Pyxos嵌入式網(wǎng)絡中鏈路供給電源模塊設計
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本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177006.htmPyxos嵌入式網(wǎng)絡是一種應用于機器內(nèi)部的低成本的高速傳感器網(wǎng)絡,它憑借只有5mm×5mm大小的Pyxos芯片能夠嵌入到任何一種傳感器或執(zhí)行器中,使得任何機器內(nèi)部的各個組成部分之間形成智能的數(shù)字控制網(wǎng)絡,因此要盡量減少Pyxos嵌入式網(wǎng)絡中的元器件,這樣不僅減少Pyxos網(wǎng)絡占用的空間,而且還能簡化安裝、維護工作,降低網(wǎng)絡成本。
鏈路電源技術能夠在同一媒介上既能傳輸數(shù)據(jù)信號又能傳輸24V交流或直流電,也就是說,采用鏈路電源技術的Pyxos嵌入式網(wǎng)絡上的節(jié)點可以同時從通信數(shù)據(jù)線上取得工作電源,這樣避免了額外電源線的鋪設和接口終端的使用,因此降低了Pyxos網(wǎng)絡的成本、占用空間和使用的復雜性。
采用鏈路電源技術的Pyxos嵌入式網(wǎng)絡需要一個鏈路供給電源模塊,為網(wǎng)絡提供所需的24V交流或直流電。根據(jù)鏈路供給電源模塊輸出端電源的形式,又將其分為鏈路直流供給電源模塊和鏈路交流供給電源模塊。
1)鏈路直流供給電源模塊的設計
鏈路直流供給電源模塊向Pyxos嵌入式網(wǎng)絡提供24V的直流電,如果Pyxos嵌入式網(wǎng)絡上的節(jié)點單元負載小于32個且每個單元所需的電流小于35mA,那么可以根據(jù)實際應用情況適當降低鏈路直流供給電源模塊輸出端電壓。鏈路直流供給電源模塊由電源變壓器、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路和直流電源濾波器組成,如圖l所示。220V交流電經(jīng)過電源變壓器降壓,然后通過整流電路的橋式整流將交流電變成脈動的直流電,由于整流后的電壓還有較大的交流成分,必須通過LC濾波電路加以濾除,從而得到比較平滑的直流電壓。經(jīng)過濾波電路后所得到的直流電壓,雖然脈動小了,但是電壓的數(shù)值仍是不穩(wěn)定的。
穩(wěn)壓電路可以保持輸出直流電壓的穩(wěn)定,使之不隨電網(wǎng)電壓、負載或溫度的變化而變化。CW7824穩(wěn)壓器中設有比較完善的保護電路,主要用來保護調(diào)整管。它具有過流、過壓和過熱保護功能。當輸出過流或短路時,過流保護電路動作以限制調(diào)整管電流的增加;當輸入、輸出壓差較大,過壓保護電路動作,自動降低調(diào)整管的電流,以限制調(diào)整管的功耗,使之處于安全工作區(qū)內(nèi)。過熱保護電路是集成穩(wěn)壓器獨特的保護措施,當芯片溫度較低時,過熱保護電路不起作用;當芯片溫度上升到最大允許值時,保護電路將迫使輸出電流減小,芯片功耗隨之減少,從而可避免穩(wěn)壓器因過熱而損壞。C2和C3防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑制電路引入的高頻干擾;C4減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾;當輸入端短路時,VD給電容C4一個放電通路,用來防止電容C4所存儲電荷通過穩(wěn)壓器放電而損壞器件。
為保證該鏈路直流供給電源模塊穩(wěn)定可靠的工作,在電壓的輸出端外加電容C5、C6,電感L2、L3,構成直流電源濾波器,以便減少噪音對Pyxos網(wǎng)絡的干擾。
2)鏈路交流供給電源模塊的設計
鏈路交流供給電源模塊向Pyxos嵌入式網(wǎng)絡提供24V的交流電,由交流濾波電路和24VAC降壓變壓器組成,如圖2所示。交流濾波電路的壓敏電阻R1用于抵抗浪涌沖擊;L1、L2、C1和C2用來濾除串模噪音;L3、L4和C3、C4用來消除消除共模噪音,L3、L4繞在同一個磁環(huán)上,它們具有相同的匝數(shù),一般各繞10~15匝,線徑視通過電流而定。由于電源線的往返電流所產(chǎn)生的磁通,在磁芯中相互抵消,故L3、L4對串模噪聲無電感作用,抗共模噪聲則具有電感抑制作用。24VAC變壓器將濾波處理后的純凈220V交流電降壓到24V。如果Pyxos網(wǎng)絡網(wǎng)絡的單元負載為32個,那么為使網(wǎng)絡正常工作,變壓器的額定容量至少為55VA,若單元負載小于32個,可適當降低變壓器的額定容量。另外為保障變壓器不能超載,其次級漏電感不得小于950μH。
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