用于绝缘电阻测量的500V直流稳压电源

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家用电器的绝缘电阻是国家标准规定的必测项目,500V直流电源就是电子兆欧表上的关键部分。长期以来,500V电源都是由简单的电路提供的,有的甚至不经稳压,直接由整流滤波电源供给,这就大大地影响了绝缘电阻的测量精度,给使用带来了很多的不便。这里介绍一种实用的500V稳压电源,用它作为绝缘电阻的测量电源,效果十分理想。

电路原理 电路见图1,其工作原理如下:450V交流电压经整流滤波后得到约610V的直流不稳定电压加至调整管BG1的集电极,当输出电压U\(_{0}\)未到稳定值500V时,运放的输入端电压为U+<U\(_{-}\),运放输出低电平,BG2截止,BG1的输出U0跟随输入电压U\(_{i}\);当输出电压U0达到500V时,电路进入闭环负反馈,此时运放的输入端有U\(_{+}\)=U-,BG2建立起一定的工作点,其集电极流过的电流为I\(_{c2}\)。如果由于Ui的不稳定或者负载的变化使得U\(_{0}\)下降时,电路进行如下调整:U+下降、U下降、U\(_{bc2}\)下降、Ic2下降、I\(_{b1}\)上升、Uce1下降、U\(_{0}\)上升,使输出电压U0达到稳定,同理,当U\(_{0}\)上升时,通过调整使U0回到稳定值。由于运算放大器具有很高的增益,所以电源的电压调整率和负载调整率都相当好。W1可以调节输出电压,本电源的输出电压可以在400~600V之间连续调节。

图1
图1 🔍原图 (1401×497)

元件选择 由于电源的输入输出电压较高,每一元件的功耗和耐压都有一定的要求,R\(_{1}\)、R2、R\(_{3}\)、R4、R\(_{5}\)、R8、R\(_{9}\)均选用功率为2W的金属膜电阻。R7的功率要大于5W,一般可用几个2W的电阻串联而成,W1选用调节范围宽,稳定性好为精密电位器,运算放大器除了选用μA741外,其它的同类通用运放均可代用,如果选用单电源运放,效果将更好。三极管BG1、BG\(_{2}\)均用耐压大于800V,功率为50W的BU326,其它同类的管子均可代用,不过BG1、BG2的β应尽量选大,并且要给BG1、BG2加上足够大的散热器,以防过热烧坏。电解电容C1,C\(_{2}\),C9如果单个耐压不够,可用2个耐压为450V的串联而成。

调试 调试时,接调压器于变压器初级间,如图2。把W1调至中间位置,调压器从0伏开始往上调,用万用表监视输出电压U\(_{0}\),它应随调压器输出电压的升高而升高。再用万用表测量U-,约为6.2V,U\(_{+}\)小于6.2V,运放的输出电压U小于1.2V,调整调压器,使其电压继续升高到220V,此时输出电压U0应稳定在某一个值,同时U\(_{-}\)=6.2V,U+=6.2V,运放输出电压U\(_{0}\)1应在3~5V之间,调整W1使输出电压U0为500V,稳压电源便调好了。如有条件可用示波器观察U\(_{0}\),发现有自激振荡时可适当加大C4,C\(_{5}\)的容量以消除振荡。

图2
图2 🔍原图 (526×171)

电源性能 输出电压400~600连续可调;输出电压稳定性:当市电变化220V±20%时,输出电压U\(_{0}\)变化<0.1V,当输出电流从0~100mA变化时,输出电压U0变化<0.1V;4 小时漂移:<0.5V;纹波电压:<50mV(峰值)。(郝春旗)