适合学校实验室使用节能型稳压器设计

1、适合学校实验室使用节能型稳压器设计摘要：学校实验室精密仪器设备一般都配备稳压器，以保 证仪器的正常使用，然而稳压器的能源损耗是一大浪费。如 何降低稳压器的能源损耗，让市电在安全电压范围内时，使 稳压器自动脱离电源，将市电直接供给负载，消除稳压器自 身损耗；负载为零时，也使稳压器自动脱离电源，消除其空 载损耗，让稳压器的能源损耗降至最低，又能发挥稳压器应 有的作用，经试制，达到了设计功能。关键词：稳压器能源损耗节能自动控制目前，我国电力工业发展速度很快，但是电力供应不足 和用电效率低下的状况依然比较严重，且在今后相当一段时 间内将继续存在，部分地区电力输配设施的老化和发展滞后 等原因造成末端用户

2、电压的过低，而线头用户则经常电压偏 高，尤其是炎热的夏季，在用电高峰期电压波动很大，对用 电设备特别是对电压要求严格的精密仪器设备，影响尤为严 重。例如不稳定的电压会给实验设备造成致命伤害或误动 作、影响实验的效果和成功率、甚至造成不可弥补的损失； 同时加速设备的老化、影响其使用寿命；甚至烧毁设备配件、 使设备面临维修与更新的困扰、严重者甚至发生安全事故。 因此，不得不借助大功率稳压器进行调压。这样做固然能使 设备正常工作，然而，因稳压器长期接在电网中，其空载损 耗和有负载时的自身损耗，日积月累已成为能源浪费不容忽 视的问题。通过对市售多种规格、品牌的中小功率稳压器实 测，其空载损耗多数在20

3、50 w之间。针对这一问题，我 们经反复试验，设计并制作了一台节能型稳压器，经多年使 用，证明其稳定可靠。适用于实验室、研究所、网络中心等 仪器设备长时间运行的部门，节电效果更为显著。现将电路 刊出，供参考。1性能特点(1)市电电压在220±22 v的安全电压范围内，稳压 器能自动脱离电源，将市电直接供给负载，消除稳压器自身 损耗。(2)负载为零(v0.5 w)时，稳压器能自动脱离电 源，消除其空载损耗。(3)其他性能与一般稳压器相同，设 计功率5 kva,2. 1延时供电电路市电经变压器t1降压，di, d2整流，cl, c2滤波， 得到2个不稳定直流电压。作为识别控制电路、延时电

4、路的 电源，rl, led1构成电源指示。集成时基电路ic1及外围元 件r3, r4, r5, c4, vi, k1构成延时供电控制电路。刚通 电瞬间，由于c4两端电压不会突变，将低于1/3电源电压, ic1的脚输出高电平，经r5使vi饱和，k1得电吸合，jk1 触点被断开，切断负载电源回路，同时led2发光，显示电 路正处于延时状态。随着时间的推移，c3两端电压逐渐升高, 当c3两端电压被充至2/3电源电压时，ic1状态翻转，脚 由高电平变为低电平，vi由导通变为截止，k1释放，jk1触 点闭合，负载得电，图中rc参数延时时间约4分钟。此功 能主要是为压缩机之类的设备而设，此类设备断电后如果

5、立 即供电，有可能对设备造成损坏。如不需要上述延时供电功 能，将s2闭合即可。2.2市电电压识别控制电路2.3负载识别控制电路电路由 d9d12, r15, ic4, r14, c7, d7, v4, k3 等 元件构成，当输出端有负载时，电流流经d9d12,在h, g 两点间产生约1.4 v交变电压，经r15使ic4内发光二极 管导通，内部光敏三极管亦导通，此时若v3处于导通状态 （市电电压低于或高于安全电压时），集电极为低电平，d6 必然截止，电压经v4发射结、r14、使d7击穿导通，v4饱 和，k3得电吸合，jk3闭合，t2电源回路被接通，处于调压 状态；如果输出端无负载，h, g两端则

6、无电压降，r15中无 电流流过，ic4内光敏管截止，v4必然截止，k3释放，jk3 断开，切断t2的电源回路，消除了 t2的空载损耗；市电处 于正常电压范围内时，如前所述，v3必然截止，电源通过 k2内部线圈加至d6正极，d6正极电压等于电源电压，纵然 识别电路使ic4内光敏管导通，因为d6负极电压被钳位在 仅低于电源电压0.7 v,所以d7不会被击穿导通，v4因无 基极电流而处于截止状态，k3释放，jk3必然处于断开状态, 因而切断t2的电源回路，消除了 t2的自身损耗。识别电路 对负载的可靠识别能力为0.5 wo2.4升降压采样控制电路通过上述分析可见，在无负载时，消除了 t2的空载损 耗；市电处于安全电压范围内时，消除了 t2的自身损耗， 而且这时k1k5均处于释放状态，不消耗电能，整个电路 耗电甚微，达到了节电目的。3元件选择及制作4调试方法5结束语该节能型稳压器经实际应用，已经达到设计要求，一方 面可以满足稳压器的自动调压功能，保障仪器设备的用电安 全，另一方面又可将稳压器的能源损耗降至最低，值得推广 应用。参考文献1 郝鸿安.555集成电路实用大全m.上海：上海科学 普及出版社，2000.2 张友汉.电子线路设