一种用于伺服驱动器的低压开关电源的制作方法

本实用新型涉及伺服驱动器技术领域，尤其是一种用于伺服驱动器的低压开关电源。

背景技术：

随着工业的迅猛发展，基于IGBT的伺服驱动器被广泛应用于各种场合，IGBT一般由多个功率单元串联或并联组成，每个功率单元的电源就是一个非常重要的核心部件，它为驱动电路、控制电路、信号电路等提供能量，因此，电源的好坏决定了功率单元乃至对伺服驱动器性能的好坏。

输入为220V或以上交流电的伺服驱动器，主电路单元两侧的电压会达到上500-600V或更高，并且会有较大的电压波动，需要性能可靠的开关电源。反击式开关电源具有体积小，容易实现多路输出，以及交叉调整率高等优点，被广泛的应用在伺服驱动器等设备上。但由于输入电压较高，电源上的元器件耐压值也随之提高，元器件的体积随之增大，导致驱动器体积增大，生产成本增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于将现有高压交流输入的驱动器开关电源改成直流输入的低压开关电源，缩小元器件体积，从而降低伺服驱动器的体积，降低生产成本。

本实用新型的技术方案为：

一种用于伺服驱动器的低压开关电源，包括：

用于外接直流输入并滤去输入干扰的输入电路，输入电路设有EMI滤波结构，包括直流滤波器以及差模电容；反激式变压器，反激式变压器具有原边绕组、多组根据不同输出要求而绕制的副边绕组以及为控制芯片供电的辅助绕组；用于采样输入电路的输出电压从而产生PWM信号的控制电路，控制电路包括内置高频MOSFET和PWM控制器的控制芯片；与副边绕组数量匹配的输出电路，输出电路的输入端与副边绕组的输出端电连接；通过光耦合器将输出电路的输出误差反馈至控制芯片的反馈电路，光耦合器的发光器与其中一个输出电路的输出端电连接。

其中，原边绕组的一端连接输入电路的输出端，原边绕组的另一端连接控制芯片的漏极引脚，控制芯片的电压检测引脚旁接输入电路的输出端；辅助绕组、光耦合器的受光器和控制芯片的控制引脚依次连接。

控制芯片为DPA424系列控制芯片。

控制电路还包括旁接于控制芯片漏极引脚的箝位单元，箝位单元包括箝位电阻、箝位电容和箝位二极管，所述箝位电阻与箝位电容串联，所述箝位二极管与箝位电阻、箝位电容并联。

控制芯片的控制引脚与频率引脚电连接。

频率引脚旁接有用于抑制控制引脚与频率引脚上交流信号的反馈滤波单元，所述反馈滤波单元包括互为串联的第一反馈滤波电容和第一反馈滤波电阻，以及与第一反馈滤波电容、第一反馈滤波电阻并联的第二反馈滤波电容。

控制芯片的限流引脚接有设定控制芯片工作电流值的电流设定电阻。

反馈电路还包括LM431稳压芯片，所述LM431稳压芯片的输入端和输出端之间设有频率补偿电容和频率补偿电阻。

输出电路设有由整流二极管、负载电阻和若干个滤波电容构成。

本实用新型的有益效果：使用直流输入电压,电磁干扰低，对元器件耐压值要求降低，缩小电源体积；同时采用反激式拓扑结构以及集成度高的DPA424芯片，减少元件数量，降低成本。

附图说明

图1：本实用新型电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的描述。

实施例

一种用于伺服驱动器的低压开关电源，如图1所示，包括输入电路、反激式变压器、控制电路、输出电路和反馈电路。其中，输入电路的作用是外接直流输入并滤去输入干扰，输入电路设有EMI滤波结构，包括直流滤波器U1以及设置在直流滤波器U1前后的差模电容C1、C2；所述反激式变压器T具有原边绕组、五组根据不同输出要求而绕制的副边绕组以及为控制电路供电的辅助绕组；输出电路的输入端与副边绕组的输出端电连接，输出电路的数量与副边绕组数量相同。

控制电路用于采样输入电路的输出电压从而产生PWM信号，包括内置高频MOSFET和PWM控制器的控制芯片U2；本实施例的控制芯片U2为DPA424系列控制芯片，其引脚包括控制引脚(C)、电压检测引脚(L)、限流引脚(X)、频率引脚(F)、源极引脚(S)和漏极引脚(D)。

反馈电路设有光耦合器FOD817，并通过光耦合器FOD817将输出电路的输出误差反馈至控制芯片U2，光耦合器FOD817的发光器与其中一个输出电路的输出端电连接，从而获取工作电流。

本实用新型的拓扑结构以反激式变压器T为中心设计，其中，原边绕组的一端连接输入电路的输出端，原边绕组的另一端连接控制芯片U2的漏极引脚，控制芯片的电压检测引脚(L)旁接输入电路的输出端；辅助绕组、光耦合器FOD817的受光器和控制芯片U2的控制引脚(C)依次连接。

为了保证峰值漏极电压在可接受的范围内，控制电路还包括旁接于控制芯片U2漏极引脚(D)的箝位单元，箝位单元包括箝位电阻R5、箝位电容C4和箝位二极管D6，所述箝位电阻R5与箝位电容C4串联，所述箝位二极管D6与箝位电阻R5、箝位电容C4并联。箝位电阻R5、箝位电容C4吸收过量的漏极电压，并减小漏极(D)和源极(S)之间的电压高频振荡。

所述控制引脚(C)与频率引脚(F)可以选择控制芯片U2的工作频率，本实施例将控制芯片U2的控制引脚(C)与频率引脚(F)电连接，此时频率为300KHz。

反馈电路上设有用于抑制控制引脚(C)与频率引脚(F)上交流信号的反馈滤波单元，反馈滤波单元旁接在频率引脚(F)上，具体包括有第一反馈滤波电容EC2、第二反馈滤波电容C3和第一反馈滤波电阻R4，其中第一反馈滤波电容EC2和第一反馈滤波电阻R4串联，第二反馈滤波电容C3与第一反馈滤波电容EC2、第一反馈滤波电阻R4并联。

反馈电路上还设有LM431稳压芯片，所述LM431稳压芯片的输入端和输出端之间设有频率补偿电容C12和频率补偿电阻R13，保证光耦合器FOD817的工作环境。

作为优选，控制芯片U2的限流引脚接有设定控制芯片U2工作电流值的电流设定电阻R3，电流设定电阻的阻值限制控制芯片U2的工作电流峰值。

输出电路的数量为五个，每个输出电路对应不同的负载，输出电路的电压输出分别为驱动电路和功率模块供电的+24V输出、为继电器供电的+24V输出、为控制板模拟量供电的+12V和-12V输出，以及为控制板供电的+5V输出。其中，反馈电路上的光耦合器从+5V输出取电。输出电路上设有由整流二极管(D1-D5)、负载电阻(R6-R10)和滤波电容(C7-C11、EC4-EC7)构成，输出电压的正负值取决于整流二极管(D1-D5)的方向，上述的-12V输出是相对参考地而言的。

本实用新型将现有伺服驱动器所使用的交流开关电源改为低压直流输入的反激式电源，降低电磁干扰以及元器件耐压值要求，同时采用反激式拓扑结构以及集成度高控制芯片芯片，能有效减少元件数量及元器件体积，降低成本。在伺服驱动器工作时，需要再连接一个将交流电转换为低压直流电的电源，若干个伺服驱动器可同时连接同一个外接电源，充分利用电能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。