恒电位仪整体说是一个负反馈放大——输出系统,与被保护物(如埋地管道)构成闭环调节,通过参比电极测量通电点电位,作为取样信号与控制信号进行比较,实现控制并调节极化电流输出,使通电点电位得以保持在设定的控制电位上。
从广义上讲,恒电位仪也是整流器。它是一种能自动保持被保护结构上控制点电位常数的电子仪表。为了达到稳压的目的,电路设计必须满足两个基本条件: ,它应该有一个参考电位并且可以调节。二是调整阴极保护系统的电位。当控制的潜力点发生变化时,如电源电压的变化,环境条件的变化,或电化学反应的延续,稳压器应该有能力自动调整控制点的电势恒定的和等于给定的潜力。
可控硅式恒电位仪是目前应用最广泛的阴极保护电源,采用工频变压器,体积重量比晶体管和磁饱和恒电位仪小,自动调节性能也优于前者,可基本满足阴极保护的供电要求。
恒电位仪的核心是比较放大器，由深度负反馈的差动放大器构成，一般采用性能优良的集成运算放大器担任，其输入是控制和参比（取样）电路，输出到跟随放大、控制移相、振荡等电路生成触发脉冲，极化电源由晶闸管整流电路构成，通过改变导通角实现调节输出。
恒电位仪的接线不复杂，一般由4条电缆组成（不考虑误差、故障报警等附属电路可引出的信号接线），分别接于：输出阴极、输出阳极、零位接阴、参比电极。输出阴极是恒电位仪输出的负端子，接至被保护物的通电点，输出阳极是恒电位仪的正端子，接至辅助阳极（地床或深井阳极）；零位接阴是仪器电路的地端，接于被保护物通电点附近，参比电极即取样信号输入端，接埋设在通电点附近的参比电极。输出阴极和输出阳极电缆要有足够的截面积，一般不应小于10mm2；零位接阴和参比电极对电缆截面无要求，只考虑足够强度即可。恒电位仪的接线都应该是铜线，远端并应焊接。
值得说明的是零位接阴是接于通电点几乎同一点（以电的概念解释就是同一点，施工时应该离开50～100mm，避开电流涌入），但是必须用单独接线，因为零位接阴是整个仪器电路的地，这个“地”必须建立在被保护物（管道）上，才能实现正确控制，因此绝不能使用短线把零位接阴与输出阴极接在一起，虽然那按电的概念也是同一点。
