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  折騰了半年多的電源供應器算有了定案,這個電路和原稿電路相比顯然複雜得太多,可想而知,從電路的初次修改到最後之定型是一段很長的歷程。當初筆者是抱著學一步走一步的想法,自覺會走的時候即恨不得馬上告訴大家,沒想到走是會走了,卻走得不很順,於是又忙於修正自己,這麼一來卻給讀者帶來許多不方便,這一點令筆者深感歉意。

定了型的電路

  此次的電路仍然做了部份修改,首先是保護電路的簡化,原電路中保護管的啟動電壓是藉著輸出電壓在二極管及水泥電阻上之壓降而來;不過此種方法必須採用大電流的二極體和大功率的電阻方可,而更由於二極體和晶體間的逆向電壓的不同,使得最小限流值有很大的誤差,有的不到3mA,有的卻高達50mA。

  新的電路中是將二極體安排在推動管Q3之B腳上,由電路的結構可以看出保護館偏壓之獲得是由功率管射極上之自然壓降而造成,不僅省去了不少元件,而工作上更趨合理。至於安排串聯兩個二極體的理由則是用於對消Q3之射極和二極體上之電壓降,使得調整起來更趨線性。

  此外DC ON的指示及繼電器的趨動電路都改成了達靈頓式接法,因原先採用單只晶體趨動,輸入阻抗過低而動作不明確,改了以後可以獲得相當理想的效果。至於最大電壓預調電阻自動換檔的取消,乃是因換檔的時候,繼電器的瞬間空接狀態(既未ON也未OFF),使得IC之參考電壓瞬時失去,由於IC之反應很快,造成電壓即時下降,原本動作的繼電器又變成OFF狀態,而待正常參考電壓接上後又再換檔,如此反覆的ON、OFF,破壞了換檔的功能。

複雜卻有代價

  一眼看上去,這麼樣的電路真讓人有不知如何下手的感覺,錯綜複雜的佈線很難理出個頭緒。其實說穿了都是自動換檔在作怪,去掉此部份,電路自然簡潔得多。但不幸的是電源供應器中是不可能少掉這一環,除非改成手動換檔,但這一來,操作不方便不說,一個不小心即可能付諸青煙,這樣的代價未免也太大了。由於大多數的電源供應器電路中甚少介紹換檔的部份,僅簡單的繪出穩壓電路,使得許多人看到筆者的電路誤為吹毛求疵,那才是冤枉呢!

  至於電壓及電流表之多段預選,乃是將繼電器及表頭的功能發揮至極限的傑作,恐怕也只有唐老編才能想得到的。如此看來,電路的多元化是有其價值的,因為它帶來日後無盡的方便,從另一個角度來看,反而是簡化了。

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系統設計

  外箱的設計和整個電路有著極密切的關係,畢竟它是個電子工具,每一項面板上所具有的功能設計隨時都可能利用到,因而面板上各部功能位置安排是否合適、觀看是否容易、操作是否方便,乃至和內部電路之整體結構是否能相互配合等,都是設計時所應考慮的!

  首先我們決定採用具有把手的幾箱,對此厚重的機器來說,把手多少能有助於搬運或移動,甚至檢修時能很便捷的卸下面板;表頭位置的安排也是刻意考慮的。一般傳統的對稱法固然很容易分辨出完全獨立的兩部份,但卻和電源開關、負載開關糾纏不清,尤其是輸出之博士端子更不易找個妥當位置。是以在這部機器中,把表頭集中在一邊,而於上下的相對位置各自安排各邊的指示燈、控制鈕及內部電路板,而主要控制開關及輸出端子則及終於右邊。如此操作起來甚為方便,而且可以構成一個極為理想的內部結構。

  整個電路板上已經有了29個接線柱,若是連可變電阻也須以接線柱來維繫,那接線的複雜程度必然是可想見的。偏偏此部份的接線最容易產生錯誤,不是接錯就是接反,因此電路板上的可變電阻就設計成可直接插入機箱上,而各接線柱也儘量能以接近所需焊接的零件為原則,如此不易接錯,也易整理。

  又由於整個體系重量不輕,加以接線結構複雜,如日後有檢修上的問題,拆拆裝裝必然十分困難,因此把機箱之底部冲成透空式,再以鐵皮覆蓋,那麼檢修的時候就方便多了。散熱片是採用現成的舊貨,葉片多而重量大,將之固定於機箱外更能發揮散熱之效果。

為什麼只賣零件包

  正如以前文章中所說的,開發這個電路所耗費的心血要遠比讀者所能看到的來得多,今天我們面臨的問題是如果它正正式式的推到市面上,它的價格勢必和一般市售價(約一萬五)相差無幾(事實上這樣的機種恐怕也非一般品所能比得上),否則絕難收回那龐大的研究開發與廣告經費。這是因數量問題所造成的必然結果,在不敢奢望及實在無法做過多的投入的情況下所能做的唯一較合理的舉動──讓讀者自己去完成它,當然經過筆者多次的大力吹噓之下,相信讀者有絕對的能力去完成它!

也要分期付款?

  才登出的廣告就有人反映貴了一點,是不是能分售?可不可以分期付款?諸此問題一直讓筆者很難決定。由於此套件非比尋常,許多元件都是訂製而來,缺一則不能竟其功。如果分售,可能增加筆者太多的困擾,甚至可能得不償失。倒是分期付款的方式筆者很願意去嘗試,不過如何分法及如何得到一個合理的保證,我們正在研究中,也希望有意以此方式購買的讀者能儘快和我們聯絡!

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裝機前的檢查

  讀者收到貨品之後,請先檢查外箱是否有碰傷或變形,如果是,請即刻退回以利重新處理。內包裝分四大部份:(一)電路板及附屬零件兩包(二)機箱及外面附件(三)濾波電容及整流子(四)變壓器。其中各部零件包都有清單可以對照檢查,如有缺少也可要求補寄。

電路板之插焊

  由於電路板上印有詳細之零件位置圖及鑽好之孔位,讀者可依標示分別將零件焊妥。其中每一個繼電器分別有兩個腳,此兩個空腳應以短路線連接,此外輸出之三安培二極體也是以二只並聯以增加電流量。並請注意,在焊接之前應再三檢查具有方向性或標示腳的元件是否插對位置,如一切妥當之後即可將之固定於機箱上。

再裝電源

  先將後板上之元件裝妥再固定濾波電容及整流子,依裝機圖將輸入電源110V部份焊妥,並先通電以三用表量取變壓器之交流電壓是否如標示值。由於變壓器是以110V為標準輸入電壓,因此可能有些地區之次級電壓會稍高一點,但無妨。如一切正常則可繼續將濾波電容、整流部份及變壓器至電路板上之各接點連線焊妥。並請注意,濾波電容至電路板A點之間應先串接一個100Ω1/2W電阻,此電阻可以防止一旦電路有問題所產生的損害,其他如表頭、功率管、LED、波段開關、輸出等皆可暫不接即進行初步測試!

初步之測試

  所需之工具為零件包中之電壓表,步驟為:

  a.以短路線連接(BB)及(DD)兩點,使電路不需功率管即可構成環路。

  b.通電並量取100上之壓降是否太大,如兩端之壓差超過10伏即需再檢查電路板或接線是否錯誤(兩個繼電器皆成ON的狀態可能產生很大的壓降)。

  c.將電壓表頭之80伏檔加之於輸出和地之間,旋動電壓調整可變電阻,則電壓應為可調且繼電器也應有兩次跳動聲,由表頭內之電壓指示出最大電壓為85伏左右,最小為零伏。

█如繼電器不跳則可能有是(1)繼電器有問題,以三用表量繼電器線圈內阻是否斷路,(2)分壓電阻焊錯(3)穩壓器工作不正常,觀察電壓表即可看出是否又輸出。

█如繼電器跳後而電壓只能上升至25伏或50伏左右則表示繼電器皆點不良(更換),或輸入之交流電壓未接妥。

█如繼電器跳後電壓即維持最大值而無法下降,則表示(1)IC之輸出不正常,(2)IC供電壓不正常(±12V),(3)其它晶體腳接錯,此三種情形之任一種都可能導致輸出為最大值,應三者都檢查之後再決定是否更換元件。

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  d.以上問題如不產生即表示電路完全正常,可繼續以下的步驟,但須特別注意,在未接入功率晶體之前,萬不可進行短路或負載試驗,一則限流未接入電路,二則所有之電流將全部由推動管Q3來擔負,它可能因而瞬間燒毀!

最後之電路測試

  e.將散熱片取下,固定功率晶體(已塗好矽油)及焊接水泥電阻。而後取適當長度之導線將BCE腳分別接引出,一切妥當之後再固定於後板上,再將B腳接於BB上,C腳接於CC上,而E腳則暫接於Z點上,去掉BB、DD間之短路線,再加電觀察電壓是否正常。

  此時之電壓不正常即表示功率管有問題或導線接錯。

  f.如一切正常之後可將電壓表及電流表依圖示分別接妥,並注意圖示之電壓表及電流表為由背後觀看之接點,將兩表頭背面翻過來對照接即可。尤應注意的是電流選擇波段開關之大小順序和表頭之大小順序是一致的,相對位置不可接錯,一切妥當之後可再將LED指示燈及DC ON等開關接妥。

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  g.再通電並旋動電壓可變電阻,電壓表之指示會隨電壓之高低而自動選擇不同之指示範圍。如滿20伏時則進入40伏之指示區,表頭之指示恰為原20伏區的一半,同理進入80伏區亦然。而LED之指示為最低檔亮20V,其次為40伏,再次為80伏,如此交替明滅,此部份的觀察特別讓人感到新奇,是個相當有趣的實驗。

  h.去掉100Ω電阻,並將U、X、W、Y四點上之半可變電阻調至中間位置,而將限流可變電阻旋至最小,電流預選波段開關則置於0.2A之位置,再將電壓調至10伏左右,將輸出(+)及(-)短路,則顯示電流應小於10mA。再將電流微調旋至最大,如表頭指示超過200mA,則調整Y點上之半可變電阻,使之約為200mA即可,同法可進行0.6A、2A及6A之調整。不過在進行2A及6A之調整時,應注意時間不可拖得太長,因為未調整的最大限流點可能為8A或10A以上,長時間的短路對功率管不利,如無把握,可先是將微調電流加大,如電流過大則應先降低限流再調整半可變電阻。

此時算完成矣!

   待最大限流調整完成後,這部機器即可正式加入服務您的行列,如果願意也可進行固定電阻值之電流實驗,甚至以擴大機當負載亦可。但請注意,擴大機的負載並非純直流負載,而是交流負載,輸出電流並非表頭上所示者,其他的用途及工作可參看前數期的文章,那麼這一部不怕短路、不怕任何狀況的長期使用,可串並聯,又具有高度精密指示及大能量的電源供應器必然會對您未來的試驗工作助益多多。

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簡易電源供應器

  有讀者來信問到低電壓低電流的電路,筆者是基於完全實用且低造價的立場去考慮它,因而輸出端子僅有三個,電壓、電流可變電阻及表頭都是雙電源共用,而最大輸出為2安培33伏左右,當然更大的輸出亦未嘗不可,只要改變變壓器即可。不過在沒有自動換檔的情況下是十分危險的,此電路取其簡易而造價低廉(不超過兩千元),有意的讀者也可和我們連絡。

轉載音響技術第56期 AUG. 1980 大功率電源供應器製作/夏海蔭

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