图2-46所示是十分常见的小型直流电源的外形图。这里通过解剖该小型直流电源的过程来学习动手操作技能。
图2-46 示意图
拆下小型直流电源背面的两颗固定螺钉,取下正面的标签,并拆下图2-46所示处的一颗螺钉,这样可以将外壳打开。图2-47所示是打开外壳后的内部线路图。从图中可以看出,它由一只小型电源变压器和一块印制电路板组成。
1. 初步了解情况
根据对实物的观察,这一电源变压器二次绕组共有7根引出线,以一根引脚为共用引脚,可以得到6组不同的交流输出电压。
图2-47 小型直流电源内部电路图
这一小型直流电源共有6组直流输出电压:3V、4.5V、6V、7.5V、9V和12V,每一组交流输出电压对应一个相应的直流输出电压。二次绕组的抽头选择由印制电路板上的一只转换开关完成。
2. 了解元器件组成
印制电路板上的主要元器件:两只转换开关,一只是电源变压器二次绕组抽头转换开关,另一只是输出直流电压的极性转换开关(控制是负极性还是正极性直流电压输出);一只滤波电容;一只电阻器和4只二极管。
根据印制电路板上的元器件和铜箔线路画出该小型直流电源的电路图。
1. 画出电源变压器电路图
首先画出电源变压器的电路符号。根据实物可知,电源变压器有一组没有抽头的一次绕组和一组共有7根引脚的二次绕组,图2-48所示是这一电源变压器电路。根据变压器降压电路工作原理可知,一次绕组与220V交流电源线相连,二次绕组应该与整流电路相连。因为二次绕组有抽头,而且使用一组整流电路,所以二次绕组与整流电路之间还应该有一个交流电压转换开关。
图2-48 示意图
2. 画出整流和滤波电路图
根据实物可知,该电源中有4只二极管,由于这种小型直流电源不能同时输出正、负极性的直流电压,所以这4只二极管很可能是构成典型的桥式整流电路。所以先画出一个典型的桥式整流电路,如图2-49所示。然后根据印制电路板上4只二极管的实际连接情况进行核对,以确定就是典型的桥式整流电路。
图2-49 桥式整流、电容滤波电路
因为印制电路板上只有一只滤波电容,所以这一直流电源采用的是典型的电容滤波电路,如图中所示的C1。
3. 画出二次绕组抽头转换开关的电路图
因为这一小型直流电源能够调整直流输出电压的极性,所以整流和滤波电路的接地端不能简单地接地线,应该与直流输出电压极性转换开关相连。将降压、整流和滤波电路拼起来是画出整个电源电路图的关键,这其中主要是通过印制电路板上铜箔线路的连接情况,画出两只转换开关电路。
图2-50所示是小型直流电源二次绕组抽头转换开关电路。根据实物画出这一电路图,主要说明以下几点。
11. 寻找电路板上电容器方法
图2-50 二次绕组抽头转换开关电路
(1)在印制电路板上找到电源变压器二次绕组,共有7根引脚,其中必然有一根引脚直接与桥堆的交流电压输入引脚相连,见图中引脚①,直接与桥堆的一个交流输入端“~”相连。
(2)桥堆的另一个交流输入端“~”必定与二次绕组抽头转换开关相连,这样可以找到二次绕组抽头转换开关。
(3)二次绕组抽头转换开关必定是一个单刀六掷开关,因为它要转换6挡,得到6种不同的交流电压。
(4)根据变压器工作原理可知,当开关S1置于图示7位置时,小型直流电源输出的直流电压最高,因为这时输入桥堆的交流电压最大。
4. 画出直流电压输出电路图和极性转换开关电路图
小型直流电源的直流输出电压极性可以转换,可以是正极性直流电压输出,也可以是负极性直流电压输出,这一功能通过直流电压极性转换开关来完成。图2-51所示是直流电压输出电路和极性转换开关电路。电路中的S2-1、S2-2是直流电压极性转换开关,这是一个双刀双掷开关。根据实物画出这一电路图,主要说明以下几点。
图2-51 直流电压输出电路和极性转换开关电路
(1)画出直流电压输出电路有一个简单的方法。查看印制电路板上的滤波电容C1,C1是一只有极性电解电容,通过其外壳上的极性可以确定桥堆极性,C1的正极与桥堆的“+”端相连,C1的负极与桥堆的“-”端相连,如图2-51所示。
(2)电路中的VD5是发光二极管,是电源指示灯,它通过限流保护电阻R1接在滤波电容C1两端,VD5正极与C1正极相连。
(3)R1用来保护发光二极管VD5,它的色环顺序是棕、红、红、金,查色环电阻器资料可知R1为1.2kΩ,误差为±5%。注意,误差色环只有金、银两种,根据这一点可确定色环顺序,金或银色环为最后一条色环。
(4)画出直流电压极性转换开关最为困难,开关S2-1、S2-2是双刀双掷开关,如图2-51所示。A点和B点是直流电压输出端,当A点电压为正时,B点电压为负。当开关转换到另一个极性时,A点电压为负,B点电压为正。
(5)开关S2-1、S2-2在图示1位置时,A点电压为正,B点电压为负;开关S2-1、S2-2转换到图中2位置时,A点电压为负,B点电压为正。
5. 画出整个电源电路图
图2-52所示是小型直流电源电路。关于这一电源电路的工作原理,主要说明以下几点。
图2-52 小型直流电源电路
(1)将前面各部分电路拼起来就得到了整个电源电路图。
(2)电源电路图可以方便装配和电路故障检修。
(3)T1是电源变压器,它能够输出6组交流低电压;引脚①为共用引脚。当开关S1置于不同位置时,能够得到不同的交流低电压输出,加到桥式整流电路中。
(4)经过整流后的电压通过电容C1滤波,得到直流工作电压。发光二极管VD5用来指示电源状态,它发光时表明电源已接通。
(5)通过开关S2-1、S2-2可以转换直流输出电压的极性。