直流稳压电源包括恒压源和恒流源。恒压源的作用是提供可调直流电压,其伏安特性十分接近理想电压源;恒流源的作用是提供可调直流电流,其伏安特性十分接近理想电流源。
直流稳压电源的种类和型号很多,有独立制作的恒压源和恒流源,也有将两者制成一体的直流稳压电源,但它们的一般功能和使用方法大致相同。现以H H系列双路带5 V/3 A可调直流稳压电源为例介绍直流稳定电源的工作原理和使用方法。
1.直流稳压电源的基本组成和工作原理
HH系列双路带5 V/3 A可调直流稳压电源采用开关型和线性串联双重调节,具有输出电压和电流连续可调,稳压和稳流自动转换,自动限流,短路保护和自动恢复供电等功能。双路电源可通过前面板开关实现两路电源独立供电、串联跟踪供电、并联供电三种工作方式。其结构和工作原理框图如图3-9所示。它主要由变压器、交流电压转换电路、整流滤波电路、调整电路、输出滤波器、取样电路、CV比较电路、CC比较电路、基准电压电路、数码显示电路和供电电路等组成。
(1)变压器
变压器的作用是将220 V的交流市电转变成多规格交流低电压。
(2)交流电压转换电路
交流电压转换电路主要由运算放大器组成模/数转换控制电路。其作用是将电源输出电压转换成不同数码,通过驱动电路控制继电器动作,达到自动换挡的目的。随着输出电压的变化,模/数转换器输出不同的数码,控制继电器动作,及时调整送入整流滤波电路的输入电压,以保证电源输出电压大范围变化时,调整管两端电压值始终保持在最合理的范围内。
图3-9 HH系列直流稳压电源结构和工作原理框图
(3)整流滤波电路
将交流低电压进行整流和滤波变成脉动很小的直流电。
(4)调整电路
该电路为串联线性调整器。其作用是通过比较放大器控制调整管,使输出电压/电流稳定。
(5)输出滤波器
其作用是将输出电路中的交流分量进行滤波。
(6)取样电路
对电源输出的电压和电流进行取样,并反馈给CV比较电路、CC比较电路、交流电压转换电路等。
(7)CV比较电路
该电路可以预置输出电流,当输出电流小于预置电流时,电路处于稳压状态,CV比较放大器处于控制优先状态。当输入电压或负载变化时,输出电压发生相应变化,此变化经取样电阻输入到比较放大器、基准电压比较放大器等电路,并控制调整管,使输出电压回到原来的数值,达到输出电压恒定的效果。
(8)CC比较电路
当负载变化输出电流大于预置电流时,CC比较电路处于控制优先状态,对调整管起控制作用。当负载增加使输出电流增大时,比较电阻上的电压降增大,CC比较比较输出低电平,使调整管电流趋于原来值,恒定在预置的电流上,达到输出电流恒定的效果,以保护电源和负载。
(9)基准电压电路
基准电压电路提供基准电压。
(10)数码显示电路
数码显示电路是将输出电压或电流进行模/数转换并显示出来。
(11)供电电路
供电电路为仪器的各部分电路提供直流电压。
2.直流稳压电源的使用方法
(1)HH系列双路带5 V/3 A直流稳压电源操作面板简介
HH系列双路带5 V/3 A直流稳压电源输出电压为0~30 V或0~50 V,输出电流为0~2 A或0~3 A,输出电压/电流从零到额定值均连续可调;固定输出端输出电压为5 V,输出电流为3 A。电压/电流值采用位LED数字显示,并通过开关切换电压/电流显示。HH系列双路带5 V/3 A直流稳压电源面板开关、旋钮位置如图3-10所示。
图3-10 HH系列直流稳压电源操作面板
从动(左)路与主动(右)路电源的开关和旋钮基本对称布置,其功能如下:
1)从动(左)路LED电压/电流显示窗。
2)从动(左)路电压/电流显示切换开关(OUTPUT):按下此开关显示从动(左)路电流值;弹出则显示电压值。
3)从动(左)路恒压输出指示(CV)灯:此灯亮,从动(左)路为恒压输出。(www.xing528.com)
4)从动(左)路恒流输出指示(CC)灯:此灯亮时,从动(左)路为恒流输出。
5)从动(左)路输出电流调节旋钮(CURRENT):可调节从动(左)路输出电流大小。
6)从动(左)路输出电压细调旋钮(FINE)。
7)5 V3 A固定输出端。
8)从动(左)路输出电压粗调旋钮(COARSE)。
9)从动(左)路电源输出端:共三个接线端,分别为电源输出正(+)、电源输出负(-)和接地端(GND)。接地端与机壳、电源输入地线连接。
10)从动(左)路电源工作状态控制开关。
11)主动(右)路电源工作状态控制开关。
12)主动(右)路输出电流调节旋钮(CURRENT):可调节主动(右)路输出电流大小。
13)主动(右)路电源输出端。接线端与从动(左)路相同。
14)主动(右)路输出电压细调旋钮(FINE)。
15)电源开关:按下为开机(ON);弹出为关机(OFF)。
16)主动(右)路输出电压粗调旋钮(COARSE)。
17)主动(右)路恒压输出指示(CV)灯:此灯亮,主动(右)路为恒压输出。
18)主动(右)路恒流输出指示(CC)灯:此灯亮,主动(右)路为恒流输出。
19)主动(右)路电压/电流显示切换开关(OUTPUT):按下此开关显示主动(右)路电流值;弹出则显示电压值。
20)主动(右)路LED电压/电流显示窗。
21)显示状态及数值的单位指示灯:此灯亮,显示数值为电压值,单位为“V”。
22)显示状态及数值的单位指示灯:此灯亮,显示数值为电流值,单位为“A”。
(2)HH系列双路带5V/3A直流稳压电源使用方法
1)双路电源独立使用方法
·将主(右)、从(左)动路电源工作状态控制开关10、11分别置于弹起位置(),使主、从动输出电路均处于独立工作状态。
·恒压输出调节:将电流调节旋钮顺时针方向调至最大,电压/电流显示开关置于电压显示状态(弹起),通过电压粗调旋钮和细调旋钮的配合将输出电压调至所需电压值,CV灯常亮,此时直流稳定电源工作于恒压状态。如果负载电流超过电源最大输出电流,CC灯亮,则电源自动进入恒流(限流)状态,随着负载电流的增大,输出电压会下降。
·恒流输出调节:按下电压/电流显示开关,将其置于电流显示状态()。逆时针转动电压调节旋钮至最小。调节输出电流调节旋钮至所需电流值,再将电压调节旋钮调至最大,接上负载,CC灯亮。此时直流稳定电源工作于恒流状态,恒流输出电流为调节值。
·如果负载电流未达到调节值时,CV灯亮,此时直流稳定电源还是工作于恒压状态。
2)双路电源串联(两路电压跟踪)使用方法
·按下从动(左)路电源工作状态控制开关即位,弹起主动(右)路电源工作状态控制开关即位。
·顺时针方向转动两路电流调节旋钮至最大。
·调节主动(右)路电压调节旋钮,从动(左)路输出电压将完全跟踪主动路输出电压变化,其输出电压为两路输出电压之和即主动路输出正端(+)与从动路输出负端(-)之间电压值。
·最高输出电压为两路额定输出电压之和。
·当两路电源串联使用时,两路的电流调节仍然是独立的,如从动路电流调节不在最大,而在某限流值上,当负载电流大于该限流值时,则从动路工作于限流状态,不再跟踪主动路的调节。
3)两路电源并联使用方法
·主(右)、从(左)动路电源工作状态控制开关均按下即位,从动(左)路电源工作状态指示灯(CC灯)亮。此时,两路输出处于并联状态,调节主动路电压调节旋钮即可调节输出电压。
·当两路电源并联使用时,电流由主动路电流调节旋钮调节,其输出最大电流为两路额定电流之和。
·HH系列双路带5 V/3 A直流稳压电源使用注意事项
A.两路输出负(-)端与接地(GND)端不应有连接片,否则会引起电源短路。
B.连接负载前,应调节电流调节旋钮使输出电流大于负载电流值,以有效保护负载。
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