器的输出端须再经延时才能往外送电，从而保证用电设备的安全。
5．过压保护电路。 由集成电路A1．1及外围电路组成。当电压偏高较多，经电动机拖动碳刷调整到极限位置（这时因限位开关XK1动作，电动机停止转动），输出电压仍然达到或超过220V的1．1倍时，电压比较器A1．1的输出端{1}脚变为高电平，经二极管
D1使三极管Q5导通，电容器C7迅速放电，电压比较器A2输出端{1}脚电位转低，继电器J3释放，切断交流稳压器的电压输出，保护了用电设备。过压保护后发光管LED1点亮，指示断电是由过压所致。
6．欠压保护电路。 由集成电路A1．4及三极管Q3、Q4等元件组成。若电压偏低并经调压变压器作最大限度地调整，输出电压仍低于220V的0．9倍时，电压比较器A1．4的输出端{14}脚由低变高，经电阻R20和电容器C4充电回路作短时间延时后，三极管Q3饱和，Q4截止，Q4集电极的高电位经二极管D3使Q5饱和导通，最终导致继电器J3释放，交流稳压器输出端断电。欠压时发光管LED3点亮，指示当前处于欠压状态。如果用电设备允许欠压运行的话，可去掉二极管D3，这样欠压时只有发光管指示而不断电。
由以上分析可知，电位器RP一旦调整好，升压控制、降压控制、过压保护和欠压保护的动作阈值即自动生成，这在保证稳压精度的前提下，大大减少了生产、调试和维修时的工作量。