線性直流穩(wěn)壓電源常見故障分析及維修

趙永濤

（中國電子科技集團公司第36研究所，浙江 嘉興 314033）

0 引 言

線性直流穩(wěn)壓電源是常用的電子儀器之一，其功能是提供所需要的直流電壓和電流，并要求其具有足夠小的紋波系數(shù)和足夠高的穩(wěn)定度。電源也是測試和實驗過程中經(jīng)常損壞的儀器，電源工作的穩(wěn)定對測試和實驗過程的安全、測試和實驗結果的準確產(chǎn)生直接的影響。

1 線性穩(wěn)壓電源概述

1.1 線性直流穩(wěn)壓電源工作原理

線性直流穩(wěn)壓電源，是指在穩(wěn)壓電源電路中的調(diào)整功率管工作于線性放大區(qū)，其工作過程簡單表述為：將220V/50Hz的工頻電網(wǎng)電壓經(jīng)過線性變壓器降壓以后，再經(jīng)過整流、濾波和線性穩(wěn)壓，通過恒壓電路把輸出的電壓信號、恒流電路把輸出的電流信號一起送到門電路，并根據(jù)負載需要使電源處于恒壓或恒流狀態(tài)，最后輸出一個紋波電壓和穩(wěn)定性能均符合要求的直流電壓。

線性穩(wěn)壓電源原理框圖如圖1所示。

1.2 線性直流穩(wěn)壓電源工作電路

主要由3部分組成：（1）控制電路。是一種產(chǎn)生可調(diào)基準電壓電路，輸出電流及電壓是依靠調(diào)節(jié)基準電壓來實現(xiàn)。（2）輸出電路。輸出的基準電壓加到控制電路電壓比較運放輸入負端，與取樣電壓加入電壓比較運放輸入正端，經(jīng)過放大，加到調(diào)整管基極，通過改變基極電流，得到一個穩(wěn)定的輸出電壓。（3）顯示電路。

1.3 線性穩(wěn)壓電源主要優(yōu)點

線性穩(wěn)壓電源主要優(yōu)點如下：

（1）電源穩(wěn)定度及負載穩(wěn)定度較高；（2）輸出的紋波電壓較?。唬?）瞬態(tài)響應速度較快；（4）無高頻開關噪聲；（5）成本較低。

圖1 線性直流穩(wěn)壓電源工作原理框圖

圖2 DH1719-3型直流穩(wěn)壓電源電路圖

本文以我單位大量使用的DH1719-3型典型線性直流電源為例，通過分析電源電路，對常見故障現(xiàn)象進行分析和處理。

DH1719-3型直流穩(wěn)壓電源電路圖見圖2。當輸出電壓由于電源電壓或負載電流變化引起變動時，變動信號經(jīng)取樣電路與基準電壓相比較，所得的差值信號經(jīng)比較放大器放大后，控制調(diào)整管，使輸出電壓仍調(diào)整為設定值。

整流濾波電路由 CR21～CR24和 C9、C10構成，采用橋式整流，大電容濾波。輸出電壓用波段開關K1進行分檔，分為0～20 V檔和 20～38 V兩檔。

CR1～CR4 和 C1 以及穩(wěn)壓管 U1（7815）、U2（7915）構成輔助電源電路，它給比較放大器提供正負電源和比較放大器的基準電源。

取樣電壓直接從輸出端JX1通過取樣電阻R46接到比較放大器的同相輸入端?；鶞孰妷菏怯?15V輔助電源經(jīng)過限流電阻RV2產(chǎn)生，并由R26、R28、RV7、RV8分壓，通過RV2接到比較放大器U5的反相輸入端，改變電位器RV7、RV8阻值，就可以改變送入反相端的基準電壓，從而起到調(diào)節(jié)輸出電壓的作用。

比較放大器采用集成運算放大器，它具有電壓增益高、輸入阻抗高、輸出阻抗底和低漂移等特性。

輸出開關電路由CR19、R18、R19及按鍵開關S4-4組成，當未按下輸出開關時，開關電路給放大器U3的平衡腳8加入-6V電壓，使得U3失調(diào)沒有信號輸出；當按下輸出開關鍵S4-4時，運放U3正常工作，使有輸出信號加到放大器，經(jīng)放大后加到調(diào)整管基極，使得輸出電路工作，電壓正常輸出。

Q8～Q13是串聯(lián)型調(diào)整管組合電路，為保證一定的輸出電流和足夠的功率，選擇具有相同參數(shù)的管子并聯(lián)，發(fā)射極串入均流電阻R53～R58，從而避免因分流不均集中流入某一管而損壞調(diào)整管。

由 Q1、Q2、K1、R6、R7、RV1 等組成的繼電器開關自動換擋電路，當設定電壓V＜20V時，Q2工作，Q1截止，K1不工作，整流部分由低壓檔供電；當V＞20V時，Q2截止，Q1導通，K1工作，將變壓器輸出端調(diào)至高檔位。

2 常見故障分析及處理

2.1 無電壓輸出

（1）電源開機無響應時，檢查電源后面板輸出保險絲是否燒毀，如果燒毀，更換相同指標的保險絲，更換保險絲后加電即燒毀，可能輸出電路有短路，檢查輸出電路輸出開關，如輸出開關短路，更換新開關后，輸出正常。

（2）電源開機時，指示燈亮，調(diào)節(jié)電壓調(diào)整旋鈕，電壓指示無反應，且電壓輸出為零，檢查本地/遙控開關位置，此故障現(xiàn)象可能是電源處于遙控（R）狀態(tài)，將電源調(diào)整至本地（L）狀態(tài)，電源輸出即可恢復正常狀態(tài)；當電流輸出電位器調(diào)至最小時，出現(xiàn)電壓預設正常，輸出為零，恒流燈亮，這時只需將電流輸出電位器調(diào)大，電源即可正常工作。

（3）檢查電源輸出端JX1、JX2是否短路，如短路，電壓輸出為零。檢查電源輸出電路，分析輸出電路，當輸出整流橋CR21～CR24中任意一個或一個以上二極管短路時，或輸出端整流濾波電容C11短路，都可導致電源輸出端電壓為零。具體處理措施是查出損壞的二極管或電容，按照其標稱值更換相應的器件。

2.2 工作不穩(wěn)定

（1）電源燈亮，電壓表有讀數(shù)，但輸出不穩(wěn)定，檢查輔助電源穩(wěn)壓管 U1（7815）、U2（7915）是否工作正常；

（2）檢查U3（電壓輸出比較運放）、U4（電流輸出比較運放）是否工作正常；

（3）檢查電壓輸出電位器是否正常，電位器線路斷開后，可用萬用表測電阻方式進行檢查，電位器旋鈕從最小旋轉至最大，萬用表電阻顯示應均勻變化，從零至標稱值，此時可判定電位器是否工作正常。

（4）輸出電壓調(diào)整時，繼電器切換不正常，使得輸出電壓不穩(wěn)定，可判定為繼電器故障，根據(jù)故障現(xiàn)象，判定故障繼電器（低壓或高壓），更換相同型號繼電器后，電源可正常工作。

2.3 輸出滿偏

電源指示燈亮，輸出滿偏，且不可調(diào)。用萬用表檢測電源輸出端JX1、JX2電壓時，若為52V左右，此時初步判定為輸出端開路，分析輸出電路，由于調(diào)整管Q8～Q13為并聯(lián)電路，當一路以上的調(diào)整管集電極-發(fā)射極間短路時，控制電路失效，輸出端開路，為滿偏輸出，且不可調(diào)。用萬用表檢查并聯(lián)的調(diào)整管集電極-發(fā)射極間短路情況，如短路，說明并聯(lián)電路中至少一個調(diào)整管損壞。斷開調(diào)整管并聯(lián)電路分別對每個調(diào)整管進行檢查，對查出的損壞器件按原型號進行更換（替代型號指標應與原型號一致），器件更換后電源應工作正常。

2.4 電源機械故障

（1）電源輸出開關按鍵失鎖，一般是由于電源長期使用，按鍵塑料老化，輸出按鍵卡扣斷裂使得無法鎖定，這時需要更換新的自鎖開關，需要注意的是拆卸自鎖開關時要注意記錄線路接線，更換新開關時避免線路接錯造成短路產(chǎn)生新的故障。

（2）電源參數(shù)超差，可以通過電源印制板上的RV1～RV6和RV10等可調(diào)電位器對電源的各項參數(shù)精度進行調(diào)整，以滿足電源精度要求；當調(diào)節(jié)電壓精度調(diào)節(jié)旋鈕至最大（或最小），電源輸出電壓仍超差時，可更換相應阻值分壓電阻R51予以解決。

（3）電源負載效應超差，故障原因可能是輸出濾波電容性能變化，或輸出端接線柱與整流濾波電容C11、整流二極管CR25接觸不良，通過檢查C11和接線柱螺母松緊程度后，找到故障原因，從而進行排除。

3 結束語

在加電開機檢查電源故障原因前，應從使用者處了解基本故障信息，其中應包含故障儀器是否適合再次開機檢查（因為在一些情況下，故障儀器局部燒壞、短路，再次開機會造成更嚴重的二次損傷）；使用過程中是否存在誤操作；故障現(xiàn)象的簡要描述等情況。在電源使用過程中用戶應保持電源清潔，機殼內(nèi)的灰塵可用吹風機吹掃清潔，保證印制板電路上無殘留焊渣、墊片、螺母等雜物，確保電路板無虛焊、脫焊等，這些都可能造成電源輸出故障。在具體維修實踐過程中，電源的故障現(xiàn)象千變?nèi)f化，產(chǎn)生故障的原因也各有不同，具體問題還需要具體分析，并沒有一種按圖索驥的方法，只有在熟悉電路原理結構的基礎上，按照正確的檢修步驟操作，最終才能排除故障。本文列舉的故障現(xiàn)象及故障處理方法，也是在具體維修工作實踐基礎上進行的總結，希望能對從事相關領域的技術人員提供一些借鑒。

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