本文以大地牌TJ30型3kW交流稳压器作为案例，给广大网友进行详细的原理讲解，电气原理图见下图所示。整机可分主回路和控制电路两部分，Vi和Vo分别是输入与输出电压表。主回路是交流电源从输入端通往输出端的路径，包括空气开关K1、稳压与直通选择开关K2、调压变压器T、延时控制继电器J3和输入、输出接线端子等元器件。控制电路的功能有开机延时送电、稳定输出电压、过压保护及指示、欠压保护及指示等。 


一、电路原理

1、取样电压与基准电压

          调压变压器T有两个二次绕组，其中一组9v经DQ1桥式整流后，再经电阻R2和R3分压，取R3上的分压值作为交流稳压器输出电压高低的取样电压。16V的绕组电压经DQ2桥式整流，三端稳压器LM7812稳压，输出稳定的DC12V电压向控制电路供电。发光管LED2点亮标志着DC12V电源工作正常。集成电路A1是四运放HA17324，在这里作四电压比较器使用。DC12V电压经电位器RP、电阻R4～R8分压，共取出四个分压值作为基准电压，分别送往四个电压比较器的相应输入端。电阻R3上的取样电压也同时送往电压比较器的输入端。取样电压和基准电压接入电压比较器输入端的规律是：检测交流稳压器输出电压是否高于额定值220V，其正输入端接取样电压，负输入端接基准电压，例如A1.1和A1.2；检测交流稳压器输出电压是否低于额定值220V，接法与上相反，例如A1.3和A1.4。认识这种规律对读懂许多品牌交流稳压器的电路原理图都有参考意义，但这种接入规律的前提是：检测结果为“是”时，电压比较器的输出端为高电平，这恰好是相关功能电路所需要的。 
2、电压偏高需要降压

           大地牌交流稳压器的输出稳压精度设定为±4％，当输出电压刚好等于220V时，调整电位器RP使电压比较器A1.2的反相输入端⑥脚所接的基准电压与其同相输入端⑤脚连接的取样电压也刚好相等，这样输出电压若有升高(可能因为输入电压升高，或负载电流减小)，取样电压也相应升高，电压比较器A1.2的输出端⑦脚电位就必然为高，三极管Q1导通，继电器儿吸合，电动机M得电转动，拖动调压变压器的碳刷滑动，直至交流稳压器的输出电压回落到220V为止。电动机绕组的供电回路是：DC12V→J1常开接点→限位开关XK1→电动机M→XK2→J2常闭接点→地。 
3、电压偏低需要升压

           若因输入电压降低等原因引起输出电压低于220V，电压比较器A1.3的输出端⑧脚电位变高，之后三极管Q2导通，继电器J2吸合，电动机M得电转动，但这时电动机绕组上的电压极性与上次相反，其回路是：DC12V→继电器J2常开接点→限位开关XK2→电动机M→XK1→J1常闭接点→地，电动机反向旋转，直至输出电压回升到220V为止。 
    限位开关XK1和XK2安装在调压变压器上碳刷允许旋转范围的极限端位置，若因输入电压偏高或偏低较多，电动机拖动碳刷转至极限位置仍不能使输出电压回到220V，碳刷架将触及限位开关，电动机断电停转，以免电动机过载损坏。 
4、开机延时送电控制

           这部分电路由集成电路A2及其外围元件组成。A2是型号为HA17358的双运放，此处将运放改作电压比较器使用。电压比较器的反相输入端②脚接有由电阻R27和R29分压提供的基准电压，同相输入端③脚接的是电阻R25和电容C7组成的充电回路。刚通电时三极管Q5截止，C7从0开始充电，在C7上的充电电压达到②脚基准电压之前，A2的输出端①脚为低电平；当C7上电压达到或超过②脚电压时，①脚电位变高，三极管Q6导通，继电器J3吸合，其常开接点闭合，调压变压器的220V电压经J3接点送往交流稳压器的输出端，至此，开机延时结束。这个过程大约需要5分钟。开机延时送电主要是为了保护空调、电冰箱等设备的用电安全，若无此需求，可按下快启自锁按钮AN，此时开机延时时间将缩短为2～3秒钟，这是因为由阻值仅10k的电阻R26向电容C7充电，其充电时间常数已明显减小。开机延时期间发光管LED4点亮，指示当前工作状态。交流稳压器通电工作期间若遇停电，电容器C7会经二极管D2迅速放电，以保证即便短时间停电后又恢复送电，C7也重新从0开始充电，交流稳压器的输出端须再经延时才能往外送电，从而保证用电设备的安全。 
5、过压保护电路

           由集成电路A1.1及外围电路组成。当电压偏高较多，经电动机拖动碳刷调整到极限位置(这时因限位开关XK1动作，电动机停止转动)，输出电压仍然达到或超过220V的1.1倍时，电压比较器A1.1的输出端①脚变为高电平，经二极管D1使三极管Q5导通，电容器C7迅速放电，电压比较器A2输出端①脚电位转低，继电器J3释放，切断交流稳压器的电压输出，保护了用电设备。过压保护后发光管LED1点亮，指示断电是由过压所致。 
6、欠压保护电路  由集成电路A1．4及三极管Q3、Q4等元件组成。若电压偏低并经调压变压器作最大限度地调整，输出电压仍低于220V的0.9倍时，电压比较器A1.4的输出端14脚由低变高，经电阻R20和电容器c4充电回路作短时间延时后，三极管Q3饱和，Q4截止，Q4集电极的高电位经二极管D3使Q5饱和导通，最终导致继电器J3释放，交流稳压器输出端断电。欠压时发光管LED3点亮，指示当前处于欠压状态。如果用电设备允许欠压运行的话，可去掉二极管D3，这样欠压时只有发光管指示而不断电。 
          由以上分析可知，电位器RP一旦调整好，升压控制、降压控制、过压保护和欠压保护的动作阈值即自动生成，这在保证稳压精度的前提下，大大减少了生产、调试和维修时的工作量。


二、维修案例

1、一台TJ30型3kW交流稳压器不能稳压，输出电压随输入电压变化，但两者电压值不同。 
          打开机壳，通电测量控制板上的取样电压和各基准电压基本正常；将手动调压器接在交流稳压器的输入端，旋转调压器手柄，使输入电压在220V上下变化，若听到控制板上继电器J1、J2动作时的声响，说明升压和降压控制功能正常。查限位开关XK1、XK2完好，用万用表测电动机两接线端子上有DC12V电压，断电后用手转动碳刷架未发现机械卡滞现象，据此可推断电动机已损坏，更换电动机后交流稳压器恢复正常。因为出故障时碳刷停留的位置是随机的，所以输入与输出端的电压不相等，而是有一个固定的变比关系。 

2、一台TJ50型5kW交流稳压器无电压输出，但调整输入端的外接手动调压器，可听到交流稳压器内电动机在两个方向均有正常的转动声。 
          调整输入电压，电动机能正常转动，说明输入电压已加到调压变压器上，且控制电路完全正常，故障原因可能是：调压变压器220V抽头焊点开焊；一次导线螺栓松动或接线端子损坏；继电器J3工作异常。对前两项原因断电后用目测观察未见异常；接着通电检查，发现延时结束时(延时灯LED4熄灭)继电器J3无动作声响，测J3线圈两端有DC12V电压，说明继电器损坏，用同规格(250V、30A)继电器HG4138代换后故障排除。 

3、一台JT30型3kW交流稳压器，只能升压，不能降压。 
          打开机壳，并将外接调压器接在该稳压器的输入端。调低输入电压时，电动机可按升压方向旋转；调高电压时电动机无反应。电压偏高需要降压是由电压比较器A1.2、三极管Q1和继电器J1等元件控制调整的，重点检测这部分电路的各点电压。在输出电压明显超过220V时，用万用表测A1.2输出端⑦脚电位约为12V，三极管Q1集电极为低电位，均属正常；测继电器儿线圈上有12V电压，而其接点未见动作，说明儿损坏。用同型号的继电器(4100)更换后交流稳压器恢复正常。 

4、一台TJ50型5kW交流稳压器不稳压。 
          打开机壳，并在输入端接入手动调压器。通电并转动调压器手柄，继电器J1、J2动作正常，但电动机不转。从电原理图可知，电动机的12V工作电源除受J1、J2控制外，还要流经两个限位开关XK1和XK2，现电动机不转，测电动机上也无电压，限位开关成了重要怀疑点，检查发现XK1损坏开路，更换后交流稳压器恢复正常。限位开关开路后切断了电动机的电流通路，电动机自然不可能转动，交流稳压器也就不稳压了。