WYK直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源原理及維修手冊

1、WYK直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源原 理 及 維 修 手 冊東莞市東方集團易事特有限公司技 術(shù) 部 編 制第一章第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源的定義及分類一、 直流穩(wěn)壓電源的定義：輸出電流的方向不隨時間的變化向一個方向運動電源。直流電源有穩(wěn)定的直流電源與非穩(wěn)定的直流電源之分，所謂穩(wěn)定的直流電源，就是輸出電壓不隨負載或外界電壓的變化而變化，非常穩(wěn)定；非穩(wěn)定的直流電源輸出電流的方向保持不變，輸出電壓的大小隨時間或負載的變化而變化。二、 直流電源的對面就是交流電源，所謂交流電源就是輸出電流的方向隨時間變化而作周期的變化。非穩(wěn)定直流電源如圖a，穩(wěn)定直流電源如圖b，交流電源如圖c： 三、 分類分類原則按輸出電壓及電流的大小分

2、類：1、小功率 U060 I010A繼電器預(yù)穩(wěn)式：產(chǎn)品有：WYK-302B2、303B2、305B2、502B2、503B2、505B2、602B2、502B2、605B2WYK-302、303、305、502、503、505、602、502、605WYK-3010、WYK-3010B22、中功率 U060 10A I0100A低壓可控硅半控預(yù)穩(wěn)式 產(chǎn)品有：WYK-3020、3030、3050、3060、5050、50100等。3、高壓電源 U060高壓可控硅半控預(yù)穩(wěn)式產(chǎn)品有：WYK-1002、1005、1505、30010、6005等。4、大功率電源 U050V I0150A三相可控硅半控預(yù)

3、穩(wěn)式產(chǎn)品有：SWYK-30150、30200、30300等。第二節(jié) 直流穩(wěn)壓電源常用集成塊簡介1、運算放大器a、 運算放大器一般有五個必須的端子：1、同相端；2、反相端；3、正電源端；4、負電源端；5、輸出端。如圖所示：b、 放大器的特點：1、 輸入阻抗高，輸出阻抗低；2、 開環(huán)狀態(tài)放大倍數(shù)極高一般達到105；3、 開環(huán)狀態(tài)，當(dāng)同相端高于反相端時，輸出端一般接近正電源電壓，反之，接近負電源電壓。2、本公司直流電源所用的運放：a、 UA741 b、LM324、LM358第三節(jié) 直流穩(wěn)壓穩(wěn)流原理1、概述WYK系列直流穩(wěn)壓穩(wěn)流為線性串聯(lián)調(diào)整式具有輸出電壓連續(xù)可調(diào)，輸出電流可以連續(xù)設(shè)置，紋波電壓低穩(wěn)壓

4、精度高等優(yōu)點。2、直流穩(wěn)壓電源常用技術(shù)指標(biāo)：1）輸入電壓：單相 220V±10% 50HZ三相 380V±10% 三相四線制 50HZ2）輸出電壓 DC 0- 額定值（V）輸出電流 DC 0- 額定值（A）3）電壓調(diào)整率 U/U×100%5×10-3 測試條件 輸入電壓192V242V電流調(diào)整率 U/U×100%5×10-3 測試條件 空載滿載4）紋波電壓 Vp-p20MV 峰-峰值Vref5MV 有效值5）指示指針式 2.5級可以用 四位半 LED3、穩(wěn)壓原理：注：Ui非穩(wěn)定的直流電壓Uce大功率三極管 管壓降 Ib三極管基極電流R

5、L前面板電壓調(diào)節(jié)電位器Vz基準(zhǔn)電壓 2DW234 6.2VRw、R調(diào)試電位器及調(diào)試電阻Uo穩(wěn)定的直流電壓1）輸出電壓：Uo=Ui-Uce. Ui為非定直流電壓，為使Uo保持穩(wěn)定，就要改變Uce的電壓，使得Uce變化同Ui變化相同，即：Ui增大，Uce亦得增大，反之Ui減小，Uce亦減小，保證輸出電壓不變。同樣當(dāng)負載增大時，使得Uce減小，保證Uo不變，當(dāng)負載減輕時，使Uce增大保證Uo不變。2）Uce三極管的壓降的變化，可以通過改變其基極電Ib大小的方法而實現(xiàn)。運放放大器，反相端接地，同相端接二套電源，一套Vz正電源另一套負電源Uo.當(dāng)輸出電壓穩(wěn)定狀態(tài)下，根據(jù)運放特點：A、輸入阻抗極高。B、開

6、環(huán)放大信數(shù)極大。VA=VB=地即VA電位為地。兩套電源形成的電流Im，根據(jù)戴維南定理 Vz+UoIm= RL+(R*+Rw)因為VA=地，Im在(R*+Rw)的形式的壓降應(yīng)等于VzVz+Uo 即 ×（R*+Rw）=Vz RL+(R*+Rw) RL Uo= ×Vz R*+Rw得出輸出電壓公式，此公式非常有用，對調(diào)試維修分析有一定的指導(dǎo)意義。 當(dāng)調(diào)壓電位RL開路，表現(xiàn)為輸出電壓直通，實質(zhì)上是運放的同相端僅有正電源而無負電源，運放輸出正電位 VoV+，調(diào)整管基極電流增大，使三極管飽和導(dǎo)通，Uce0 Uo=Ui 當(dāng)電位器RL為0時，表現(xiàn)為輸出電壓為0，實質(zhì)運放輸出低電位VoV- 調(diào)

7、整管截止。 當(dāng)(R*+Rw)其中的一個或二個都未焊接時，(R*+Rw) 輸出Uo表現(xiàn)為Uo=0，實質(zhì)上，運放的同相端無正電位，運放輸出負電位，調(diào)整管截止。 當(dāng)Vz為0時，輸出Uo表現(xiàn)為0，實質(zhì)上同分析一樣。 當(dāng)調(diào)壓電位器接觸不良時，造成輸出電壓不穩(wěn)定分析實質(zhì)同。 運放工作電壓一般有正負電源，當(dāng)運放僅有正電源而無負電源即使同相端比反相端低。運放邊輸出一定的正電位，使調(diào)整管飽和導(dǎo)通使得輸出電壓無法調(diào)節(jié)，反之僅有負電源沒有正電源。運放輸出電壓為負電位，使得輸出電壓為0。3）縱上分析對一臺有故障的直流檢修時，從現(xiàn)象分析其故障原因，例如：輸出電壓直通UoUi三極管是否正常調(diào)壓電位器是否開路電源直通運放是

8、否無負電壓運放是否損壞4）穩(wěn)流原理直流電源在使用時經(jīng)常為出現(xiàn)過載短路現(xiàn)象，這就要求電源自身有過流保護功能，否則極易損壞電源自身，穩(wěn)流原理如下：當(dāng)負載電流較小，前面板調(diào)電流位器調(diào)至較大時，即VAVB時，運放輸出高電位，二極管D反向截止，穩(wěn)流運放對穩(wěn)壓部分無任何影響，當(dāng)VAVB時，運放輸出Vo為負電位時，二極管D正向?qū)?，調(diào)整管基極電流減小，Uce增大，Uo減小，保持輸出電壓不變。在臨界狀態(tài) VA=VBVA=Io·Rs RL VB=×VzRL+R*+RwRL Io=×VzRs（RL+R*+Rw）該公式是一個非常有用的公式，對調(diào)試維修有一定的指導(dǎo)意義。（1） 當(dāng)前面板調(diào)

9、流電位器，調(diào)至最小時，即RL=0表現(xiàn)為Io=0即Uo=0根據(jù)Io=Uo/Ro Ro為負載電阻，調(diào)壓電位器失去作用，實質(zhì)是穩(wěn)流運放輸出負電位，二極管D正向?qū)?，調(diào)整管處于截止?fàn)顟B(tài)。對調(diào)試或維修檢驗，穩(wěn)流是否起作用調(diào)節(jié)該電位器最小，觀察輸出電壓是否為零或輸出電壓是否下降。（2） 對于調(diào)試人員在調(diào)試時首先焊接一只調(diào)試電阻，否則輸出電流為零實質(zhì)是輸出電壓為零。（3） 當(dāng)RL、Vz、Rs一定時，輸出電流I同（R*+Rw）調(diào)試電阻即R*+電位器Rw成反比，即，輸出電流越大該阻值越小，對調(diào)試人員有指導(dǎo)意義。第四節(jié) 小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源原理一、該系列直流穩(wěn)壓電源是用繼電器改變整流橋兩端交流電壓，減小調(diào)整管的

10、功耗，具有線路簡接，高低電壓帶負載功能力強，一致性好。1、 WYK-30系列預(yù)穩(wěn)原理，及相應(yīng)交流電壓。輸出直流電壓橋交流電壓繼電器工作狀態(tài)0-312V0003-615V0016-918V0109-1221V01112-1524V10015-1827V10118-2130V11021-2433V111繼電器的工作狀態(tài)是跟隨輸出電壓的變化而變化，當(dāng)輸出電壓為零，所有的繼電器都釋放，整流橋兩端交流電壓最低，當(dāng)輸出電壓最高時，所有的繼電器吸合交流電壓最高，下面詳細分析，繼電器工作狀態(tài)。（1）當(dāng)輸出電壓為0時，JQX1、JQ2、JQX3受運放的工作狀態(tài)控制，運放的同相接地，反相端由+15V電壓分壓與負電

11、壓Uo分壓合成組成，當(dāng)輸出電壓為0時，即反相端為正電位，因此，繼電器全部釋放，此時，BG5飽和導(dǎo)通，Z1二極管相當(dāng)于短路，BG4截止C、E相當(dāng)于開路，隨著輸出電壓增大即運放反相端負電壓增大。根據(jù)工作點需要設(shè)置的偏置的電阻不相同，首先，LM324-C的反相端的電位低于參考點。在臨界狀態(tài)，同相與反相端電壓相等都為0。即，Uo和電源電壓+15V形成的電流Im在（R20+R21）的壓降等于+15V。Uo+15VIm= R20+R21+R26Im×（R20+R21）=15V 或 Im×R26=UoUo+15V Uo+15V ×（R20+R21）=15 或 ×R26

12、=UoR20+R21+R26 R20+R21+R2615×R26Uo= Uo=3.25V 繼電器處于001狀態(tài)R21+R20當(dāng)輸出3.25V時，JQX1吸合交流電增加3V（2）隨著輸出電壓繼續(xù)升高，JQX2又要吸合，當(dāng)它吸合后，BG4飽和導(dǎo)通，運放LM324-C的反相端的正電源增大，LM324-C輸出負電位，JQX1又釋放，交流電壓增大6V。此時的輸電壓值,此時繼電器010狀態(tài)。 R15Uo=×15V=15/30×15V=7.5V R14 （3） 隨著輸出電壓增大LM324-C又要輸出高電位，JQX吸合，Uo=R26/R21×1510V此時，繼電器處于0

13、11狀態(tài)。（4） 隨著輸出電壓繼續(xù)增大，LM324-D又要吸合，Uo=R3/R2×15=15V此時JQX3吸合，JQX3一旦吸合，BG5從飽和導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變成截止?fàn)顟B(tài)，LM324-A、LM324-C反相端的負電壓要經(jīng)過15V穩(wěn)壓二極管即（Uo-15）V，當(dāng)輸出電壓在15V時，LM324-A、LM324-C反相端的負電源為0，此時，JQX1、JQX2從吸合狀態(tài)變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，此時，繼電器工作狀態(tài)為100。（5） 隨著輸出電壓繼續(xù)增大，重復(fù)（1）、（2）、（3）狀態(tài)。 （6） 二、以上詳細分析了三個繼電器隨著輸出電壓變化而改變工作狀態(tài)，對調(diào)試和維修都有一定的指導(dǎo)意義。1、 輸出電壓調(diào)節(jié)不上，

14、首先檢查橋交流兩端的電壓，如果交流電壓僅為起始電壓，一般是繼電器接觸不良，或預(yù)穩(wěn)部分發(fā)生故障，主回路沒有故障。 2、 WYK-50系列預(yù)穩(wěn)原理及相應(yīng)的交電壓。WYK-50系列交流預(yù)穩(wěn)采用四只繼電器，16種組合及交流電壓分16檔，原理及相應(yīng)的交流電壓見說明書。1） 原理分析同WYK-30系列相似，WYK-50系列采用分壓以運放反相端負電源30V為準(zhǔn)。WYK-50系列 R1/R2=3/2 即U1/U2= R1/R2 U1= R1/R2（Uo-U1） U1=R1/（R2+R1）×UoWYK-60系列 R1/R2=1/12）詳細分析同WYK-30系列相似。3）當(dāng)R2開路，運放反相端的無負電壓

15、，繼電器無法吸合，因此輸出電壓調(diào)不上。第五節(jié) 中功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源原理一、該系列直流穩(wěn)壓穩(wěn)流采用可控硅半控預(yù)穩(wěn)原理，可控的導(dǎo)通角受調(diào)整管的壓降控制，當(dāng)輸出電壓增大，調(diào)整管的壓降減小，導(dǎo)通角增大，保證調(diào)整的壓降在10V左右。1、專用移相能發(fā)器KC04簡介，見說明書（常熟半導(dǎo)體廠）2、當(dāng)輸出電壓增大，或負載增大時，調(diào)整管壓降下降，BG3向截止方向趨進，BG3集電極電壓升高，KC04“9”移相電壓增大，因KC04為正極性型，因此導(dǎo)通角增大，保證調(diào)證管壓降在10V左右。3、半控原理半控整流原理如圖所示，改變脈沖位置，就可以改變半控整流平均電壓值，就可以保證調(diào)整管壓降，保持不變，因為可控硅的導(dǎo)通角受管

16、壓降控制。4、調(diào)試維修指導(dǎo)：1） 可控硅的觸發(fā)脈沖應(yīng)是正極性，可以用示波器測試，無示波器，用比較法看整流濾波是否有電壓。2） 可控硅組成的橋半邊工作，a輸入交流電壓增大，b電感噪聲增大，c加載輸入電壓無法達到最大值，輸出電壓達不到額值。3） 對于有故障的電源首先檢查輔助電源電壓是否正常，有無元器件燒毀，重點檢查可控硅是否擊穿或斷開，可控硅擊穿短路，一般輸入保險絲熔斷，可控硅斷開一般不能加載，前面板調(diào)壓電位器是否開路或接觸不良。4） 此線路的正負電壓是用2只LM7815提供，LM7824提供脈沖變壓器電源。5） 檢修時，對集成塊可以用替代法維修。二、低壓電源和高電源的區(qū)別：1、 輸出電壓60V為

17、低壓電源輸出電壓60V為高壓電源2、 低壓電源無迭加電壓，輸出電壓的調(diào)節(jié)是改變?nèi)与娮?。即RL前面電位器，原理圖a圖；高壓電源有迭加電壓，輸出電壓的調(diào)節(jié)是改變基準(zhǔn)電壓，即RL前面板電位器如圖（b）所示：圖(a)圖(b)3、 高壓電源為何要加迭加電壓和二極管D，直流電源經(jīng)常發(fā)生過載或短路，對高壓電源不在技術(shù)上采取措施極易擊穿調(diào)整管造成輸出電壓直通。如圖（b）所示增加15V左右的交流電壓并整流濾波迭加在半控整流上邊，大功率二極管D如圖所示接法，當(dāng)輸出端發(fā)生短路時，二極管D導(dǎo)通大功率調(diào)整的兩端直流電壓最多在20V左右，因此，調(diào)整三極管不易擊穿，高壓部分電解電容上的電能通過二極管D釋放，因二極管的抗沖

18、擊能力遠比三極管抗沖擊能力強。4、 調(diào)試維修注意事項：1）調(diào)試先調(diào)低壓部分，當(dāng)?shù)蛪翰糠州敵鲭妷赫７€(wěn)流動作時，斷開R23/10K電阻，斷開可控硅的控制板，調(diào)節(jié)，W3/6.8K電位器，在導(dǎo)通角極小的狀態(tài)下加可控硅的控制極脈沖電壓，導(dǎo)通角的大小可以用示波器測量KC04“9”腳波形，“9”腳平頂越寬，導(dǎo)通角越大反之越小，如圖所示：P90P10P150半控整流工作正常，可以用示波器測量電感兩端波形判定。將W3/6.8K的電位器中心抽頭為-15V電壓即無脈沖輸出后，重新加上R23/10K電阻，此時，KC04脈沖移相電壓由BG3的集電極控制即由調(diào)整管的管壓降控制，這樣就完成半控調(diào)試工作。2）維修高電源時，

19、注意可控硅二極管的耐壓及平均整流電流高等級可以替代低等級，更換脈沖變壓器時，一定要用示波器測量脈沖極性，因為脈沖變壓器的繞制的方向是隨機的。3）KC04各點波形KC04各點波形除“9”腳受電位控制波形發(fā)生變，其余各點波形都固定的，判斷KC04的好壞在，有±15V電源情況，可以測量各點的波形。第六節(jié) 大功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流原理1、該系列直流穩(wěn)壓為三相半控整流預(yù)穩(wěn)線性串聯(lián)調(diào)整式直流電源具有輸出電流大，對電源影響小等優(yōu)點。2、 半控整流原理：該系列電源一般是低電壓大電流Io150A以上，預(yù)穩(wěn)原理同WYK系列中功率電相似，穩(wěn)壓穩(wěn)流原理通用都是懸浮迭加式。3、 調(diào)試三相相序一定要注意一般采用試驗法

20、。4、 廠檢驗時，對于A、B、C三相，任意接法，輸出電壓，輸出電流都應(yīng)該正常。附 錄1、LM324 封表及排列LM741 封表及排列LM358 封表及排列2、KC04 封表及功能3、WYK-30系列（繼電器）原理圖WYK-30系列 PCB 位號表WYK-50系列（繼電器）原理圖WYK-50系列 PCB 位號表4、WYKL、WYKG系列原理圖WYKL、WYKG PCB 位號表5、SWYK-系列原理圖SWYK 位號表1722WYK-3010線路板明細表名稱位號規(guī)格/型號名稱位號規(guī)格/型號繼電器JQX1JQX34115/12V電阻R327K集成塊LM324LM324R43.9KLM358LM358R

21、510KLM7815LM7815R610K三極管BG1BG38050R76W/33歐BG4BG58550R81.2KBU406BU406R91.2K穩(wěn)壓二極管Z115VR10680KZ36.2VR11300歐Z42DW234R121.2K電位器W16.8KR131.2KW21KR1430K電容C135V/470UFR1515KC2R163.9KC325V/10UFR17680KC40.01UFR1810KC5R1910K二極管D11N4004R2020KD2R2110KD3R22680KD41N4148R2310KD51N4004R243.9KD6R253.9KD7R267.5KD8R271.

22、2KD91N4148R281.2KD10R291KD11R306W/33歐D12R*13.6K電阻R1300歐R*25.6KR227KWYK-303B2 PCB板位號表名稱位號規(guī)格備注名稱位號規(guī)格備注名稱位號規(guī)格備注繼電器JQX-12ZC22FD121N4148電阻R163.9KJQX-2穩(wěn)壓二極管Z115V474R17680KJQX-3Z26.2VR1810K集成塊IC-1LM324Z3R1910KIC-2LM358Z42DW234R2020KIC-3LM7815加散熱器電解電容C135V/4700ufR2110K三極管BG18050C225V/10ufR22680KBG2C335V/470

23、ufR2310KBG3C650V/4.7ufR243.9KBG48550C-150V/1ufR253.6KBG5C-2R267.5KBG68050C-3R271.2KBG7瓷介質(zhì)電容C40.01ufR281.2KBG8BU406C5R29510/3W二極管B2-11N5404305焊接C70.01ufR301.2KB2-2C8R311.2KB2-3305焊接C9R322.4KB2-4電阻R1680R332.4KB2-5305焊接R1-1680R3456KB2-6R227KR*15.6KB2-7305焊接R327KR*29.1KB2-8R43.9KRD-1100D11N4004R510KRD-2

24、100D2R610KRI3KD3R71/2W/15RO2KD4R81KRS1-10.2/3W305焊接D51N4148R92W/100RS1-20.2/3WD6R10680KRS2-10.2/3W305焊接D7R11300RS2-20.2/3WD81N4004R121.2KRS-10.39/6W305焊接D9R131.2KRS-20.39/6WD10R1430K電位器W16.8KD111N4148R1515KW21KSWYK-2000 PCB板位號表名稱位號規(guī)格備注名稱位號規(guī)格備注名稱位號規(guī)格備注741-1UA741D21N4004Ic3KC04741-2UA744D3Ic4BG-1BU406

25、加散熱器D4Ic5BG-23DA87D5LM7815-1LM7815BG-38050D6LM7815-2BG-4D7LM8724LM7824BG5-13DA87D8R11KBG5-2D9R2BG6-1D10R3BG6-2D11R4BG7-1D12R5300BG7-2D13R61.2KC010.01ufD14R730KC02D151N4148R88.2KC03D16R9300C3D17R101/2W/510C40.47ufD18R115.1KC040.01ufD19R12C05D20-1R13C06D20-2R1410KC60.47ufD21-11N4004R15C750V/100ufD21-2

26、R16C7-10.022ufD22-1R1730KC7-2D22-2R18C850V/10ufDC150V/100ufR19C8-10.022ufDC250V/10ufR201KC8-2DC550V/100ufR21C100.47ufDC650V/10ufR22C120.01ufDC750V/4.7ufR2330KC17DC850V/47ufR24C180.1ufDC950V/10ufR25C19DC10R265.1KD11N4004DC11R27名稱位號規(guī)格備注名稱位號規(guī)格備注名稱位號規(guī)格備注R285.1KW61KR2930KZ22CW54R30R31R32-1510R32-2R33-1R3

27、3-2R34-1R34-2R35-110KR35-2R36-1R36-2R37-1R37-2R442.4KR45R4651KR491/2W/100R503.9KR591.2KR63跳線R64R*110KR*29.1KRD3W/510Rc跳線W16.8KW21KW36.8KW41KW5WYK-50線路板明細表名稱位號規(guī)格/型號名稱位號規(guī)格/型號集成塊LM324LM324電阻R8150KLM358LM358R93.9KLM7812LM7815R10680KBG18050R11680KBG2R1210KBG38010R1375KBG48050R14300KBG58550R1575KBG6R163.9KBG7R17680KBU406BU406R1810K電容C125