前段时间朋友送了个坏的0-30V，20A的试验电源，电源参数0-30V连续可调，20A过流保护。据朋友讲这个电源可能有设计缺陷，使用过程中很容易损坏，陆陆续续修了4、5次，最后又坏掉了。

近期由于做了0-30V、0-5A可调恒流恒压电源套件，所以决定对其改造一下。

 

电源的正面图片，可以看出电源原来的电压切换方式是手动的。右边的那个灰色旋钮是之前修电源时加的电压微调。

 

电源的散热系统，3个比较大的散热器，其实里边还有3个一样大的。调整管用的是2N3055。

 

 

电源的顶视图，电源很重，拆之前我特意称了下，重量是17.5公斤。

 

去掉上盖后内部一览。

 

变压器的长度整整15厘米。

 

叠厚8厘米。

 

宽度12.5厘米。

 

次级输出用的是4*2mm的扁铜。根据以上变压器的尺寸和输出的线径初步估计这个变压器有800W的功率。

 

原电源的控制电路板，用了2个LM741，电路很简单，6个调整管均流用的电阻是用康铜丝做的。

 

果然，电压切换用的是多联旋转开关，为了通过20A的电流，生产厂家把4联并在了一起。

 

电源的整流滤波部分，整流管用的是IN5402，每6只并联作为一个二极管，整流桥一共用了24只IN5402。滤波电容用了4只50V4700UF的电解电容并联。

 

清晰点的整流滤波板图片。

 

变压器的主绕组输出电压0-15-25-36V。

 

辅助绕组的输出电压，4.5V和0-17-36V，如果把0-17-36V绕组的17V抽头看作0点的话，它其实就近似于一个双18V带中心抽头的绕组。

以上是这个电源的基本情况。

根据我的分析电源之所以频繁损坏跟这个手动切换电压的开关有很大关系。

我们知道串联稳压电源的工作方式是把输入与输出的电压差由调整管分担并消耗来实现稳压的，分得的电压和流过的电流大小直接决定了调整管的功耗。

如果出现这样的操作：

试验人员将电压无意中切换开关切换到20-30V的档位，对应的36V输出绕组上，这时主滤波电容上的电压有50V多。而这时试验人员又需要做一个低压3V大电流18A的试验，这个时候就会出现问题。

首先18A的电流小于试验电源的保护电流20A，电源不会保护，会持续的输出。现在计算下6只调整管承担的功耗。假设主滤波电容上的电压刚好等于50V，那么调整管分得的电压是：输入电压50V-输出电压3V=47V，流过6只调整管的总电流是18A，6只调整管承担的总功耗为47V*18A=846W，每只调整管需要负担141W的耗散功率，查2N3055数据手册了解到，2N3055在环境温度小于25摄氏度的时候每只最大能承担115W的功耗。很显然在经过一段时间之后调整管就过热烧毁了。

这应该就是电源经常损坏的原因了。

那是不是这个电源在设计上根本就不能使用呢？

我们做下边的分析：

还是做一个低压3V大电流18A的试验，如果试验人员比较有经验或者看了电源的使用说明书会知道输出电压在3V，他选择0-10V的档位就可以了，0-10V的档位对应的输出绕组电压是15V，滤波后电压20V，调整管分得电压20-3=17V，调整管总功耗17*18=306W，折合每只2N3055调整管51W，显然在这样的条件下电源是可以长期工作的。

综上所述，这个电源存在绕组电压选择不当的缺陷。

经过我的检查7只2N3055全部损坏。

 

在分析了这个电源的各个参数之后我认为这个变压器配“0-30V、0-5A可调恒流恒压电源套件”再合适不过了。尤其是次级绕组输出电压，非常合适。再者套件电路中有自动绕组切换电路，可完全避免原电源的缺陷。

关于套件的一些资料：

套件的购买连接：

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套件原理图：

点我下载

 

套件中所有元件：

 

电路板正面：

 

电路板反面：

 

以下是改动、制作过程：

 

由于原套件输出电流是5A的，在扩大输出电流之后所需的调整管比较多，需要加一级推动，改动后的后级电路见上图。电路的其它部分不用改。

 

把需要改动用不上的东西拆掉。

 

原电路的均流电阻用的康铜丝，热稳定性比较好，准备留下康铜丝，其它去掉。

 

原电路的整流滤波板也保留了。我在每个电容上加了个7.5K/2W的泻放电阻。

 

切换继电器用的拆机的，由于找不到大容量的用的15A，不过触点比较大，做工很好。继电器不好固定直接用A、B胶固定到变压器上了。

 

继电器的固定位置和引线，现在还没有用胶固定。

 

电压、电流调整电位器我都换成多圈的了，这样调整起来比较细。

 

电位器的规格和接线。

 

控制板的固定，之所以把铁片弄成“Z”字型因为还有个康铜丝均流电阻板要固定。

 

固定好的控制板。

 

控制板和康铜丝均流板的固定，从侧面看下。

 

调整管的连线。

 

调整管都换成3DF20了。

 

装好了。

 

要开始试验性能了。

 

先试这个30V20A柔性的一面。

调整恒流15mA，电压15V，关闭电源接上一个白光二极管，不加任何限流电阻，开机。白光二极管发光。同时恒流指示灯也亮，表明恒流电路起作用了。如此开关几次白色发光管正常，没有出现损坏。

另外我调整恒流电位器时发先用10圈的多圈电位器，电流的步进在15mA左右。比如恒流15mA，略微调下成了30mA，再调45mA。粗略算了下：多圈电位器的步进约是20A/0.015A=1333步。

 

这个图是1mm的焊锡丝通10A电流的情况。

 

大约过了不到5秒钟，焊锡丝就融化了一段。

 

这个是电源比较阳刚的图片。

输出电压30V，恒流20A，用1000W的电炉丝作负载，当电流接近20A时，火花四溅，电炉丝直接融化了。

 

 

截至目前电源使用正常，不过说实话这个电源功率大耗电，电流也太大，试验时我很少用。一般都用我那个5A的。