數(shù)控用開關(guān)電源保護電路的實現(xiàn)

開關(guān)電源的可靠性直接影響到電子產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性。文中從相關(guān)數(shù)控系統(tǒng)開關(guān)電源的各種保護電路著手，分析設(shè)計了數(shù)控開關(guān)電源的軟啟動電路， 過壓保護、過流保護、欠壓保護等電路的工作原理和具體設(shè)計方法， 解決了數(shù)控開關(guān)電源的工作可靠性問題， 為數(shù)控系統(tǒng)的批量生產(chǎn)提供了保障。精密機床數(shù)控系統(tǒng)使得加工零件的精度有了穩(wěn)定的保證， 在目前機械加工中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

　 引言　

開關(guān)電源電路負(fù)責(zé)為整個機床數(shù)控系統(tǒng)各部分設(shè)備提供電源。本文主要介紹了一種機床數(shù)控系統(tǒng)用開關(guān)電源各種保護電路的工作原理和實現(xiàn)方法， 通過實際研制， 使得該系統(tǒng)開關(guān)電源穩(wěn)定性大大提高， 保護功能穩(wěn)定可靠， 滿足了批量生產(chǎn)要求。

　　1 保護電路工作原理分析

　　機床數(shù)控用開關(guān)電源包含有軟啟動保護、過壓保護、過流保護、欠壓掉電保護等電路。

　　( 1) 軟啟動電路

　　由于開關(guān)電源輸入整流電路后級大多采用電容性濾波電路濾波， 在電源合閘瞬間， 往往會產(chǎn)生電流幅值高達(dá)幾十甚至幾百安培的浪涌電流， 此種浪涌電流十分有害， 會造成開關(guān)電源啟動故障甚至損壞。常用的軟啟動電路有可控硅和限流電阻組成的防浪涌軟啟動保護、繼電器觸點組成的軟啟動保護、負(fù)溫度系數(shù)電阻組成的軟啟動保護電路等。

　　本系統(tǒng)開關(guān)電源采用負(fù)溫度系數(shù)電阻組成的軟啟動保護電路， 簡單實用， 工作可靠。如圖1, 220 V 交流電經(jīng)線圈L1濾波共模干擾后， 整流產(chǎn)生約三百伏左右直流電壓， RT 電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻， 型號為M02-7Ω。當(dāng)電源合閘瞬間， 浪涌電流使得熱敏電阻發(fā)熱， 阻值迅速減小， 輸出直流電壓逐漸建立， 可有效防止浪涌電流對電源電路的沖擊， 使得整個電源半橋變換電路穩(wěn)定可靠。

　　圖1 負(fù)溫度系數(shù)電阻組成的輸入軟啟動電路

　　在開關(guān)電源啟動時， 由于脈寬調(diào)制器尚未建立穩(wěn)定的驅(qū)動脈沖， 需采取措施使得驅(qū)動脈沖逐漸建立起來， 該開關(guān)電源脈寬調(diào)制器采用性價比較高的脈寬調(diào)制器T L494。如圖2, TL494 的第四腳為死區(qū)控制， 它既可以為變換功率管提供安全的死區(qū)時間控制， 也可以作為驅(qū)動芯片的軟啟動控制。開機瞬間， 電容器C1上未建立電壓， + 5 V 通過電容C1 送TL494: 4 腳， 封鎖脈寬調(diào)制器的輸出脈沖。隨著電容C1 兩端電壓逐漸升高， T L494: 4 腳電壓逐漸下降， 驅(qū)動脈沖寬度逐漸展寬。當(dāng)輔助電源+ 15 V 出現(xiàn)故障時， 三級管V1迅速導(dǎo)通， + 5 V 電壓經(jīng)三極管V1 送T L494: 4 腳， 切斷驅(qū)動脈沖， 使開關(guān)電源停止工作而不致?lián)p壞。

　　圖2 利用TL494:4 腳進(jìn)行驅(qū)動軟啟動及電源保護