電路總圖
伺服電機(jī)參考電路
之強(qiáng)電電源管理電路分析及疑問(wèn)
一、啟動(dòng)電路
圖1（晶閘管整流橋）
●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。可控硅有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(yáng)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(yáng)極到陰極有足夠的維持電流
（2）維持導(dǎo)通：①陽(yáng)極電位高于陰極電位；②陽(yáng)極電流大于擎住電流。
（3）從導(dǎo)通到關(guān)斷：①陽(yáng)極電位低于陰極電位；②陽(yáng)極電流小于擎住電流。
根據(jù)以上3種狀態(tài)及條件來(lái)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(cè)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(xiàng)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(gè)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(guò)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(shí)，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(guò)PR1的電流，當(dāng)這兩個(gè)電容的電壓超過(guò)Q2的閾值電壓后，Q2導(dǎo)通，C1和C2通過(guò)R13放電。綜上來(lái)說(shuō)當(dāng)可控硅不導(dǎo)通時(shí)，Q2放電，這樣保證了停機(jī)后電路內(nèi)不會(huì)存在高壓。
CNB4-10高電平時(shí)，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(dāng)C3電壓超過(guò)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(dāng)高電平輸入后，Q2對(duì)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(shí)可控硅并未導(dǎo)通。只有當(dāng)有負(fù)載并且負(fù)載電流超過(guò)100mA（可控硅擎住電流IL）時(shí)，可控硅才可持續(xù)導(dǎo)通。
當(dāng)可控硅導(dǎo)通后，電流超過(guò)100mA，撤去G極電壓則持續(xù)導(dǎo)通，此時(shí)去除負(fù)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(jué)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(fù)載并且使G極低電平；也就是說(shuō)電路工作期間G極可以一直輸出高電平，直到停機(jī)后再輸出低電平，這樣更符合該電路設(shè)計(jì)思路。
● 相電壓監(jiān)測(cè)
圖3 （相電壓監(jiān)測(cè)）
假設(shè)該模塊為相電壓監(jiān)測(cè)，則當(dāng)引腳2電壓高于引腳3時(shí)輸出低電平，再經(jīng)過(guò)比較器翻轉(zhuǎn)后將低電平轉(zhuǎn)為高電平經(jīng)過(guò)光耦發(fā)送脈沖波給上控板。
但實(shí)際VC-2=9.4V，則IC3-3=0.84V。假設(shè)IC3-2=0.84V時(shí)，則S電的電壓為(0.84V/10K)*810K=68V，則將在線電壓為68V時(shí)保護(hù)。求解釋？或者該模塊并不是相電壓監(jiān)測(cè)模塊？
● 泄放電路工作檢測(cè)
圖5（IC2-6和DR對(duì)應(yīng)電路）
圖5正常工作時(shí)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(shí)，IC4 2腳電壓> IC2-6電壓，則IC4-7為高電平。當(dāng)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(shí)有信號(hào)輸出。綜上所速，圖4模塊功能為檢測(cè)泄放電路是否正常工作（有無(wú)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(gè)mos管來(lái)控制兩個(gè)變壓器，但有兩個(gè)反饋，所以要取適當(dāng)?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(cè)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(cè)P-Q1為三端可調(diào)穩(wěn)壓管，而該模塊的基準(zhǔn)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(cè)1
母線電壓的監(jiān)測(cè)主要是為了防止啟動(dòng)電流過(guò)大，由圖1可看出在可控硅截止時(shí)，電流通過(guò)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(dāng)IC2-6電壓>ViH時(shí)，而ViH>0.717V，則此時(shí)VCCOUT>(0.717V/20K)*820K=29V。所以VCCOUT超過(guò)29V時(shí)，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(cè)2
當(dāng)IC2-6電壓>ViH時(shí)，輸出高電平，此時(shí)VCCOUT>32V。
圖10 母線監(jiān)測(cè)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(shí)VCCOUT>163V，翻轉(zhuǎn)時(shí)輸出低電平。同時(shí)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(dāng)VCCOUT<162V時(shí)，Gs=H；當(dāng)VCCOUT>162V時(shí)，Gs=L。
圖11 再生電流泄放電路。
再生電流：當(dāng)電機(jī)剎車時(shí)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正向電流已經(jīng)卸去，但由于慣性電機(jī)還是自轉(zhuǎn)，此時(shí)電機(jī)相當(dāng)于一個(gè)發(fā)電機(jī)由此產(chǎn)生反向電勢(shì)和再生電流。此電流不斷給電容C1和C2不斷充電，當(dāng)電容兩端電壓過(guò)高時(shí)將對(duì)電路產(chǎn)生危害，所以需要電路來(lái)消耗該電流。
看圖11 當(dāng)Gs=H，Q6導(dǎo)通，此時(shí)DQ截止；當(dāng)Gs=L時(shí)，Q5導(dǎo)通，此時(shí)DQ導(dǎo)通，電流經(jīng)過(guò)再生電阻消耗。
綜上所述，當(dāng)母線電壓VCCOUT<162V時(shí)(此時(shí)還在啟動(dòng)C1\C2充電階段)，Gs=H，IGBT不導(dǎo)通。當(dāng)母線電壓VCCOUT>162V時(shí)，Gs=L，IGBT導(dǎo)通，電流泄放。而VCCOUT的正常電壓為260V，沒(méi)達(dá)到正常電壓就進(jìn)行電流泄放，顯然上述對(duì)電路的推斷有問(wèn)題，希望大伙能有更好的思路來(lái)解釋該電路，或者指出電路中錯(cuò)誤的地方！謝謝！
