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电路分析:机器人开关电源各单元电路结构及原理

  该电路其实就是一个很典型的普通PWM开关电源电路。脉冲宽度的自动调节取决于反馈电平与

  它是一个正激式隔离开关电源电路。隔离变压器包括三个绕组,第三绕组为芯片提供启动电路电源。

  电路使用了最简单的单管结构。开关管使用了MOSFET器件:2SK1939(2501),N沟道,功率100W。

  使用线性光电耦合器从输出端引回F/B电压及OVP过压反馈,F/B电压基准为基准电源器件。同时引入了过流保护电路等。

  输入电路各电容C11、C12、C13用于滤波,滤除高频噪声;电抗器L11用于浪涌抑制;电容C14、C15、C18用于去耦。

  输入220VAC电压经过全波整流,产生变换器所需的直流电压,及提供控制电路电源。

  启动电路是由输入整流电源提供芯片Vcc电源的电路。可以从隔离变压器原边或者第三边提供。输出电压一般为Vcc-2V。

  变压器T11的1、3绕组为原边主绕组,4、5为辅助绕组,6、7为副边输出绕组。电源去耦电容建议为10—47uF,启动电流不少于300uA。

  电路由辅助绕组供电,与常规的芯片启动电路有较大差别。C31及前面的两个二极管用于获得相对来说比较稳定的集电极直流偏压,基极偏置取自输入电路的直流电压。A、C点用于提供其它辅助控制的上偏电源。

  发射极下偏置18K电阻其实就是通过0欧电阻接到芯片7脚,并通过7脚并联0欧电阻到5脚(热沉端)接地的。

  芯片的上限频率是500KHz,这是一个能够最终靠外部阻容器件设置频率的震荡电路。

  该电路的F/B端为电源实际输出反馈端。输出电压Vo经分压采样,控制基准电源。基准电源的高低决定了线性的输出电流的大小。从F/B端看,IF/B和VOUT是成线性关系的,这样就实现了电路的反馈调节。

  它取决于反馈电路中光电流的大小。因为它直接影响光电输出级的导通程度(Uce),从而直接影响到OVP电位。由后面的输出电路能看出,这个保护点取决于一个稳压管的稳压值。当输出电压高于保护值时,OVP点电位高于门槛电平750mV,芯片进入保护状态。

  DET被用于检测输出电压。如果DET不接地,则在它超过2.5VDC时,将F/B电位钳制在0VDC,从而使得占空比为0,电源处于保护状态。当它低于2.5VDC时,电源正常工作。

  由于隔离变压器原边开关管是单向驱动的,所以只做正极限保护即可。变压器第三边绕组单向脉动信号经过二极管整流及RC滤波,送CLM+端,做为正极限过流保护。

  常规情况下,CLM+或CLM-的电压超过阈值(+200mV/-200mV)时,过流信号将使输出截止,并且持续到下一个周期。下个周期将重新恢复,形成所谓“逐脉冲电流控制”。

  ON/OFF端(7脚)为低电平时芯片才工作,阈值电压为2.4V。本电路被直接接地,不进行控制。

  热沉端也被直接接地,以获取较好的耐热性。芯片的5、6、15、16脚内部是短接的,通过5脚接地。

  芯片的图腾柱输出脚2驱动MOSFET管栅极,开关管驱动隔离变压器原边绕组1-3,主绕组上并联的RC电路用于提供泄放通路。

  整流桥的上面两个二极管用于整流,下面两个用于提供在开关管关断期间电感的续流通路。电感器电解电容用于滤波,加上两个二极管的续流作用,能够得到尽可能连续的电流。

  输出电压由光电1、基准电源及电位器控制,调节电位器可在一些范围内调整输出电压。

  光电2、稳压管部分用于获得反馈OVP信号,稳压管的稳压值决定了OVP保护动作点。

  这是一个单管隔离降压变换器,而且是一个传统的硬开关电路。为防止变压器磁饱和及迅速恢复,原边使用了简单的R1C1释放电路。副边VD1整流,VD2续流,C2去耦,L、C4滤波,R3C3、R4为辅助泄放通路。

  由于这类开关电源在其它设备上也经常用到,因此对它的彻底解析,也有助于我们高效地维护其它设备电源,并降低维护成本,减少停线时间,提高生产效率。

  同时通过测绘和详细的分析过程,也提升了修东西的人自主解决复杂新技术问题的能力。