补偿型交流稳压电源的一般原理及维修（图） (补偿式交流稳压器常见故障)

随着家用电器产品的发展，各种交流稳压电源的使用也越来越普遍，这些稳压器大致包括：采用LC谐振原理的磁饱和稳压器，这种稳压器原件少、结构简单、稳压范围宽、过载能力强，但损耗大、噪声大、体积笨重，现在使用比较少；采用磁饱和原理、利用磁放大器调整的电子交流稳压器，曾一度广泛应用于各个领域，如早期生产的614系列电子稳压器，这类稳压器稳压精度高，但电路复杂，制造工艺要求较高，因价格较高，家用电器很少使用，现在仍有生产，但使用相对减少；采用伺服电机带动炭刷在自耦变压器的绕组滑动面上移动以实现输出电压的调整和稳定的伺服稳压器，这种稳压器结构简单、造价低、输出波形失真小、可以做到较大的输出功率，但炭刷滑动接点易产生电火花，造成电刷损坏以至烧毁而失效，由于电机的惯性，电压调整速度慢，只适合一般家电使用；将自耦变压器做成多个固定抽头，通过继电器或可控硅（固态继电器）等开关器件，自动改变抽头位置，从而实现输出电压的稳定，这种稳压器虽然电路简单、稳压范围宽、效率高，但稳压精度低（±8～10%）、工作寿命短，调整过程中开关元件容易产生干扰，因价格低使用较多，但只适用于家用空调器等供电；采用补偿环节实现输出电压稳定的稳压器，一些资料叫做净化交流稳压电源，其基本原理也是调节电抗器，与早期的614稳压器有很多相似之处，由于采用电子电路，稳压精度较高、响应快、电路简单，但输入侧电流失真度大、输出电压对输入电压存在相移、由于价格适中等优点，应用比较多；采用高频脉宽调制技术实现稳压，控制功能强，易于实现智能化，是具有前途的交流稳压电源，因其电路复杂，价格较高，一般场合使用较少。关于交流稳压器的专门资料并不多见，一些维修资料散见于一些杂志和报刊，现在许多厂家出于一些原因很少配图纸，致使一些电器维修人员对各种稳压器的原理难以获得全面的了解，常常给维修带来困难。其实，不管是那种类型的交流稳压器，都是由常规的基础电路所组成，对于基础电路知识较好的电器修理人员，维修并不困难。笔者在实际工作中，结合具体实物绘制出电路图，并对电路原理进行简要的分析，希望能够给电器维修人员一些参考。图一是这种稳压器的方框图，T1为自耦变压器，与铁芯电感L3及双向可控硅SCR串联之后接入市电，当市电电压或负载波动引起输出电压变化时，通过采样电路、比较器及触发器控制双向可控硅的导通角度，改变通过的电流，进而改变补偿电压△U的大小及相位，从而达到稳定输出电压的目的。L3用来平滑可控硅通过的电流波形，L2、C2组成三次谐波串联揩振支路，L1、C1组成五次谐波串联谐振支路，用来滤出高次谐波改善电流及输出电压波形。为了防止稳压电源失控出现的高压，电路中还设置了输出过压保护电路，通过继电器J切断回路对负载实现保护。[Page]

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双向可控硅是这种稳压器中的调节元件，从电路图中不难看出，双向可控硅和电抗器L3与自耦变压器TI是串联的，改变可控硅的导通角就改变了自耦变压器原边的激磁电流，反映在输出A-C两端的就是电压变化。如果A-C两端电压升高，通过控制电路令可控硅的导通角减小，激磁电流也减小，A-C电压随之降低；反之，当A-C两端电压降低，通过控制电路令可控硅的导通角加大，激磁电流就会增大，A-C电压随之升高，自动调节的结果，保证了A-C两端电压基本不变。这些过程与直流线性稳压器的控制十分相似，也与我们常见的开关电源的稳压有许多相似之处，仅仅是调整元件类型不同带来控制方式的差异，可控硅通过导通角改变其等效电阻，调整管通过基极电流改变其等效电阻，开关管通过基极脉冲的宽窄改变其等效电阻。在图二具体电路中，IC2产生与电源同步的锯齿波，同步信号由D1-D4从L3两端获得，经过光电耦合器的三极管获得交流电的过零脉冲。如果从A-B或者A-C两端获得同步信号，由于存在着电压的相位移，将会降低稳压性能；全波整流电路用来将正弦波的两个半周变换成极性一致的半波，光电耦合器将L3两端的高电压与其他电子电路隔离，三极管部分完成正弦半波至过零脉冲的转换；NE555的6脚为高电平触发端，2脚为低电平触发端，在脉冲的激励下，由IC2的7脚输出与市电同步的锯齿波作为下级比较触发电路的信号，Q1组成的恒流电路用来改善锯齿波的线性。图三是过零脉冲（TP1）和锯齿波(TP2)实测波形。

图三、过零脉冲与锯齿波

图四、比较器输入与输出波形IC5和IC4组成比较电路，用来将锯齿波与稳压输出电路过来的取样信号进行比较，从IC4的8脚输出时刻不同的触发脉冲控制可控硅的导通与关断，图四是比较器IC4输入（TP2）与输出（TP3）波形，图五是可控硅控制端（TP4）与输出端(TP5)的波形。采样信号是从稳压器输出电路中获得的，经过D13-D16整流滤波之后的直流电压加在IC5的同相输入端，W2串联在采样信号电路中，一般安装在面板上，用来人工设定输出电压值，改变W2的阻值，实际上改变了比较电路IC4九脚的门限电压值，从而改变了与锯齿波信号比较之后输出脉冲的时刻，实现了触发脉冲的相位移动，完成了可控硅导通角度的改变。

图五、可控硅触发端与输出端波形

图六、稳压器输出波形为了防止稳压器失控输出电压增高损坏所带负载，由IC3、Q2和继电器组成过压保护电路，稳压器正常工作时，继电器常闭触点接通。过压保护采样信号取自D9-D12整流之后的直流电压，正常工作时，IC3反相输入端6脚电压高于同相输入端5脚，7脚输出端为低电平，三极管Q2截止，继电器没有电流通过，由常闭触点接通稳压电路的回路；当输出增高至260V时，IC3的5脚电压增高，7脚输出高电平，三极管Q2导通，继电器工作，切断常闭触点实行保护，与此同时，与继电器线圈并联的蜂鸣器和发光管工作实现过压报警。由于稳压器为大功率设备，而且与市电相连，检修时除了常规的检修方式，需要注意以下几点，如果采用示波器进行测试最好用隔离变压器隔离仪器，也可以将设备放在工作台上操作，但人体一定要与地悬空隔离，并养成单手操作的习惯；滤波电路由于工作在串联谐振状态，电感或电容两端有很高的电压，测试时需要注意仪表和人身安全；控制电路与市电电路混在一起，测试波形或者电压时应以图纸中的元件公共点作为虚地，图纸中已用较粗的线[Page]条表示。