1955年美國的科學家羅那(G.H.Royer)首先研制成功了利用磁芯的飽和來進行自激振蕩的晶體管直流變換器。此后,利用這一技術(shù)的各種形式、精益求精的直流變換器不斷涌現(xiàn),從而取代了早期采用的壽命短、可靠性差、轉(zhuǎn)換效率低的旋轉(zhuǎn)和機械振子示換流設(shè)備。由于晶體管直流變換器中的功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài),由此而制成的穩(wěn)壓電源輸出的組數(shù)多、極性可變、效率高、體積小、重量輕,因而當時被廣泛地應(yīng)用于航天及軍事電子設(shè)備。由于那時的微電子設(shè)備及技術(shù)十分落后,不能制作出耐壓高、開關(guān)速度較高、功率較大的晶體管,所以這個時期的直流變換器只能采用低電壓輸入,并且轉(zhuǎn)換的速度也不是太高。
穩(wěn)壓器電路由電源電路、電壓檢測控制電路、過電壓保護組成,如圖1所示。電源電路由調(diào)壓變壓器T的W4、W5繞組和整流二極管VDl-VD4、濾波電容器Cl、C2組成。電壓檢測控制電路由電阻器R-R7、電位器RPl、Rm、穩(wěn)壓二極管VS、電容器C3、C4和運算放大器集成電路IC(Nl-N3)組成。過電壓保護電路由IC內(nèi)部的N3、晶體管V3、電阻器Rl2和繼電器K組成。自動調(diào)壓電路由電阻器R8-Rll、晶體管Vl、V2、直流電動機M、滑動觸頭和T的Wl-W3繞組組成。將交流穩(wěn)壓器的輸大端與市電相接后,在T的W4、W5繞組上產(chǎn)生了感應(yīng)電壓。該電壓經(jīng)VDl-VD4整流及Cl、C2濾波后,為IC和Vl、V2等提供 士l2V不穩(wěn)定工作電壓。+l2V電壓還有其他作用。經(jīng)Rl-R3分壓、VS穩(wěn)壓后,分別為Nl-N3的反相輸入端提供基準電壓;為過電壓保護電路申的K和V3提供工作電源;經(jīng)R4、RP2、R6分壓后,為Nl和N2的正相輸入端提供檢測電壓;經(jīng)R7、RPl、R5分壓后,為N3的正相輸入端提供檢測電壓。
由于國內(nèi)微電子技術(shù)、阻容器件生產(chǎn)技術(shù)以及磁性材料技術(shù)與一些技術(shù)先進國家還有一定的差距,因而造價不能進一步降低,也影響到可靠性的進一步提高。所以在中國的電子儀器以及機電一體化儀器中,開關(guān)穩(wěn)壓電源還不能得到十分廣泛的普及及使用。特別是對于無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源中的高壓電解電容器、高反壓大功率開關(guān)管、開關(guān)變壓器的磁芯材料等器件,在中國還處于研究、開發(fā)階段。在一些技術(shù)先進國家,開關(guān)穩(wěn)壓電源雖然有了一定的發(fā)展,但在實際應(yīng)用中也還存在一些問題,不能十分令人滿意。這暴露出開關(guān)穩(wěn)壓電源的又一個缺點,那就是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故障率高,維修麻煩。對此,如果設(shè)計者和制造者不予以充分重視,則它將直接影響到開關(guān)穩(wěn)壓電源的推廣應(yīng)用。當今,開關(guān)穩(wěn)壓電源推廣應(yīng)用比較困難的主要原因就是它的制作技術(shù)難度大、維修麻煩和造價成本較高。
穩(wěn)壓電源在使用過程中的故障排除:
(1)出現(xiàn)壓敏電阻爆裂
① 壓敏電阻壞;
② 其對應(yīng)相的光電耦合器損壞;
③ 其對應(yīng)相的可控硅模塊損壞;
④ 其對應(yīng)相的變壓器損壞。
(2)出現(xiàn)熔斷體燒斷,引起故障聲光報警
① 熔斷體壞;
② 其對應(yīng)相的光電耦合器損壞;
③ 其對應(yīng)相的可控硅模塊損壞;
④ 其對相的變壓器損壞。
(3)出現(xiàn)斷相聲光報警
① 其輸入電源缺相;
② 機器線路開關(guān)缺相輸送;
③ 采樣變壓器損壞;
④調(diào)壓電位器損壞。
(4)出現(xiàn)某一相穩(wěn)壓指示燈閃爍
① 其對應(yīng)輸入電壓超出穩(wěn)壓范圍;
② 其對應(yīng)相的排線插件可否插緊;
③ 其模塊板接線端子的線頭可有斷裂。