小尚弟可调电源调试的疑惑

phjzg

化了55家元，下了"拆机专家123"的电路，其实就是主楼的图纸，只是清楚些，我电脑里老早就有，哈哈。
辅助电源浮地的（辅助电源地和主电源的正极相接的），测量运放工作状态时，最好以主电源的正极为参考点以便容易判断故障情况。
（按主楼描述应该是这样测的，U1B 的6脚电压0.1V是正确的）
然后楼主说，测量5脚电压忽高忽低，不知是不是测量时的负极参考点，是不是不同，如果也是辅助电源的地，那么5脚的外围元件先检查下，特别是VR2可调电阻（它断路，5脚电压就会成负）。
然后，情况也并不只是运放 U1B这里的问题。因为现在电压失控，且最高也只有17V，那么图上下面的运放U2A和U2B工作可能也不正常，它无法随着输出电压的变化而让继电器切换变压器线圈电压。
检查思路，先不管下面的继电器切换电路，就当是变压器一直是最低档，第一步先检修好上面的电压调节电路，即在目前情况下，调压电位器(VR 2 及调压电位器的质量也检查下），先调低电压，看看能不能调到 17V以下，先把它修好到 0-17V、再修继电器电路。如果调电压电位器调到电压最低位，电压还是不下来，测量U1B 5脚电压 7脚电压来判断U1B是否拉电流进运放了。
其中U1A是电流控制电路，U1B是电压控制电路，他们二个是通过电流取样电阻取得的电压差和输出电压来进行大环路闭环。输出都是拉电流，即电流大了，或电压高了，有1脚（电流大了）或7脚(电压高了）把从R4送到Q2(TIP41)的基极电压拉低，从而使输出电压降低，达到稳流稳压目的。

phjzg

另外，你主楼上贴出的网友评论中的关于接地符号电路图中是没错的，估计他是没注意电路图中数字表电源 及继电器控制电路的电源不是用的独立绕组的那个辅助电源的+15V，而是通过 D6 半波整流，并经 U3 7812稳压出来的+12V。这个电源和主电源是共负极地的。
然后可惜的是，这样一个桥式+半波混合电路，在 30V 以下，是没有问题，但你提高了变压器的最高档的电压，你弄到了 输出50V （此时估计主整流桥出来的电压在空载时，至少60V以上），通过桥式+半波混合整流滤波，我模拟了一下，在半波整流后的滤波电容 C11上将有40多V的电压，这对 U3将是很大的危险（7812的最大输入电压是35V)
所以，你的原电路中，把变压器的电压提高，很可能已经把电路图中下面的 +12V 这路的电源也搞坏了。
具体不知你变压器的绕制参数。
如果是想在原电路中，通过自制变压器把输出电压提高，那么建议你把下面的这组+12V电源也单独在变压器绕一组独立的绕组，这样这组可以和主电源共负极。
总之，你不大动电路，不要用高电压输出的变压器。
附变压器不同圈数比的情况下的桥式+半波混合整流情况下的输出电压。

phjzg

实际上这个电源电路中，在继电器跳到最高档时，下面的继电器电源整流电路可以等效为下图，其中 D2 D3 相当于主电源的桥式整流中的二个负端二极管。

从示波器上看波形就能看到相当于一个全波整流。正好变压器的第一档为中心。

phjzg

拆机专家123 发表于 2023-3-28 10:51
哈哈哈，上传pdf就是怕楼主没有清晰的图，所以单独传一份，你也是有心了，还这么详细，搂住对电源比较喜 ...

从上面几楼你的回复中得知，这个板子你也玩过，你也想过提高电压，有没有想过下面的+12V的供电电源问题？
另外这个电路，是靠拉电流来控制输出，所以在上部的辅助电源滤波电容C1 C2 的选择上要注意，不能太小，或者主电源的滤波电容不能太大，如果滤波电容选择的不合适，可能会引起在辅助电源正15V负6.2V低于一定数值，运放停止工作时，拉电流失效，但此时主滤波电容上还有残存电压的话，功率管将会导通失控，产生现象就是在关机时，可能会产生一个电压上冲的价段，这可能会对用电器具造成损害。
解决办法，一是加大辅助电源C1 C2的容量，减小主电源滤波电容C12 C13 C14 C16的容量，还可以减小主滤波电容的泄压电阻R17的阻值，以达到快速泄放主电源电容上的电压。
但总体上这个电路的电压控制采用拉电流不是一个好方案。后面的补救措施都是治标不不治本的。
最好的方案，是功率管的控制电压是通过运放的电流输出来控制，那样可以避免在关机后的电压上冲。

phjzg

川江号子 发表于 2023-3-28 21:34
我在网上看到的文章，分析运放的恒流恒压原理，都是灌电流，从运放的1脚和7脚输出，而小尚弟这电路却是拉低 ...

“以悬浮地为基准，测U1运放的5脚有2.5V电压，也就是TL431的基准电压，而5脚是通过VR2和R12接到2.5V基准电压的，其上应该有分压，可万用表测试却无一点电压"    检查调压电位器和插座了吗？不考虑这路断了嘛？    电压调到最低，相当于10K电位器短接了，或者你用个小电阻把 U1B 5脚对地 (主电源的地）连接起来，看看怎么样。

“C11上有17.5V，经U3三端稳压器输出12V，继电器工作正常，无可怀懝”   C11 有17.5V 只是所有继电器都不吸合时，第一档的电压是正常的。
如果你没动那二个继电器切换电压调节电位器VR3  VR4 ，且原来继电器电路调试也正确的话，那么继电器电路现在也是工作不正常或者你变压器次级线有接错。
因为主电源功率管有17V输出时，第一个继电器应该是吸合了，跳转到 图上的25V档，（15V的交流输出是不够 稳压后 17V输出的），然后跳到25V档后，又因为稳压电路是失控的，输出电压就更高，那就第二个继电器也上跳到35V档，也即电源会输出最高电压，完全失控。 继电器切换是根据主电源的输出电压来确定的。


顺便提一下，这个电路的电位器接法，还有一问题，就是电位器一旦接触不好或失效，输出失控。或者调整时有瞬间接触不好，输出电压会过冲。

phjzg

川江号子 发表于 2023-3-30 17:08
关于本电路继电器的供电，是不会象您仿真那样的，无论整机输出电压如何变化，它的12V供电是不会改变的。他 ...

你错了，
变压器第一档（14 或15V时）还利用的主桥式整流中的二个负端二极管中的一个。当向上跳高一档后，相当于是全波整流，只是在负端进行。

phjzg

川江号子 发表于 2023-3-31 21:02
phjzg      电路的走向我认真看了一下，并不是老师说的那样。继电器的供电电压是不会变高的，始终是变压器 ...

好吧，你坚持你的说法，就当我没说。（希望你好好理解下这个带抽头的桥式整流电路及中间抽头进行半波整流的电压情况）
因为你的变压器变比是220:14+10+10。所以跳到最高档，7812也是没问题，7812还可以承受（加到7812输入端的电压大概在26V左右）。只是你前面提到过主电压输出最高到50V，且不知道你的变压器变比，所以提醒你注意这个电压，不超7812的最高电压就可以。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-1 10:30
phjzg老师，我确实误会你了，向你致歉！怪我太毛糙。小尚第电源确有他不足的地方。给12V稳压供电，在低压区 ...

模拟情况如下面几个图，其中示波器上上面的波形为桥式整流出来的，中间粗白线为0电位。变压器变比设为220:14+10+10。因不知你的实际内阻，设为理想变压器，内阻都为0，空载时影响不是很大。
半波整流出来的为下面的波形，0 电位基准线下移了二格。
纵向每格幅值为 20Vpp。 横向时基每格为10ms。
理解电路时，特别要注意看不加滤波电容时的波形幅值。(加滤波电容后，在空载时电容上一般就是这个峰值电压）
前面提到过小尚弟电源电路中的D6，在模拟时取消这个D6（短接），桥式及半波整流出来的波形是对的，但是桥式整流滤波后的主电压显示好象不太对，故重新编辑了前面的贴子。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-1 17:17
phjzg     这么说来，不同电压的两个绕组给一个负载供电，并没有多大的实质性影响。学习了，谢谢 ...

你次级 14+10+10V 问题是不大，如果是 15+15+15V 就有问题。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-3 17:04
这小尚弟电源是确实把我啃掺了，现在确实不知如何下手了，那就干脆把它放下，待以后再来 ...

某宝上去找"小林电子套件"这个店铺，他的这个套件购买页面上说的比较详细。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-4 21:05
我现在怀疑运放的问题了，现在正在找358的测试数据，还有，如何判断运放是工作在拉电流状态，难道是测5脚和 ...

运放的工作情况是：正相端（5脚）比负相端（6脚）电压高，7 脚应该是高电压。（很高增益时和比较器差不多的性质）
要想知道 7 脚此时应该是高电压还是低电压，需要比较 5 脚和 6 脚的电压，即二脚的电压差 (要搞清正负）
工作在直流闭环放大且电路稳定状态时，5 脚应该等于或接近6脚电压（误差很小，此误差电压即为失调电压，LM358 的失调电压应该小于等于10mV）。
要判断是不是运放的问题，测量二个输入脚5、6 脚的电压，并对比此时的 7 脚 输出。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-4 21:05
我现在怀疑运放的问题了，现在正在找358的测试数据，还有，如何判断运放是工作在拉电流状态，难道是测5脚和 ...

我来试着解释下小尚弟这个电源的工作原理，弄清原理，有助于检修此电源,如有错误欢迎各位指正。
一，电路图上上面的辅助电源是浮地的，即辅助电源地接在主电源的正电压输出上，所以测量辅助电源及U1A U1B的工作状态时，都要以辅助电源的地为准，也即主电源的正输出为地基准。
二，辅助电源通过 AC12V+AC12V 进行正负半波整流后，再通过稳压管稳压产生+15V -6.2V 给U1运放作工作电压（不对称没关系）。
三，Q1（TL431） 产生2.5V基准电压，供给运放电压控制（负相）及电流控制（正相）作电压基准。
四，分析下电压控制的稳压过程：
       当刚打开电源时，此时主电源电压为0，假设此时VR2和J2接口上的电位器都固定在一个位置，+15V通过R12、VR2、 J2插口上的调压电位器分压供给U1B的5脚，但要注意电位器的接地是在主电源的负端。此时，U1B的6脚电压肯定是低于5脚电压的(只要调压电位器不是在最低位置），所以U1B的7脚电压为高电压，D17也不导通。此时+15V通过R4、D5给Q2(TIP41)基极电流，从而驱动大功率管导通。当大功率管导通后，输出电压上升。而因为辅助电源是浮地的接在主电源的正极上，所以此时6脚电压没有变化（相对辅助电源的地），但因为浮地，所以U1B的5脚电压相当于变低了，（电位器的下端是接在主电源的地）当5脚电压低到比6脚电压更低时，运放 7脚变成低电压，把R4送过来的电压拉低（拉电流进运放），从而使TIP41的基极电压降低，主电源输出降低，从而达到稳压状态。
改变调压电位器的状态，也就改变了5脚和6脚的比较电压，从而使电源达到新的稳定状态。
四，稳流原理：VR1、R3、J1插口上的电位器、R6、R14，组成一个分压电路，给U1A的3脚提供一个一定的电压基准(最低可调到-15mV左右，以抵消运放的输入失调电压，使得能从0A起调)。当输出电流超过一定值时，在R24 R25上产生的电压降使 U1A的2脚电压高于 3脚的设定值，1脚变成低电压，R4送过来的电压通过 LED1向运放流入，从而拉低送到TIP41的基极电压，使输出电压降低，从而限制了输出电流（在负载不变时，降低输电电压，也就降低输出电流）。直到平衡，调动调流电位器，就是改变3脚的电压基准。
五，继电器切换电路：
     此时，注意测量要以主电源地为测量的地。
  7812产生的12V电压，分别给U2A  U2B 的负相输入端设定一个基准电压(由VR3，VR4分压)。
R17、R8对主电源电压分压后，供给U2A U2B的正相输入端3脚和5脚。
当主电源的输出电压调高时，因为功率管需要一定的压差，所以需要第一个继电器J1跳上一档，假如此时VR3电位器设定在主电源10V左右上跳一档(按电路的电阻数据，VR3分压值也应该在5V左右)，那么当主电源电压调高到10V以上时，R7、R8分压产生的电压比U2A的2脚设定电压高，U2A 1脚输出高电压，推动T1 导通，继电器吸合，（R26、D7组成回差，在T1（8050）导通后，进一步拉低一些2脚的基准，从而使得主电源电压稍微低于10V时，继电器继续吸合，让继电器不会在切换点附近频繁动作)。
VR4 U2B 组成第二个继电器的切换电路，原理同。只是VR4的分压出来的电压比VR3的分压值再高一些。（如果第二档切换电压值为20V，那么VR4分压值应该在10V左右)


试析小尚弟线性可调电源的工作原理及改进：https://www.mydigit.cn/thread-380285-1-1.html

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-5 20:25
phjzg  还有一个问题，在我参考的其它电路中，发现有的电路在恒压运放单元的正负输入端并有一个5，6V的稳压 ...

钳位用，防止运放输入端的输入电压超过允许的最大差分输入电压。查了一下安森美及德州仪器的LM358的PDF文档，他们的 差分输入范围 Input Differential Voltage Range 为+- 32V,（注正负电源时）。共模输入范围Input Common Mode Voltage Range 为 -0.3 to 32V（没注明电源，应该指单电源时）

直流电源中，稳态时，电压控制运放的二个输入端的电压误差很小，几mV。所以并一个稳压管，和二个二极管反向并联，作用是一样的。工作正常时，钳位二极管不起作用。
电流控制运放的二个输入端，在空载时，差值可能比较大，并了钳位二极管，也不影响运放的状态，当进入恒流时，二个输入端的电压几乎就相等了，钳位二极管也就失去作用了。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-5 21:28
这共模输入范围--0.3to32V该如何理解，难道是负o.3到32V都可以，这未免太宽了吧 ...

单电源下，是可以的，只是超过这个范围，运放会损坏。因为运放输入端都是高阻抗输入，指标上输入电流只是纳安级（nA）不到1uA，只是内部器件耐压问题。
所以有些多运放芯片，如果在设计中用不到全部运放，空余的运放输入端，就接地或接正电源，或负电源都是可以的，而输出端腾空。目的是不让空闲运放输出噪声干扰其它运放正常工作。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-6 17:08
phjzg老师，看来您对小尚弟电源原理的分析，我受益颇深。在两天我一直在网上看恒流恒压的工作原理，其中都 ...

我也不专业，只能按自己的理解谈一下。

反馈分直流反馈和交流反馈，根据反馈形式又分正反馈和负反馈。
直流电源中，肯定是直流反馈为主，稳压稳流都是负反馈。
至于负反馈，不能机械的从输出通过某一支路到达负输入端的称为负反馈，因为运放输出后面有可能还有倒相电路。
比如小尚弟这个稳压控制电路，如果我们把辅助电源的地作为基准，那么主电源的地（主电源的负极）就相当于是一个输出为负的电源，那么整个电路的放大越大，负电压绝对值越大，那么它的稳压反馈回路就是 调压电位器这路。
关键是要理解，最后的输出端数值越大，通过这个回路，使得输出绝对值降低的就是负反馈。
反馈，不一定是就在单级放大电路上，可以是一个大回环。就这个电路而言，如果单独提出运放这一级，那么这运放是工作在开环状态。
比如由于某种原因（假如负载突然减小）使主电源输出电压高了，相当于负电压绝对值大了，通过电位器后，5脚电压也要降低（辅助电源地为基准），而此时6脚电压相对辅助电源地来说，是不变的。所以7脚电压要降低，从R4过来的电压会拉低些，从而使输出电压降低，反之，输出电压低了，5脚电压相对辅助电源地会升高些，7脚电压变高一点，最后使主电源输出电压上升，达到稳压目的。
另外：稳流控制运放中的 C3 (470p)电容，可以看作是交流负反馈，也称之为抑振电容。
而继电器控制运放中的R26 D7 及 R27 D8 是直流正反馈，在这里的作用是引入回差。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-6 20:40
phjzg老师，您对反馈的描述太深奥了，我一时半会儿还无法理解，只是觉得运放太有意思了，一块小小的芯片， ...

维修这个，其实应该不难。只要以辅助电源的地（即主电源输出正极）为测量的基准地（万用表负极），然后分别测量U1B的5 脚和6脚电压，比较下这二个电压。再对应7脚电压，就能判断运放是否正常。正常时，5，6脚都应该在0.11V左右，7 脚大约在 1V左右（空载时，和后面的三极管BE电压有关），带载后会上升一点，5A输出时，模拟出来约在2.2V左右。

phjzg

把小尚弟电源的电压控制回路有关的电路，弄到软件中模拟了一下，V1 V2为辅助电源产生的+15V和 -6.2V。V3为桥式整流电路出来的直流电压，默认在第一档时 约18V。除了功率管没有选择他电路中的3DF20和你用的BU508外（这二个元件在软件的数据库中没有，所以选用了常用的电源调整管2N3055），其它元件相同，编号也和原电路相同。其中 C7 用1UF时，软件模拟中产生了自激（稳压正常，空载时运放输出有自激振荡），所以降到了0.1uF。其它和电压控制电路无关的元器件没画进去。 VR2固定到500欧（调到最大），调压电位器按调到2K固定电阻（它们只和输出电压有关）来模拟。

此时，主电源输出电压大约在4.8V。

具体各点的电压数值如图:
探针所指为电压表正表棒，负表棒默认以辅助电源的地（即输出正极）为基准地。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-6 20:40
phjzg老师，您对反馈的描述太深奥了，我一时半会儿还无法理解，只是觉得运放太有意思了，一块小小的芯片， ...

你现在的这个机子，到底是个什么情况？ 是开机后，不管怎么样旋转调压电位器，输出电压一直是 18V左右，调不低吗？
如果是这样，检查如下：把调压电位器转到最低位置，或者索性直接短路它。然后测U1B 的 5、6、7 脚电压。多少电压，你发上来，我来帮你看看。注意辅助电源的地为负表棒。

2023-4-10 补充: 因为这电路的调压电位器二线接法的特殊性，输出电压失控后，再短路电位器或调到最小检查的方法不合适。因为此时，TL431的基准电压通过 R12 VR2 电位器到主电源负极，这路电流大增，431 稳不住了，重点还是检查TIP41和功率管。

phjzg

“调流调压旋自最小，TL431--0.8V,运放1脚 0.28V, 2脚 0.01V, 3脚0.28V,  4脚 13V,  5脚负14V,6脚负0.56，7脚13V--跳动，8脚15V。两次测量，有些差别很大，不知为何？“
你前面部份测试是正常的，这部份不正常。检查调压电路时，调电流电位器，不 要转到底。现在全转到底后，TL431：0.8V，不正常了，TL431的电压，电位器随便怎么转，应该都是不变的，是基准电压。而且4脚应该是 -6.2V 也不应该变，现在4脚成了正电压13V。运放工作电压只有2V（8脚：15V减去 4 脚13V）运放工作也就不正常了。 再检查一遍接线，特别是辅助电源的变压器的中心线，到底有没有和输出正极是不是接在一起。还有因为你换过几次变压器，检查下辅助电源变压器接线，如果是双12V 的线圈电压，那线圈二端电压应该是24V，这个也检查下。
如果接线确实没错，调流电位器调到最高，只调低调压电位器（你说有跳动，那最低再稍微回上来一点），先查好电压控制这路 4  5  6  7 8 脚三个电压。
板子上元件应该是按是电路图上的的吧，没换过也没装错吧。

phjzg

川江号子 发表于 2023-4-7 18:44
phjzg老师，现在我这台机子，一开机就在18V，无论V-RP调大调小，电压不变，调试中发现一个怪现象，V-RP电位 ...

调流A-RP电位器，旋到最小，恒流灯是有可能会亮起来，是正常的，（因为最小时，需要电流到0，电路中又预加了负15mV的偏置电压，运放的失调电压不超过15mV，所以有可能会亮恒流灯) 。如果是V-RP调压电器，罱到最小，和恒流灯应该是无关的。注意分清A-RP (调流），V-RP(调压)。