專利名稱：減少實(shí)驗(yàn)室電源負(fù)載壓降的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室用電源設(shè)備的一種穩(wěn)壓裝置，涉及電氣、電子技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室使用的電源設(shè)備(指供學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)用的電源設(shè)備)，由雙向可控硅、變壓器、開關(guān)、整流管和繼電器等構(gòu)成(如圖1)。它具有大電流交直流低壓輸出、直流高壓輸出等功能。其主要缺點(diǎn)是，加負(fù)載后電壓下降幅度較大(2V以上)，致使供到每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌的電壓受其它實(shí)驗(yàn)桌加載的影響較嚴(yán)重。例如某一實(shí)驗(yàn)桌在其它桌不做實(shí)驗(yàn)時(shí)的電壓為6V，而在其它桌做實(shí)驗(yàn)時(shí)它的電壓就降到4V以下。從而必然影響實(shí)驗(yàn)的精確度，甚至使某些實(shí)驗(yàn)不能完成。
本實(shí)用新型的目的是，對現(xiàn)有學(xué)校實(shí)驗(yàn)室用電源設(shè)備做關(guān)鍵性改進(jìn)，即在原機(jī)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)減少電源負(fù)載壓降的裝置，以保證電源設(shè)備的電壓有較高的負(fù)載穩(wěn)定度。
本實(shí)用新型的原理見圖2(是本實(shí)用新型加圖1的一部分雙向可控硅和變壓器。圖1中的整流和繼電保護(hù)部分從略了)，由圖2可以看出，原來的電源設(shè)備增加了本實(shí)用新型，就構(gòu)成了新型電源設(shè)備。具體的說增加了互感器B1、分頭開關(guān)K2、二極管D1～D5、電位器W1、電阻R2、R1、鈕子開關(guān)K1、三極管T1。
本實(shí)用新型和圖1(實(shí)驗(yàn)室電源設(shè)備)聯(lián)接關(guān)系如圖2所示，其中B1、K2、D5、W1、R2、Ki、R1、D1～D4、T1屬于本實(shí)用新型部分，其余全屬于原實(shí)驗(yàn)室電源設(shè)備電路圖－－圖1的一部分，圖1的另一部分，如整流和繼電保護(hù)部分在圖2中未畫出，并且器件所用符號和圖2也不盡相同。由圖2可以看出本實(shí)用新型和圖1的聯(lián)接只是把本實(shí)用新型中互感器B1的初級串在圖1中變壓器B1(在圖2中為B2)的次級輸出電路中，把本實(shí)用新型中接成橋式整流的四個(gè)二極管D1～D4交流輸入兩點(diǎn)并聯(lián)在圖1中雙向可控硅觸發(fā)電路中電位器W1(圖2中為W2)的兩端。
本實(shí)用新型的基本原理見圖2，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室電源設(shè)備有電流輸出時(shí)，B1的初級就有電流通過，B1的次級就會感應(yīng)出交流電壓。經(jīng)D5整流，W1、R2、R1，限流后加到T1的基極上，產(chǎn)生基極電流，改變了T1發(fā)射極和集電極間的阻抗。而實(shí)驗(yàn)室電源設(shè)備輸出電流愈大，B1次級感應(yīng)出電壓就愈高，T1基極電流就愈大，T1發(fā)射極和集電極間阻抗rec就愈小，W2經(jīng)過二極管D1～D4橋式整流后和rec并聯(lián)的等效阻抗也就愈小。所以C就可以提前達(dá)到使雙向二極管D6導(dǎo)通的電壓，也就使T2的導(dǎo)通角增大。從而使B2的次級輸出電壓增加，這就補(bǔ)償了實(shí)驗(yàn)室電源負(fù)載增加而產(chǎn)生的電壓降。
D1～D4的作用因W2工作在交流電路中，T1不能直接同W2并聯(lián)，需通過四個(gè)二極管D1～D4整流方可。具體過成如下當(dāng)W2左端電位高時(shí)，電流由W2左端經(jīng)D2到T1的集電極、發(fā)射極，再經(jīng)D3到W2右端，當(dāng)W2右端為正電位時(shí)，電流經(jīng)D4到T1的集電極、發(fā)射，再經(jīng)D1到W1左端，使T1集電極保持正電壓，T1發(fā)射極保持負(fù)電壓，這就保證了T1的放大作用，使其阻抗能隨基極電流而變化。整流管正向阻抗很小，可以忽略。調(diào)整W1和K2可以得到最佳補(bǔ)償。
因?yàn)橹绷鬏敵鲆冉涣鬏敵鲈黾诱鞴軌航档膿p耗，故直流補(bǔ)償要比交流補(bǔ)償強(qiáng)一些。開關(guān)K1就可起這個(gè)作用，采用直流輸出時(shí)，可將開關(guān)K1接通，這時(shí)電阻R2不起作用，T1基極電流大些，補(bǔ)償強(qiáng)些。當(dāng)用交流輸出時(shí)，將開關(guān)K1切斷，電阻R2串進(jìn)電路，使三極管T1基極電流減小，使補(bǔ)償弱些。應(yīng)當(dāng)注意的是，補(bǔ)償不可過強(qiáng)，如補(bǔ)償過強(qiáng)可能使可控硅失控。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，它可使輸出電流在很大范圍變化時(shí)的輸出電壓基本穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌的供應(yīng)電壓均不會受其它桌負(fù)載變化的影響。本實(shí)用新型功率損耗低(幾瓦)，易散熱，造價(jià)低(僅30元左右)。


圖1是現(xiàn)有學(xué)校實(shí)驗(yàn)室電源設(shè)備原理圖圖2是本實(shí)用新型原理及和圖1聯(lián)接關(guān)系說明圖圖3是本實(shí)用新型中可控硅的一種聯(lián)接圖實(shí)施例1輸出電流為50A，電壓為2～14V的交直流物理實(shí)驗(yàn)室電源中的本實(shí)用新型，采用如下元器件組裝1、互感器(1)鐵芯44型山字型硅鋼片，高硅、低硅不限，厚度50毫米。
(2)一次線用直徑0.5mm的高強(qiáng)度漆包線280匝，在100、130、160、190、220、250匝處抽頭。
(3)用復(fù)合青殼紙三層做絕緣，再用12mm2的扁銅線繞一匝作為二次線。
2、二極管全用1N4007。
3、電阻R1為1W、30KR2為1W、680KW1為電位器1W、100KK1為鈕子開關(guān)KN32×2T1為三極管DF104，β值為30～804、裝置的調(diào)試(1)先調(diào)W2，使交流電壓表指在100～150V之間；(2)調(diào)節(jié)互感器抽頭和電位器使補(bǔ)償適當(dāng)。
檢測結(jié)果電流輸出1～50A時(shí)，電壓變化在0.5V以內(nèi)。
實(shí)施例2輸出為12V，100A的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室電源中的本實(shí)用新型，采用如下元器件組裝1、互感器(1)鐵芯44型硅鋼片，厚55mm；(2)線圈一次線用直徑0.5mm400匝，在200、250、300、350、400匝處抽頭；(3)用三層0.1mm復(fù)合青殼紙絕緣后，用20mm2扁銅線繞成1匝做二次線。
2、其它元件二極管1N4007電阻R1為1W，20KR2為1W，20KW1為電位器1W，56K鈕子開關(guān)K1為KN3型T1為DF104，β值為30～80裝置的調(diào)試(1)先調(diào)W2使電壓指在100～150V之間；(2)調(diào)節(jié)互感器抽頭和電位器，使補(bǔ)償適當(dāng)。
測試結(jié)果當(dāng)輸出電流在3～100A范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓變化在1V內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種減少實(shí)驗(yàn)室電源負(fù)載壓降的裝置，實(shí)驗(yàn)室電源由雙向可控硅調(diào)壓電路、主變壓器、分頭開關(guān)、整流電路和繼電保護(hù)電路構(gòu)成，本實(shí)用新型的特征在于它與實(shí)驗(yàn)室電源連在一起而成為一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)室電源，實(shí)用新型部分由電流互感器、分頭開關(guān)、五個(gè)整流二極管-其中四個(gè)二極管接成硅整流橋、一個(gè)電位器、兩個(gè)電阻、一個(gè)鈕子開關(guān)、一個(gè)三極管構(gòu)成，各元件的電路連接是，互感器的次級的多個(gè)抽頭分別接到分頭開關(guān)靜觸點(diǎn)上，分頭開關(guān)動(dòng)觸點(diǎn)上串接一個(gè)整流二極管、一個(gè)電位器、一個(gè)電阻、一個(gè)和鈕子開關(guān)并聯(lián)后的電阻，然后接到三極管的基極上，三極管的發(fā)射極和集電極分別接在硅整流橋直流輸出兩點(diǎn)上，實(shí)用新型部分與實(shí)驗(yàn)室電源的電路連接是，互感器的初級線圈串聯(lián)在實(shí)驗(yàn)室電源主變壓器的輸出電路中，整流橋交流輸入兩點(diǎn)并聯(lián)在實(shí)驗(yàn)室電源可控硅調(diào)壓電路中調(diào)壓電位器的兩端。
專利摘要減少實(shí)驗(yàn)室電源負(fù)載壓降的裝置，與電源設(shè)備成為一體，由互感器、分頭開關(guān)、小電流(1安)整流管、電阻、電位器、鈕子開關(guān)和三極管構(gòu)成。使用這種裝置，可使輸出電流在很大范圍內(nèi)(1-50安、3-100安)變化時(shí)，輸出電壓基本穩(wěn)定(前者變化在0.5伏以內(nèi)，后者變化在1伏以內(nèi))。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理；功率低、易散熱；造價(jià)低廉、僅用資金30元左右。最適于學(xué)習(xí)人員分組實(shí)驗(yàn)用。
文檔編號G05F1/10GK2033135SQ8721044
公開日1989年2月22日 申請日期1987年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月1日
發(fā)明者牟玉群, 丁禮喜, 楊敬威, 何敬文 申請人:牟玉群