晶体管串连型稳压电源是由哪几部分组成的，它是怎样稳定输出电压的？

交流稳压电源的设计

智能型交流电网调节器的主控回路是一个具有

一进制绕组的变压器。当交流电网电压发生变化

时.计算机将根据采样电路采得的电压值自动选择

一进制绕组变压器初级相应的仿州抽头.以确保输出电

压不发生变化。木设计采用ATMF1.公司生产的

A T 890 2051中一片机控制卜的继电器来切换一进制

绕组变压器的抽头以实现稳压.该系统响应速度快.

显示信急直观.是一种低成木、高性能的交流电网调

节设备。

硬件设计原理

图1所示是该智能交流电网调节器的原理框

图1智能交流电网调节器的原理框图

图.该系统的核心器件为AT 8902051中一片机。当电

网电压经采样电路采样后.通过8位串行A/D转换

器T 1, 0 0831将电网电压值送入A T 890 2051.计算

机对数据进行处理J{自动选择开关状态后.快速切

换_进制绕组变压器的抽头.从Ifn保持输出电压的

稳定。

1. 1二进制绕组变压器的调压原理

图2即为一进制绕组变压器的调压原理示意

图。在交流调压系统中.一般将变压器初级设计为

一进制绕组.次级为普通森扮绕组。变压器初级可设置

为最小电压值为Uo的基木绕组n再根据最小位

调整设计其它绕组。因此.可利用一进制绕组的小

同串联方式把一进制绕组中电压值LJ o最小的绕组

电压作为调整电压.以得到最高调整电压为凰2'Uo

的调整电压范围。在木系统中.绕组电压值LJ o最小

为1V.对应匝数为n匝.最高调整电压为128V.对

应匝数为128n匝。表1为开关状态与一进制绕组对

应的电压关系。

山表1可知.通过控制开关工作模式来选择一

进制绕组的串联组合.即可实现绕组电压按U})的

倍数调整。

1. 2控制电路

认j YVUT

图2二进制绕组变压器调压原理小意图

表1开关状态与二进制统组所对应的电压关系

┌―┬―┬―┬―┬―┬―┬―┬―┬―――――┐

│Ks│K7│Kb│K5│K4│K}│K2│K1│电压值(Vy │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│0 │0 │0 │0 │0 │0 │0 │0 │0 │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│0 │0 │0 │0 │0 │0 │0 │i │i │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│0 │fl│0 │:0│0 │0 │1 │0 │2 │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│D │0 │0 │0 │0 │1 │D │D │4 │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│D │0 │D │0 │1 │0 │0 │D │a │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│0 │0 │0 │i │0 │0 │0 │0 │l6 │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│0 │0 │1 │0 │0 │0 │0 │0 │32 │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│0 │1 │0 │0 │0 │0 │0 │0 │b4 │

├―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―┼―――――┤

│1 │D │0 │D │0 │0 │0 │0 │m │

└―┴―┴―┴―┴―┴―┴―┴―┴―――――┘

图3所示为智能交流电网调节器的原理电路

图。它利用采样电路将电网电压降压后，再经滤波、

分备春蔽压送至T 1, C 0831串行A/D转换器。当单片机得

到电网电压值后，依据卜式进行数据处理，即:

N}=NzV in/ 220

式中，N、为变压器的初级绕组数;Nz为变压器

的次级绕组数;V in为电网输入电压。

这样，就可得到变压器初级绕组的匝数值，然后

根据N、的数值来确定开关控制信号的输出状态，

步{山P、口输出。P、口的每一位都有独立的驱动电

路和光电藕合电路来控制对应的继电器，以实现二一

进制绕组的初级抽头切换。

若电网输入电压为165V，则可算出N、的值:

N}=NzVin/220= 0.75Nz」

假如Nz= 255(匝)，则N、值为:

N}=0. 75 X 255= 191. 25(匝)

根据以上计算式和二进制绕组初级设计原理不;

难算出初级抽头的电压为191. 25 V。山」几初级绕组

中有一组50V的初始绕组.因此一进制绕组的初级

抽头电压应为141. 25V o所以P}口的输出状态为

10001101.继电器Ks ,Ka ,Ks ,Ki在各自的驱动电路

驱动卜闭合导通.以接通相应的一进制绕组的初级

抽头。此时初级抽头电压为:

128+ 8+ 4+ 1= 141(V)

若电网输入电压为250V.不难算出P}口的输

出状态为11110000.因此理论上电网输入电压在

45V } 263V之间变化时.可确保输出电压维持稳定

的220V。

1. 3控制过程的时间分配与电流过零触发

考虑到波形的完整与连续.继电器必须在主回

路电流过零时进行触发.在其它时刻.控制电路的输

出信号均被封锁。山」几负载的性质不同.电流的过

零l从可能超前」几电压的过零l从(容性负载).也可能

滞后」几电压的过零l从(感性负载).但因变压器初级

存在电感、电容、电阻

的分布参数.所以使

得初级电流的相移不

会是90'。If1J A/D转

换器的采样是在交流

输入电压的峰值开始

的.取样时间为50us

(相够为0. 90 ) ,所以

该交流电网调节器适用

1.4其r申路

数据输入

23

cLE而DIDO

图4

各种负载。

该调节器的其它电路包括上电复位与看门狗电

路、采样电路和电压显示电路等。上电复位与看门

狗电路的工作过程是:当系统接通电源后.山

MAX708发出复位信号给CPU.以确保系统可靠复

位。同时与C D 4060构成看门狗电路.在程序正常运

行时.CPU定时向C D 4060计数器发出清零脉冲.

以使MAX708的MR端始终维持在高电平.少{保证

RFS l}输出低电平;一以程序执行不正常或系统死

机.CPU不能定时向C D 4060计数器发出清零脉

冲.则C D 4060将在计满数后溢出.少{输出高电平.

从!f1!使MR端为低电平.此时RFS端输出高电平

来强迫系统复位。

系统中的串行转换芯片T 1, C 0831与8031中一片

机组成数据采集系统来进行采样。该串行A/D转换

芯片的模数转换过程与数据输出过程都是在外部时

钟脉冲的控制卜进行的.其模数转换速度一般较低.

图4为其工作时序图。

电压显示电路是用串行变换芯片741, 5164直

接驱动1.FD数码管来实现的.该电路非常简龟显

示亮度也很高。

2软件设计

木程序流程框图如图5所示。加电初始化后.系

统首先对P}口清零.经延时采样及数字滤波后山计

算机进行数值处理运算.以在P}口输出控制字.少{

在过零触发脉冲到来时通过P}口输出控制信号.来

控制继电器的通、断以确定一进制绕组变压器初级

抽头的工作状态.从If1J达到使输出电压维持恒定的

日的。

3结束语

交流电网调节器是一种新颖的电源控制器该

图5程序流程图

系统的输出电压稳定度很高(低」几0.5%),同时对

电网电压变化范围的适应性也很强。考虑到实际因

素的影响，该调节器可对A C 60一255 V之间的电

网电压进行调整，是一种较为实用的交流电网调节

系统。

希望对你有所帮助

在实际应用中，我们常常对不同的电路提供不同的供电电压，即要求稳压电源的输出电压可调，为此出现了第三种形式的串联形稳压电路。

3。第二种稳压电路虽能提供较大的输出电流，但其输出电压却受到稳压管D的制约，为此人们将第二种电路稍作改动，使之成为输出电压连续可调的串联型稳压电源。基本电路如图4所示，从电路中我们可看出，此电路较第二种电路多加了一只三极管和几只电阻，R2与D组成BG2的基准电压，R3，R4，R5组成了输出电压取样支路，A点的电位与B点的电位进行比较（由于D的存在，所以B点的电位是恒定的），比较的结果有BG2的集电极输出使C点电位产生变化从而控制BG1的导通程度（此时的BG1在电路中起着一个可变电阻的作用），使输出电压稳定，R4是一个可变阻器，调整它就可改变A点的电位（即改变取样值）由于A点的变化，C点电位也将变化，从而使输出电压也将发生变化。这种电路其输出电压灵活可变，所以在各种电路中被广泛应用

稳压电源 [英文]：stabilized voltage supply

[解释]：

能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。

交流稳压电源 又称交流稳压器。随着电子技术的发展，特别是电子计算机技术应用到各工业、科研领域后，各种电子设备都要求稳定的交流电源供电，电网直接供电已不能满足需要，交流稳压电源的出销卜现解决了这一问题。常用的交流稳压电源有：①铁磁谐振式交流稳压器。由饱和扼流圈与相应的电容器组成，具有恒压伏安特性。②磁放大器式交流稳压器。将磁放大器和自耦变压器串联而成，利用电子线路改变磁放大器的阻抗以稳定输出电压。③滑动式交流稳压器。通过改变变压器滑动接点位置稳定输出电压。④感应式交流稳压器。靠改变变压器次、初级电压的相位差，使输出交流电压稳定。⑤晶闸管交流稳压器。用晶闸管作功率调整元件。稳定度高、反应快且无噪声。但对通信设备和电子设备造成干扰。20世纪80年代以后，又出现3种新型交流稳压电源：补偿式交流稳压器。数控式和步进式交流稳压器。净化式交流稳压器。具有良好隔离作用，可消除来自电网的尖峰干扰。

直流稳压电源 又称直流稳压器。它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。纹波系数表示在额定工作情况下，输出电压中交流分量的大小；后者表示输入电压或负载急剧变化时，电压回到正常值所需时间。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由变压器把单相或三相交流电压变到适当值，然后经整流、滤波，获得不稳定的直流电源，再经稳压电路得到稳定电压(或电流)。这种电源线路简单、纹波小、相互干扰小，但体积大、耗材多，效率低(常低于40％～60％)。后者以改变调整元件(或开关)的通断时间比来调节输出电压，从而达到稳压。这类电源功耗小，效率可达85％左右。所以，80年代以来发展迅速。从工作方式上可分为：①可控整流型。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。②斩波型。输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单察磨向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。③变换器型。不稳定直流败斗斗电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后，从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流电压的目的。

在手机维修中，为了测试方便，需要准备一台稳压电源，要求其输出电压可调，输出电压1―15伏、电流1―2安，应带短路保护电路和限流调节，具有机械式表头和数字显示的两种，

晶答岁体管串连型稳压电源一般由调整、比较放大、取样、基准电压几部分组成。基准电压为比较放大电路提供一个稳定的配液参考小电压，取样电路把检测到的电压波动送入比较放大电路，与参考电压的差值被清卖睁放大以后，以副反馈方式控制调整管输出电压保持稳定