本直流电源是将220V交流市电变成-48V直流电,后经稳压调整电路得到-40V、4A 的稳定直流电源。

1.技术特性

(1)输入电压:220V、50Hz,允许变化士10%;

(2)稳压输入电压:-48V、4A,蓄电池-48V ,变化小于10%;

(3)稳压输出;①输出电压:-40V ,误差≤土2%;②输出电流:最大4A;③纹波电压;<40mV(当I°为标准输出电流时);④过载电流保护点:6A土1A.

2.工作原理电路

       如图1所示，本电源由变压器，桥式整流电路，直流电源汇集电路和直流稳压电路所构成。直流稳压电路是一个无辅助电源的串联型线性稳压电路。它由取样环节、基准电源、比较放大环节、调整环节和过流保护电路、告警电路等几个部分构成。取样环节由电阻R39、R40和电位器RP组成。采用电位器RP是为了使输出电压U。在一定范围内可以任意连续调节。比较放大环节是一个单端输入、单端输出的差动放大器，和普通放大器相比较差动放大器的最大优点是能够有效地抑制放大电路的零点漂移，以提高稳压电源的温度稳定性。三极管VT14的集电极电压从稳压二极管VD12、VD13两端获得。R31是稳压管的限流电阻，再经过一级由R32和VD14~VD16构成的简单稳压电路后,再从稳压二极管VD14、VD15、VD16上取得基准电压加到差动放大器VT13的基极，与经过二极管VD20加三极管VT14的基极上的取样电压进行比较电压放大,被放大以后的信号由差放管VT13的集电极输出，经电阻R35加到调整环节的输入端VT12的基极。
       为什么采用差分放大器能使稳压电源输出电压的温度稳定性提高呢?关键在于发射极电阻R37的电流负反馈作用。假设环境温度上升了,必然会导致如下循环过程,使输出电流Ic13保持稳定:


       显然，适当加大R37的值，电流负反馈作用更强,电路的温度稳定性更好。二极管VD17、VD18用于对差放管VT13和VT14的Icbo的变化进行温度补偿，并兼有保护作用。而C11.R34用来消除稳压电路内部可能产生的自激振荡。但电容C11不能取得过大,否则对输出的控制电流Ico的旁路作用加大,并影响稳压电路的调节时间。
      为了增大稳压电源的输出电流,调整管采用了八只并联的硅三极管构成。从而使可以输出的最大集电极电流比单管扩大约8倍。为了邂免并联管因管子性能差异导致某只管子先坏,在每只管子的发射极均串接了一只0.3Ω的小电阻,利用串联电流负反馈的原理通过各只并联管的电流基本相同。
       根据三极管的电流控制关系Io = βIb可知，在调整管的集电极电流Ic可以很大，而比较放大环节输出的控制电流(近似等于调整管的基极电流I)又很小的情况下，只有通过增大管子的电流放大系数才能使上面的等式成立。为此，在调整管的输入端还接入了由复合管VT12构成的推动级。这样,整个调整环节就可以看成是一只具有电流放大作用的复合调整管,其等效电流放大系数;

      这就保证了比较放大级对调整管的有效控制。但是,复合管的穿透电流很大会使调整环节的热稳定性变得很差,为此,分别在VT11和VTl2的发射极接入分流电阻R28和R29。但分流电阻的接入,会使复合管的等效电流放大系数减小,这是不利的一面。一般说来,分流电阻的阻值取得越小，分流作用越大.克服穿透电流对热稳定性影响也越好,但是等效电流放大系数β总的降低也越厉害。应用时,应权衡利弊,酌情掌握。整个稳压电路的稳压过程如下所示:

       本电源的过流保护电路由于输出电压较高,采用开关切断人工复位的过流保护电路。从上图可以看出,该过流保护电路由三极管VT1,~VT4,晶闸管VS,稳压二极管VD9.VD10,二极管VD10、VD12,继电器K2、K3.K4 以及电容C5~C10,电阻R4~R21等元件构成。
       在正式分析过流保护电路以前,有必要简单介绍一点有关单向晶闸管的情况,以便加深理解。晶闸管是可控硅整流元件的简称，通常用英语名称的三个缩写字母SCR来表示,中文常用VS来表示,其符号和结构如下图1-27所示。


       图1-27(a)是晶闸管的代表符号;图1-27(b)是晶闸管的结构，从结构图可以看出，一只晶闸管由P-N-P-N四层半导体构成,中间形成三个两反结的PN结J1、J2和J3。晶闸管有三个引出极，一个称阳极用A表示，一个称阴极用K表示,第三个极是控制极用G表示。如果象图1-27(c)那样,将晶闸管从中间局部分开,它就相当于两个互相连接的晶体三极管，(其中，一个是PNP型管,另一个是NPN型管),如图1-27(d)所示,用图1-27(d)可以说明晶闸管的工作原理。
     如果在A和K间加上足够的正向电压(即A为正K为负),在A.G间不会有电流流过,因为两只晶体管都没有导通;这时如果在G.K间也加上一个正的触发电压,如图1-28所示。