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伺服电机强电源控制管理电路分析

来源:????作者:????发布时间:2019-02-02 06:37:32????浏览量:

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电路总图

伺服电机参考电路

之强电电源管理电路分析及疑问

一、启动电路

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图1(晶闸管整流桥)

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图2(晶闸管控制电路)

●可控硅控制

这里的可控硅指的就是整流桥内的晶闸管。

首先介绍下可控硅的控制方式。可控硅有3种状态方式,分别是“从关断到导通”,“维持导通”,“从导通到关断”。其满足的条件如下:

(1)从关断到导通:①阳极电位高于阴极电位;②控制极有足够的正向电压和电流。③阳极到阴极有足够的维持电流

(2)维持导通:①阳极电位高于阴极电位;②阳极电流大于擎住电流。

(3)从导通到关断:①阳极电位低于阴极电位;②阳极电流小于擎住电流。

根据以上3种状态及条件来分析图1和图2。

首先,CNB4-10输出应为24V高低电平:根据光耦R2701的数据手册发光管的典型电流值If=5mA,Vf=1.1V,又R8=5.1K;所以5mA*5100Ω+1.1V=26.6V,接近于供电电源24V。其次,这里要提醒的是GND2为高压地:由于可控硅导通的其中一项条件为“控制极有足够的正向电压”(即G极电压要高于K极电压),而K极为高压地(VCCOUT),要满足这个条件必定使VCCOUT为参考地。

上电后,(看图1)电流从桥堆的5脚流出,经过PR1,给C1和C2充电;由于功率电阻PR1的存在,抑制了瞬间大电流流向电容C1和C2。CNB4-10低电平时,光耦PC357不导通,则Q1的G极为低电平,可控硅不导通。C1和C2不断吸收经过PR1的电流,当这两个电容的电压超过Q2的阈值电压后,Q2导通,C1和C2通过R13放电。综上来说当可控硅不导通时,Q2放电,这样保证了停机后电路内不会存在高压。

CNB4-10高电平时,PC2导通,Q2 G极为低电平,Q2截止。而CNB4-10不断给电容C3充电,当C3电压超过9.3V(Vf=1.1V,稳压管8.2V),PC1导通,Q1导通,可控硅G极>K极。这节归纳为当高电平输入后,Q2对C1和C2的放电将停止,并将G极置为高电平。

但从可控硅“从关断到导通”的条件看只满足了条件①②,并未满足③此时可控硅并未导通。只有当有负载并且负载电流超过100mA(可控硅擎住电流IL)时,可控硅才可持续导通。

当可控硅导通后,电流超过100mA,撤去G极电压则持续导通,此时去除负载电流小于100mA,则可控硅截止(即使Q2导通,但VCCOUT/R13=51mA)。虽然电流大于100mA后,可控硅即使不加G极电压也可持续导通,但本人觉得要使可控硅截止的话最好在G极加高电平(使Q2截止,减小电流损耗),然后再去除负载并且使G极低电平;也就是说电路工作期间G极可以一直输出高电平,直到停机后再输出低电平,这样更符合该电路设计思路。

● 相电压监测

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图3 (相电压监测)

假设该模块为相电压监测,则当引脚2电压高于引脚3时输出低电平,再经过比较器翻转后将低电平转为高电平经过光耦发送脉冲波给上控板。

但实际VC-2=9.4V,则IC3-3=0.84V。假设IC3-2=0.84V时,则S电的电压为(0.84V/10K)*810K=68V,则将在线电压为68V时保护。求解释?或者该模块并不是相电压监测模块?

● 泄放电路工作检测

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图4 泄放电路工作检测

图5(IC2-6和DR对应电路)

图5正常工作时VCCOUT=260V,则IC2-6 =6.24V;而IC4 2脚(图4)(260V/820K)*20K+0.7V=6.96V。那么正常时,IC4 2脚电压> IC2-6电压,则IC4-7为高电平。当图5 DQ导通后,DR为低电平,IC4 2脚电压< IC2-6电压,则IC4-7为低电平,此时有信号输出。综上所速,图4模块功能为检测泄放电路是否正常工作(有无泄放电阻)。

● 电源电路

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图 6 电源电路

根据图6 分析,PC9 的Vf=1.2V,稳压管ZD7=8.2V,则VC-2=1.2V+8.2V=9.4V。调节CNB4-20的输入脉宽,使CNB4-19输出脉冲保持在一定频率,即可稳定VC-2电压。

同上VC1=+5.5V也可由此得出。

这里由一个mos管来控制两个变压器,但有两个反馈,所以要取适当的脉宽值(否则不能兼顾),并且变压器的匝比要比较精确。

● 母线电压监测电路和泄放电流控制电路

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图7 左侧为稳压电路、右侧为母线VCCOUT分压后的值

根据电路猜测P-Q1为三端可调稳压管,而该模块的基准电压Vref一般为2.5V,所以VC-2B=(2.5V/2.7K)*(1.6K+2.7K)=3.98V。

QQ图片20140606112831

图8 母线电压监测1

母线电压的监测主要是为了防止启动电流过大,由图1可看出在可控硅截止时,电流通过电阻PR1不断充电。图8 此比较器为滞回比较器(也叫施密特触发器,能滤除一定带宽内的干扰),当IC2-6电压>ViH时,而ViH>0.717V,则此时VCCOUT>(0.717V/20K)*820K=29V。所以VCCOUT超过29V时,比较器输出高电平,CNB4-1(控制端口应该有上拉电阻)也为高电平。

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图9 母线电压监测2

当IC2-6电压>ViH时,输出高电平,此时VCCOUT>32V。

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图10 母线监测电压3

如图9 上面的比较器翻转条件为IC2-6电压>3.986V,此时VCCOUT>163V,翻转时输出低电平。同时下面的比较也翻转,Gs输出由高电平变为低电平。

综上所述,也就是当VCCOUT<162V时,Gs=H;当VCCOUT>162V时,Gs=L。

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图11 再生电流泄放电路。

再生电流:当电机刹车时,此时驱动电机的正向电流已经卸去,但由于惯性电机还是自转,此时电机相当于一个发电机由此产生反向电势和再生电流。此电流不断给电容C1和C2不断充电,当电容两端电压过高时将对电路产生危害,所以需要电路来消耗该电流。

看图11 当Gs=H,Q6导通,此时DQ截止;当Gs=L时,Q5导通,此时DQ导通,电流经过再生电阻消耗。

综上所述,当母线电压VCCOUT<162V时(此时还在启动C1\C2充电阶段),Gs=H,IGBT不导通。当母线电压VCCOUT>162V时,Gs=L,IGBT导通,电流泄放。而VCCOUT的正常电压为260V,没达到正常电压就进行电流泄放,显然上述对电路的推断有问题,希望大伙能有更好的思路来解释该电路,或者指出电路中错误的地方!谢谢!

此图是点测小日本的板子,其中相电压检测(图3)和母线电压监测电路和泄放电流控制电路(图7,图8,图9,图10,图11),解释不通,求指点! 如相电压检测(图3),假如是作为输入电压过高保护的话,为什么只加了一路检测,其它两路不检测?难道其它两路电压不会召电击?假如不是的话。看电路计算参考电压为68V,结合交流的正弦波形,那么输出就是50hz方波,但测交流的周期有什么用? 不好意思电源部分的电压算错了,VC-2=15.5V,VC-1=8.7V。 伺服电机采样电阻,需要样品支持的可联系

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