1教學試驗電源的特點
作為學校教學用的實驗電源是電源技術中的一個很重要的分支。近年來，開關電源、線性穩壓電（diàn）源發展很快，但教學用試驗電源卻由於（yú）各種原因沒能得到更新，仍然是傳統的電源。從而在性（xìng）能、應用上都受（shòu）到限製。特別是電（diàn）壓和電流的檢測方法（fǎ）存在著（zhe）三個問題：測量方法與手段、測量（liàng）顯示與精度、過載保護與顯示方式。這些因素（sù）製約了教（jiāo）學用試驗電源的開發，影響了實驗電源的發展。做為學校用實驗電（diàn）源（特別是中專、技校、職專）應具有下述特點：
（1）高可靠性（xìng）由於學生實驗（yàn）負載的（de）不確定性和操作者（zhě）不留神可能帶來（lái）的各種短路事故，所以要求電源必須具備很好的過（guò）載、短路、過熱（rè）、過壓保護（hù），使電源的**性得以（yǐ）保障；
（2）中（zhōng）精度高精度的電源對隻具有一般實驗要求的大中專學（xué）校實驗室來（lái）說是一種（zhǒng）浪費，同時高（gāo）精（jīng）度必定高價位，很不適（shì）應學校的使用；
（3）優示性在教學用實驗（yàn）電（diàn）源（yuán）中進行電壓（yā）、電流檢測顯示常用單表法，即用轉換開關切換電壓（yā）、電流顯示檢測結（jié）果，一表兩用；在**的電源中，采用（yòng）了兩表法來（lái）同時顯示電壓和電流的檢測結果，這種產品（pǐn）價格高、體積大。學生在進行試驗（yàn）時，往往是在空載（zǎi）狀態（tài）下調節選擇（zé）符合要求的輸出電壓值，在（zài）實（shí）驗過程中，接入負載後應即時顯示工作電（diàn）流，當出現過載、短路時給以聲、光報警並加以保護（hù）；
（4）低價位電源是學生做電子實驗的能（néng）源泵，是一個必須的教學設備。電（diàn）源要保（bǎo）證為（wéi）教學所用，並且價格低廉，可以通過降（jiàng）低實（shí）驗儀用電源的高精度來補償。采（cǎi）用新技術、新材料、新電路是降低成本的根本途徑。
2高壓（yā）核相（xiàng）儀（yí）的檢測保護電路
（1）教學用實驗（yàn）電源的輸出電壓可調性與電源功耗的矛盾
教學用實驗電源為（wéi）了減小噪聲，降（jiàng）低成本大都采用串聯型穩壓電路形式。其工作框圖如圖1所示，其穩壓電路功耗Pc=I0(Ui－Uo)。由於教學用電源的Uo必須是（shì）可（kě）調型，這樣在低電壓、大電流的（de）輸出（chū）狀態下，穩壓電路的功耗增加，工作性能下（xià）降，**受到影響。所以減（jiǎn）少功耗應盡可能地同步改變輸入電壓Ui，采用多抽頭的電源（yuán）變壓器是一種理想的方法。這裏介紹一（yī）種橋式（shì）整流—全波整流轉（zhuǎn）換電路，可（kě）采用通用的全波（bō）整流變壓器，電路如圖2所示。K1可是雙刀雙擲開關，也（yě）可用繼電器構成（chéng）自（zì）動控製，當（dāng）變（biàn）壓器中心抽（chōu）頭接地時（K1如圖2中所擲位置），為全波整流型，輸出電（diàn）壓U1=1.2Ui，當變壓器中的抽頭不（bú）接地時，為橋式整流型，輸出電壓（yā）U1=2×1.2Ui，采用橋式整流—全波轉換無需專用變壓器，即可（kě）方便地擴大輸出電壓的範（fàn）圍。
圖1串聯型穩壓電源
圖2整（zhěng）流電路轉換原理
（2）輸（shū）出電壓、電流的測量和保護
實驗電源必須具有優良的可示性，高壓核（hé）相儀的檢測保護電路，和（hé）完善的保護功能才能（néng）為學生所（suǒ）用（yòng），以往電源的輸出電壓、電流（liú）測量有兩（liǎng）表法和（hé）單表複（fù）用法，兩（liǎng）表法成本高、體積大；單表複用法由於手工（gōng）轉換使（shǐ）用不方便。為此我們采用美國美信公司生產的MAX471集成電路，設計了單表複用轉換（huàn）電路，如圖3所（suǒ）示。它主要依據學生（shēng）實驗電源操作程序，先空載調整輸出電源，接入（rù）負載即時顯示電流，來進行工（gōng）作的。
MAX471/472是完善（shàn）的雙向、**電流靈敏放大器，MAX471內部具有35mΩ的電流檢測電阻，可測量±3A的電（diàn）源電流，MAX472可以使用外部（bù）檢測與增（zēng）益設定電阻構成更大電流的測量。它們都有一個電流輸出端，可用一個（gè）電阻將其變換成以地（dì）為參考點的電壓，實現I/V轉換。圖3電路可設計在一塊電路板上與任意電（diàn）源相連，構成電流電（diàn）壓的自（zì）動（dòng）顯示和過流報警與（yǔ）保（bǎo）護。R1為MAX471輸出端電阻（zǔ），它決（jué）定I/V的（de）轉換靈敏度。電表可用任（rèn）意磁電係電壓表（電流表）。R1=Uout/(ILOAD×500μA/A)，Uout=所需（xū）的滿度電壓，ILOAD=被測的滿度電流，當（dāng）R1=2kΩ時，靈敏（mǐn）度為1V/A，當R2=20kΩ時，靈敏度為10V/A。實際應用時，R1可依據標準（zhǔn）儀表（biǎo）進行（háng）微調校正。J1?1為V/I電壓電（diàn）流顯示轉（zhuǎn）換繼電器，初（chū）始（shǐ）狀態下（空載時），由於未接負載，IO=0，IOUT端輸出電（diàn）壓為零，J1不吸合，J1?1 常（cháng）閉使電壓表置電源輸（shū）出端，顯示輸出電壓；同時VD3發光，以（yǐ）示（shì）測（cè）量值為電壓。當（dāng）負載接入電源後，IOUT端通過R1產生（shēng）電壓使VT2導通，繼電器J1吸合，電表通過J1?1接入IOUT端（duān）顯示I/V轉換值，即（jí）負（fù）載電流。K為強（qiáng）製轉換開關，閉（bì）合時，可置電表為輸出電壓測量。VT1為射極輸出器，以減小VT2和IC2對IOUT端的影（yǐng）響。過流保護用TL431來完成，J2為過（guò）流保護用（yòng）繼電器，RP為過流量（liàng）保護調節電位器，當Vref=UIOUT=2.5V時（shí），IC2導通（tōng），J2吸合，J2?1切斷（duàn）輸出；同（tóng）時J2?2閉合，VD5發光指示，報警音樂卡得電並（bìng）通過VT3驅動（dòng）報警喇叭，以聲光形式（shì）構成保護（hù）指示，很方便學生使用。同時（shí）過流（liú）量可在很大範圍內（nèi）進行調整或設（shè）定。