专利名称：减少实验室电源负载压降的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是学校实验室用电源设备的一种稳压装置，涉及电气、电子技术领域。
现在学校实验室使用的电源设备(指供学生分组实验用的电源设备)，由双向可控硅、变压器、开关、整流管和继电器等构成(如图1)。它具有大电流交直流低压输出、直流高压输出等功能。其主要缺点是，加负载后电压下降幅度较大(2V以上)，致使供到每个实验桌的电压受其它实验桌加载的影响较严重。例如某一实验桌在其它桌不做实验时的电压为6V，而在其它桌做实验时它的电压就降到4V以下。从而必然影响实验的精确度，甚至使某些实验不能完成。
本实用新型的目的是，对现有学校实验室用电源设备做关键性改进，即在原机的基础上增加一个减少电源负载压降的装置，以保证电源设备的电压有较高的负载稳定度。
本实用新型的原理见图2(是本实用新型加图1的一部分双向可控硅和变压器。图1中的整流和继电保护部分从略了)，由图2可以看出，原来的电源设备增加了本实用新型，就构成了新型电源设备。具体的说增加了互感器B1、分头开关K2、二极管D1～D5、电位器W1、电阻R2、R1、钮子开关K1、三极管T1。
本实用新型和图1(实验室电源设备)联接关系如图2所示，其中B1、K2、D5、W1、R2、Ki、R1、D1～D4、T1属于本实用新型部分，其余全属于原实验室电源设备电路图－－图1的一部分，图1的另一部分，如整流和继电保护部分在图2中未画出，并且器件所用符号和图2也不尽相同。由图2可以看出本实用新型和图1的联接只是把本实用新型中互感器B1的初级串在图1中变压器B1(在图2中为B2)的次级输出电路中，把本实用新型中接成桥式整流的四个二极管D1～D4交流输入两点并联在图1中双向可控硅触发电路中电位器W1(图2中为W2)的两端。
本实用新型的基本原理见图2，当实验室电源设备有电流输出时，B1的初级就有电流通过，B1的次级就会感应出交流电压。经D5整流，W1、R2、R1，限流后加到T1的基极上，产生基极电流，改变了T1发射极和集电极间的阻抗。而实验室电源设备输出电流愈大，B1次级感应出电压就愈高，T1基极电流就愈大，T1发射极和集电极间阻抗rec就愈小，W2经过二极管D1～D4桥式整流后和rec并联的等效阻抗也就愈小。所以C就可以提前达到使双向二极管D6导通的电压，也就使T2的导通角增大。从而使B2的次级输出电压增加，这就补偿了实验室电源负载增加而产生的电压降。
D1～D4的作用因W2工作在交流电路中，T1不能直接同W2并联，需通过四个二极管D1～D4整流方可。具体过成如下当W2左端电位高时，电流由W2左端经D2到T1的集电极、发射极，再经D3到W2右端，当W2右端为正电位时，电流经D4到T1的集电极、发射，再经D1到W1左端，使T1集电极保持正电压，T1发射极保持负电压，这就保证了T1的放大作用，使其阻抗能随基极电流而变化。整流管正向阻抗很小，可以忽略。调整W1和K2可以得到最佳补偿。
因为直流输出要比交流输出增加整流管压降的损耗，故直流补偿要比交流补偿强一些。开关K1就可起这个作用，采用直流输出时，可将开关K1接通，这时电阻R2不起作用，T1基极电流大些，补偿强些。当用交流输出时，将开关K1切断，电阻R2串进电路，使三极管T1基极电流减小，使补偿弱些。应当注意的是，补偿不可过强，如补偿过强可能使可控硅失控。
本实用新型的优点是，它可使输出电流在很大范围变化时的输出电压基本稳定。实验时，每个实验桌的供应电压均不会受其它桌负载变化的影响。本实用新型功率损耗低(几瓦)，易散热，造价低(仅30元左右)。
图1是现有学校实验室电源设备原理图图2是本实用新型原理及和图1联接关系说明图图3是本实用新型中可控硅的一种联接图实施例1输出电流为50A，电压为2～14V的交直流物理实验室电源中的本实用新型，采用如下元器件组装1、互感器(1)铁芯44型山字型硅钢片，高硅、低硅不限，厚度50毫米。
(2)一次线用直径0.5mm的高强度漆包线280匝，在100、130、160、190、220、250匝处抽头。
(3)用复合青壳纸三层做绝缘，再用12mm2的扁铜线绕一匝作为二次线。
2、二极管全用1N4007。
3、电阻R1为1W、30KR2为1W、680KW1为电位器1W、100KK1为钮子开关KN32×2T1为三极管DF104，β值为30～804、装置的调试(1)先调W2，使交流电压表指在100～150V之间；(2)调节互感器抽头和电位器使补偿适当。
检测结果电流输出1～50A时，电压变化在0.5V以内。
实施例2输出为12V，100A的化学实验室电源中的本实用新型，采用如下元器件组装1、互感器(1)铁芯44型硅钢片，厚55mm；(2)线圈一次线用直径0.5mm400匝，在200、250、300、350、400匝处抽头；(3)用三层0.1mm复合青壳纸绝缘后，用20mm2扁铜线绕成1匝做二次线。
2、其它元件二极管1N4007电阻R1为1W，20KR2为1W，20KW1为电位器1W，56K钮子开关K1为KN3型T1为DF104，β值为30～80装置的调试(1)先调W2使电压指在100～150V之间；(2)调节互感器抽头和电位器，使补偿适当。
测试结果当输出电流在3～100A范围内变化时，输出电压变化在1V内。
权利要求1.一种减少实验室电源负载压降的装置，实验室电源由双向可控硅调压电路、主变压器、分头开关、整流电路和继电保护电路构成，本实用新型的特征在于它与实验室电源连在一起而成为一个新的实验室电源，实用新型部分由电流互感器、分头开关、五个整流二极管-其中四个二极管接成硅整流桥、一个电位器、两个电阻、一个钮子开关、一个三极管构成，各元件的电路连接是，互感器的次级的多个抽头分别接到分头开关静触点上，分头开关动触点上串接一个整流二极管、一个电位器、一个电阻、一个和钮子开关并联后的电阻，然后接到三极管的基极上，三极管的发射极和集电极分别接在硅整流桥直流输出两点上，实用新型部分与实验室电源的电路连接是，互感器的初级线圈串联在实验室电源主变压器的输出电路中，整流桥交流输入两点并联在实验室电源可控硅调压电路中调压电位器的两端。
专利摘要减少实验室电源负载压降的装置，与电源设备成为一体，由互感器、分头开关、小电流(1安)整流管、电阻、电位器、钮子开关和三极管构成。使用这种装置，可使输出电流在很大范围内(1-50安、3-100安)变化时，输出电压基本稳定(前者变化在0.5伏以内，后者变化在1伏以内)。本实用新型结构合理；功率低、易散热；造价低廉、仅用资金30元左右。最适于学习人员分组实验用。
文档编号G05F1/10GK2033135SQ8721044
公开日1989年2月22日 申请日期1987年8月1日 优先权日1987年8月1日
发明者牟玉群, 丁礼喜, 杨敬威, 何敬文 申请人:牟玉群