【導讀】穩壓器的電源變壓器在使用過程中，空載時間較長，穩壓電源存在無功損耗，時間久了就造成不可忽視的能源浪費。因此，有必要設計一款節能型交流穩壓電源。本文設計的節能型交流穩壓電源，經樣機實驗證明，該方案是可行且可靠的。
在無線電通訊、電子測量、自動控制、電子計算機等許多設備中，供電電源必須具備穩定的電壓。但我國的供電電壓的波動范圍相當大，這就需要在用電設備與交流供電電網之間加設交流穩壓設備，以確保在供電電網的電壓一旦超出規定范圍后，經交流穩壓設備饋送給用電設備的實際交流電壓仍穩定在規定范圍內。另外，穩壓器的電源變壓器在使用過程中，并非連續有負載，且空載時間較長，穩壓電源存在無功損耗，日積月累，是不可忽視的能源浪費，增加了用戶開支。因此，設計節能型交流穩壓電源很有實際意義。
穩壓電路
1、繼電器控制部分和變壓器部分
輸入電壓的波動范圍為-25%～+10%,輸出電壓要求在220×(1±0.05)V范圍內。將輸入電壓分為5檔，可提高輸出電壓的精度。根據不同的波動率得到相應的輸入電壓，其對應值分別為：165V(下降25%)，176V(下降20%)，198V(下降10%)，209V(下降5%)和242V(升高10%)。繼電器控制部分和變壓器原理如圖1所示。
圖1：繼電器控制部分和變壓器原理圖
當輸入電壓為165V時，繼電器J1、J2、J3、J4的主觸頭全部吸合，此時自耦變壓器為升壓變壓器，根據一定的匝數比，使得輸出電壓為220V;當輸入電壓為176V時，J1釋放，J2、J3、J4吸合，仍作為升壓變壓器;當輸入電壓為198V時，J1、J2釋放，J3、J4吸合;當輸入電壓為209V時，J1、J2、J3釋放，J4吸合;當輸入電壓為242V時，J1、J2、J3、J4全部釋放，此時為降壓變壓器。變壓器電路的輸入、輸出電壓數據如表1所示：
穩壓控制電路如圖2所示(圖中方框B,C,D各框內電路與方框A同)。市網電壓經IN4004整流，由320k8電阻降壓限流，47LF電容濾波，電阻R2與電位器R3(22k8)分壓，取采樣信號，采樣電路與LM393的“-”端相接，基準電平與LM393“+”端相接。當采樣電壓大于基準電壓時，即LM393“-”端電壓高于“+”端電壓，LM393輸出低電平，MC1413輸入低電平，輸出高電平，繼電器則不動作(釋放)。當采樣信號低于基準電平時，LM393輸出高電平，MC1413輸出低電平，繼電器動作(吸合)。
節能電路
節能電路如圖3所示，由5個IN5404硅整流管(D3～D7)構成識別電路。當有負載時，回路電流將流經IN5404,在A,B兩點產生1.2V的交流電壓，再經IN4148整流，電容濾波，電阻限流，給MC1413引腳7輸入正偏壓(高于門限電壓)，MC1413輸出低電平，引腳10的繼電器J5工作(吸合)，用此繼電器來控制自耦變壓器的接地回路。當無負載時，A、B端無電壓，MC1413引腳7為低電平，MC1413引腳10輸出高電平，繼電器釋放，斷開自耦變壓器的接地回路，減少無負載時線圈內電流的無功損耗。
自耦變壓器的設計
設計自耦變壓器需計算容量、鐵芯截面積、各繞組匝數及漆包線徑等參數。
設計實例
據上述設計電路制造出容量為1kVA的穩壓電源，其主要技術指標如下：輸入電壓范圍165～265V,輸出電壓230×(1±0.05)V，鐵芯截面積22.4cm2，鐵芯外廓32mm×70mm，每伏2.4匝，電磁功率線徑為0.69～0.75mm，傳導概率線徑為1.08～1.15mm，每伏磁通量密度為2.43TV。
結束語
本文設計的節能型交流穩壓電源，主要特點是通過改變自耦變壓器抽頭實現穩壓器的波形不失真。經樣機實驗，調試已獲得成功，說明該設計方案是可行且可靠的。
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