引言
随着电力电子技术的不断发展,变频调速技术在工业传动领域的应用也越来越广泛,其中尤以交-直-交变频调速应用最为普遍。交-直-交变频调速电路包括整流及逆变部分,其中逆变部分典型为6个开关单元(IGBT或MOS管),上、下臂各3个,也有的加上制动单元为7个开关单元。因为上臂3个单元的控制触发脉冲信号的参考地是悬浮的,故触发脉冲一般需要相互隔离的4组电源(上臂3个单元分别供电,下臂共用一组电源)。当然,若软件配合控制,给出充电脉冲,上臂3个单元的电源采用自举电路,则只用一组电源即可。这里只讨论采用4组电源的情况。逆变器的控制辅助电源有3个特点:1)具有多路输出电压。本文介绍的电源就有5V、±15V、四组16V触发脉冲电源、12V偏置电源、24V共9路输出电压。其中,5V、±15V输出电压共地,其余输出电压均为独立输出电压。2)四组脉冲电源要求输出电压一致性较好,稳压精度较高。3)四组脉冲电源要求能提供较大的瞬时功率,但平均功率较小。要满足上述要求而又简单、成本低,采用美国PI公司的TOPSwitch系列产品不失为一种较好的选择。TOPSwitch系列产品将MOS管和PWM控制 器集成在一个芯片之中,外围电路十分简单,功率范围涵盖了数瓦到数百瓦,芯片封装形式多种多样,有的芯片还具有过温、过流及输入电压过、欠压等保护功能,能灵活适应许多电源的设计。PI公司还推出了TOPSwitch系列产品的辅助设计软件,以方便使用者快速、准确地设计出所需要的电源。笔者在做一个伺服控制器项目时其辅助电源就选用了TOPSwitch产品来设计,作为一个典型例子,下面简要介绍其设计方法及要点。
电路没计
电源设计要求
输入电压VIN范围:180VAc~240VAc。各输出电压幅值及额定负载分别为:Vo1:5.8V,1A;Vo2:15V,0.2A;Vo3:-15V,0.2A;Vo4:24V,0.1A;Vo5:16V,0.2A;Vo6:16V,0.1A;Vo7:16V,0.1A;Vo8:16V,0.1A;VBIA:12V,0.02A。要求工作可靠,所占空间小,成本较低。
TOPSwitch器件选型
在本电源中,Po=22.44w,电源工作于密闭的控制柜中,为了工作可靠应具有过温、过流及输入过、欠压等保护措施,综合考虑后,我们选择了TOPSwitch-GX系列的TOP243R器件。该器件在输入电压为230VAC±15%时,在适配器工作环境下(对应于密闭环境)最大输出功率为29W,且有过温、过流及输入过、欠压等保护功能,"R"型封装便于利用PCB覆铜层散热,省去散热器。
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