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電路總圖

                                          伺服電機參考電路

之強電電源管理電路分析及疑問

一、啟動電路

                                            圖1（晶閘管整流橋）

                                                            圖2（晶閘管控制電路）

●可控硅控制

這里的可控硅指的就是整流橋內(nèi)的晶閘管。

首先介紹下可控硅的控制方式?？煽毓栌?/span>3種狀態(tài)方式，分別是“從關(guān)斷到導(dǎo)通”，“維持導(dǎo)通”，“從導(dǎo)通到關(guān)斷”。其滿足的條件如下：

（1）從關(guān)斷到導(dǎo)通：①陽極電位高于陰極電位；②控制極有足夠的正向電壓和電流。③陽極到陰極有足夠的維持電流

（2）維持導(dǎo)通：①陽極電位高于陰極電位；②陽極電流大于擎住電流。

（3）從導(dǎo)通到關(guān)斷：①陽極電位低于陰極電位；②陽極電流小于擎住電流。

 

根據(jù)以上3種狀態(tài)及條件來分析圖1和圖2。

首先，CNB4-10輸出應(yīng)為24V高低電平：根據(jù)光耦R2701的數(shù)據(jù)手冊發(fā)光管的典型電流值If=5mA，Vf=1.1V，又R8=5.1K；所以5mA*5100Ω+1.1V=26.6V，接近于供電電源24V。其次,這里要提醒的是GND2為高壓地：由于可控硅導(dǎo)通的其中一項條件為“控制極有足夠的正向電壓”（即G極電壓要高于K極電壓），而K極為高壓地（VCCOUT），要滿足這個條件必定使VCCOUT為參考地。

上電后，（看圖1）電流從橋堆的5腳流出，經(jīng)過PR1，給C1和C2充電；由于功率電阻PR1的存在，抑制了瞬間大電流流向電容C1和C2。CNB4-10低電平時，光耦PC357不導(dǎo)通，則Q1的G極為低電平,可控硅不導(dǎo)通。C1和C2不斷吸收經(jīng)過PR1的電流，當這兩個電容的電壓超過Q2的閾值電壓后，Q2導(dǎo)通，C1和C2通過R13放電。綜上來說當可控硅不導(dǎo)通時，Q2放電，這樣保證了停機后電路內(nèi)不會存在高壓。

CNB4-10高電平時，PC2導(dǎo)通，Q2 G極為低電平，Q2截止。而CNB4-10不斷給電容C3充電，當C3電壓超過9.3V(Vf=1.1V，穩(wěn)壓管8.2V)，PC1導(dǎo)通，Q1導(dǎo)通，可控硅G極>K極。這節(jié)歸納為當高電平輸入后，Q2對C1和C2的放電將停止，并將G極置為高電平。

但從可控硅“從關(guān)斷到導(dǎo)通”的條件看只滿足了條件①②，并未滿足③此時可控硅并未導(dǎo)通。只有當有負載并且負載電流超過100mA（可控硅擎住電流IL）時，可控硅才可持續(xù)導(dǎo)通。

當可控硅導(dǎo)通后，電流超過100mA，撤去G極電壓則持續(xù)導(dǎo)通，此時去除負載電流小于100mA，則可控硅截止（即使Q2導(dǎo)通，但VCCOUT/R13=51mA）。雖然電流大于100mA后，可控硅即使不加G極電壓也可持續(xù)導(dǎo)通，但本人覺得要使可控硅截止的話最好在G極加高電平（使Q2截止，減小電流損耗），然后再去除負載并且使G極低電平；也就是說電路工作期間G極可以一直輸出高電平，直到停機后再輸出低電平，這樣更符合該電路設(shè)計思路。

●     相電壓監(jiān)測

                                                 圖3 （相電壓監(jiān)測）

假設(shè)該模塊為相電壓監(jiān)測，則當引腳2電壓高于引腳3時輸出低電平，再經(jīng)過比較器翻轉(zhuǎn)后將低電平轉(zhuǎn)為高電平經(jīng)過光耦發(fā)送脈沖波給上控板。

但實際VC-2=9.4V，則IC3-3=0.84V。假設(shè)IC3-2=0.84V時，則S電的電壓為(0.84V/10K)*810K=68V，則將在線電壓為68V時保護。求解釋？或者該模塊并不是相電壓監(jiān)測模塊？

●     泄放電路工作檢測

                                          圖4 泄放電路工作檢測

 

圖5（IC2-6和DR對應(yīng)電路）

圖5正常工作時VCCOUT=260V，則IC2-6 =6.24V；而IC4  2腳（圖4）(260V/820K)*20K+0.7V=6.96V。那么正常時，IC4  2腳電壓> IC2-6電壓，則IC4-7為高電平。當圖5 DQ導(dǎo)通后，DR為低電平，IC4  2腳電壓< IC2-6電壓，則IC4-7為低電平，此時有信號輸出。綜上所速，圖4模塊功能為檢測泄放電路是否正常工作（有無泄放電阻）。

●     電源電路

                                                     圖 6 電源電路

根據(jù)圖6 分析，PC9 的Vf=1.2V，穩(wěn)壓管ZD7=8.2V，則VC-2=1.2V+8.2V=9.4V。調(diào)節(jié)CNB4-20的輸入脈寬，使CNB4-19輸出脈沖保持在一定頻率，即可穩(wěn)定VC-2電壓。

同上VC1=+5.5V也可由此得出。

這里由一個mos管來控制兩個變壓器，但有兩個反饋，所以要取適當?shù)拿}寬值（否則不能兼顧），并且變壓器的匝比要比較精確。

●     母線電壓監(jiān)測電路和泄放電流控制電路

                     圖7 左側(cè)為穩(wěn)壓電路、右側(cè)為母線VCCOUT分壓后的值

根據(jù)電路猜測P-Q1為三端可調(diào)穩(wěn)壓管，而該模塊的基準電壓Vref一般為2.5V，所以VC-2B=(2.5V/2.7K)*(1.6K+2.7K)=3.98V。

 

 

 

 

 

                                                 圖8 母線電壓監(jiān)測1

母線電壓的監(jiān)測主要是為了防止啟動電流過大，由圖1可看出在可控硅截止時，電流通過電阻PR1不斷充電。圖8 此比較器為滯回比較器（也叫施密特觸發(fā)器，能濾除一定帶寬內(nèi)的干擾），當IC2-6電壓>ViH時，而ViH>0.717V，則此時VCCOUT>(0.717V/20K)*820K=29V。所以VCCOUT超過29V時，比較器輸出高電平，CNB4-1（控制端口應(yīng)該有上拉電阻）也為高電平。

 

                                             圖9 母線電壓監(jiān)測2

 

當IC2-6電壓>ViH時，輸出高電平，此時VCCOUT>32V。

                                          圖10 母線監(jiān)測電壓3

如圖9 上面的比較器翻轉(zhuǎn)條件為IC2-6電壓>3.986V，此時VCCOUT>163V，翻轉(zhuǎn)時輸出低電平。同時下面的比較也翻轉(zhuǎn)，Gs輸出由高電平變?yōu)榈碗娖健?/span>

綜上所述，也就是當VCCOUT<162V時，Gs=H；當VCCOUT>162V時，Gs=L。

圖11 再生電流泄放電路。

    再生電流：當電機剎車時，此時驅(qū)動電機的正向電流已經(jīng)卸去，但由于慣性電機還是自轉(zhuǎn)，此時電機相當于一個發(fā)電機由此產(chǎn)生反向電勢和再生電流。此電流不斷給電容C1和C2不斷充電，當電容兩端電壓過高時將對電路產(chǎn)生危害，所以需要電路來消耗該電流。

看圖11 當Gs=H，Q6導(dǎo)通，此時DQ截止；當Gs=L時，Q5導(dǎo)通，此時DQ導(dǎo)通，電流經(jīng)過再生電阻消耗。

 

綜上所述，當母線電壓VCCOUT<162V時(此時還在啟動C1\C2充電階段)，Gs=H，IGBT不導(dǎo)通。當母線電壓VCCOUT>162V時，Gs=L，IGBT導(dǎo)通，電流泄放。而VCCOUT的正常電壓為260V，沒達到正常電壓就進行電流泄放，顯然上述對電路的推斷有問題，希望大伙能有更好的思路來解釋該電路，或者指出電路中錯誤的地方！謝謝！