文档介绍：第 21卷第 4期 吉林大学学报(信息科学版) Vol1 21No1 4 2003年 11月 JOURNALOFJ IL INUN IVERSITY (INFORMAT IONSCIENCEED IT ION ) Nov1 2003 文章编号:16712 5896 (2003 )042 03432 04 用于转台伺服系统大功率开关电源的设计α张晓莹,刘丽华(北京邮电大学电子工程学院,北京 100876 ) 摘要:采用全桥拓扑主电路,运用UC 3825脉宽调制控制芯片和集成功率模块,设计了伺服系统的功率开关电源。主开关管采用的集成功率模块自带驱动功率IGBT (InsulatedGateBipolarTransistor )电路,并有输出短路、过流、过热及欠压保护功能;着重给出了控制电路和保护电路的设计,通过实验验证了系统设计的有效性。结果表明,该电源的功率转换效率可达 80%;输出电压保持时间长达 20ms ;其电压调节范围宽和纹波小的特点保证了伺服系统控制的稳定度。各种保护措施的设计提高了整机的可靠性,减少了对电网的干扰。关键词:伺服系统;开关电源;集成功率模块;脉宽调制中图分类号:TM 912 文献标识码:A 引言 传统的直流伺服大功率电源一般采用工频整流电源,现在的转台伺服系统电源部分大多如此。首先从市电引入单相或三相交流电,经过变压器将市电降压到满足伺服驱动电源要求,而在直流母线上, 加有大电解电容,一方面起滤波作用,另一方面可以吸收电动机的反电动势,以防过压损坏器件,如图 1所示[ 1]。可以看出,此方式获得的直流电压不具备稳压功能,会随电网的波动而波动,且电网上的杂散电压、尖峰、浪涌等也一并传递到电机电压上,严重影响电机的控制效果。如不采取措施,严重时会导致电机工作异常。同时,PWM (PulseW ideModulation )控制的直流伺服电机,也是一干扰源, 它产生的干扰如不经处理会反馈到电网上,进而对别的带电运行设备产生影响。另外,工频电压整流后含有频率为 100Hz (单相)或 300Hz (三相)的固有纹波,要想减少其纹波幅值,须加大滤波电容。图 1 变压器式直流电动机主电路图 Fig1 1ThemaincircuitofDCmotorw ithtransformer 仅用整流得到的直流电压会随交流电压及负载电流的变化而变化,为了得到稳定的直流电压,必须采用稳压电路。一般采取的方案有:线性稳压电源、相控稳压电源、开关稳压电源。线性稳压电源的线路简单、干扰小,对输入电压和负载变化的响应快,稳压性能好。但功率调整管始终工作在放大区,功率损耗很大,导致线性稳压电源效率只有 20%~ 40% [ 1],发热损耗严重,所需的散热器体积大,重量重。另外线性电源对电网电压大范围变化的适应性较差。因此,线性电源主要用在小功率和对稳压精度要求很高的场合。与线性稳压电源相比,相控稳压电源的效率高,且晶闸管的功率处理能力非常强,可以组成大功率电源。但相控型稳压电源电路的工作频率低,对电网干扰和负载变动的响应慢,所需的滤波电容、电α收稿日期: 20032 042 15 作者简介:张晓莹(1961— ),女,北京邮电大学讲师,工学硕士,主要从事电子电路设计及应用方面的研究,Tel : **********, E2