大地牌TJ30型3KW交流穩(wěn)壓器工作原理

電氣原理圖見下圖。整機可分主回路和控制電路兩部分，Ｖｉ和Ｖｏ分別是輸入與輸出電壓表。主回路是交流電源從輸入端通往輸出端的路徑，包括空氣開關Ｋ１、穩(wěn)壓與直通選擇開關Ｋ２、調壓變壓器Ｔ、延時控制繼電器Ｊ３和輸入、輸出接線端子等元器件。控制電路的功能有開機延時送電、穩(wěn)定輸出電壓、過壓保護及指示、欠壓保護及指示等。

　　１．取樣電壓與基準電壓。 調壓變壓器Ｔ有兩個二次繞組，其中一組９Ｖ經ＤＱ１橋式整流后，再經電阻Ｒ２和Ｒ３分壓，取Ｒ３上的分壓值作為交流穩(wěn)壓器輸出電壓高低的取樣電壓。１６Ｖ的繞組電壓經ＤＱ２橋式整流，三端穩(wěn)壓器ＬＭ７８１２穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的ＤＣ１２Ｖ電壓向控制電路供電。發(fā)光管ＬＥＤ２點亮標志著ＤＣ１２Ｖ電源工作正常。集成電路Ａ１是四運放ＨＡ１７３２４，在這里作四電壓比較器使用。ＤＣ１２Ｖ電壓經電位器ＲＰ、電阻Ｒ４～Ｒ８分壓，共取出四個分壓值作為基準電壓，分別送往四個電壓比較器的相應輸入端。電阻Ｒ３上的取樣電壓也同時送往電壓比較器的輸入端。取樣電壓和基準電壓接入電壓比較器輸入端的規(guī)律是：檢測交流穩(wěn)壓器輸出電壓是否高于額定值２２０Ｖ，其正輸入端接取樣電壓，負輸入端接基準電壓，例如Ａ１．１和Ａ１．２；檢測交流穩(wěn)壓器輸出電壓是否低于額定值２２０Ｖ，接法與上相反，例如Ａ１．３和Ａ１．４。認識這種規(guī)律對讀懂許多品牌交流穩(wěn)壓器的電路原理圖都有參考意義，但這種接入規(guī)律的前提是：檢測結果為“是”時，電壓比較器的輸出端為高電平，這恰好是相關功能電路所需要的。

　　２．電壓偏高需要降壓。 大地牌交流穩(wěn)壓器的輸出穩(wěn)壓精度設定為±４％，當輸出電壓剛好等于２２０Ｖ時，調整電位器ＲＰ使電壓比較器Ａ１．２的反相輸入端{6}腳所接的基準電壓與其同相輸入端{5}腳連接的取樣電壓也剛好相等，這樣輸出電壓若有升高（可能因為輸入電壓升高，或負載電流減?。?，取樣電壓也相應升高，電壓比較器Ａ１．２的輸出端{7}腳電位就必然為高，三極管Ｑ１導通，繼電器Ｊ１吸合，電動機Ｍ得電轉動，拖動調壓變壓器的碳刷滑動，直至交流穩(wěn)壓器的輸出電壓回落到２２０Ｖ為止。電動機繞組的供電回路是：ＤＣ１２Ｖ→Ｊ１常開接點→限位開關ＸＫ１→電動機Ｍ→ＸＫ２→Ｊ２常閉接點→地。

　?。常妷浩托枰龎?。 若因輸入電壓降低等原因引起輸出電壓低于２２０Ｖ，電壓比較器Ａ１．３的輸出端{8}腳電位變高，之后三極管Ｑ２導通，繼電器Ｊ２吸合，電動機Ｍ得電轉動，但這時電動機繞組上的電壓極性與上次相反，其回路是：ＤＣ１２Ｖ→繼電器Ｊ２常開接點→限位開關ＸＫ２→電動機Ｍ→ＸＫ１→Ｊ１常閉接點→地，電動機反向旋轉，直至輸出電壓回升到２２０Ｖ為止。
　　限位開關ＸＫ１和ＸＫ２安裝在調壓變壓器上碳刷允許旋轉范圍的極限端位置，若因輸入電壓偏高或偏低較多，電動機拖動碳刷轉至極限位置仍不能使輸出電壓回到２２０Ｖ，碳刷架將觸及限位開關，電動機斷電停轉，以免電動機過載損壞。

　?。矗_機延時送電控制 這部分電路由集成電路Ａ２及其外圍元件組成。Ａ２是型號為ＨＡ１７３５８的雙運放，此處將運放改作電壓比較器使用。電壓比較器的反相輸入端{2}腳接有由電阻Ｒ２７和Ｒ２９分壓提供的基準電壓，同相輸入端{3}腳接的是電阻Ｒ２５和電容Ｃ７組成的充電回路。剛通電時三極管Ｑ５截止，Ｃ７從０開始充電，在Ｃ７上的充電電壓達到{2}腳基準電壓之前，Ａ２的輸出端{1}腳為低電平；當Ｃ７上電壓達到或超過{2}腳電壓時，{1}腳電位變高，三極管Ｑ６導通，繼電器Ｊ３吸合，其常開接點閉合，調壓變壓器的２２０Ｖ電壓經Ｊ３接點送往交流穩(wěn)壓器的輸出端，至此，開機延時結束。這個過程大約需要５分鐘。開機延時送電主要是為了保護空調、電冰箱等設備的用電安全，若無此需求，可按下快啟自鎖按鈕ＡＮ，此時開機延時時間將縮短為２～３秒鐘，這是因為由阻值僅１０ｋΩ的電阻Ｒ２６向電容Ｃ７充電，其充電時間常數已明顯減小。開機延時期間發(fā)光管ＬＥＤ４點亮，指示當前工作狀態(tài)。交流穩(wěn)壓器通電工作期間若遇停電，電容器Ｃ７會經二極管Ｄ２迅速放電，以保證即便短時間停電后又恢復送電，Ｃ７也重新從０開始充電，交流穩(wěn)壓器的輸出端須再經延時才能往外送電，從而保證用電設備的安全。

　?。担^壓保護電路。 由集成電路Ａ１．１及外圍電路組成。當電壓偏高較多，經電動機拖動碳刷調整到極限位置（這時因限位開關ＸＫ１動作，電動機停止轉動），輸出電壓仍然達到或超過２２０Ｖ的１．１倍時，電壓比較器Ａ１．１的輸出端{1}腳變?yōu)楦唠娖剑浂O管Ｄ１使三極管Ｑ５導通，電容器Ｃ７迅速放電，電壓比較器Ａ２輸出端{1}腳電位轉低，繼電器Ｊ３釋放，切斷交流穩(wěn)壓器的電壓輸出，保護了用電設備。過壓保護后發(fā)光管ＬＥＤ１點亮，指示斷電是由過壓所致。

　?。叮穳罕Ｗo電路。 由集成電路Ａ１．４及三極管Ｑ３、Ｑ４等元件組成。若電壓偏低并經調壓變壓器作最大限度地調整，輸出電壓仍低于２２０Ｖ的０．９倍時，電壓比較器Ａ１．４的輸出端{14}腳由低變高，經電阻Ｒ２０和電容器Ｃ４充電回路作短時間延時后，三極管Ｑ３飽和，Ｑ４截止，Ｑ４集電極的高電位經二極管Ｄ３使Ｑ５飽和導通，最終導致繼電器Ｊ３釋放，交流穩(wěn)壓器輸出端斷電。欠壓時發(fā)光管ＬＥＤ３點亮，指示當前處于欠壓狀態(tài)。如果用電設備允許欠壓運行的話，可去掉二極管Ｄ３，這樣欠壓時只有發(fā)光管指示而不斷電。

　　由以上分析可知，電位器ＲＰ一旦調整好，升壓控制、降壓控制、過壓保護和欠壓保護的動作閾值即自動生成，這在保證穩(wěn)壓精度的前提下，大大減少了生產、調試和維修時的工作量。