一种用于多轴伺服控制系统的电源控制电路的制作方法

本实用新型涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种用于多轴伺服控制系统的电源控制电路。

背景技术：

工业机器人是由多轴伺服控制系统组成的，如四轴机器人、六轴机器人，随着工业机器人技术的发展，其应用的领域也越来越广，要求的精度和稳定性也越来越高，如焊接、涂胶、装配等领域，伺服控制电源系统的稳定性对于机器人的精度和稳定性往往起着决定性的作用，如果电源系统不稳定，那么控制部分即使算法做的再好可能也起不到良好的控制效果。

在实际应用中，输入电压即电网电压的波动又往往是不可避免的，当输入电压波动，整流后的电压即伺服控制的电压受到影响也随之波动，从而引起伺服控制系统输出转速和扭矩忽大忽小的情况，进而引起伺服控制系统的稳定性和可靠性，因此如何产生稳定的共直流母线电压供伺服系统的应用非常关键，另一方面，由于伺服电机均为感性负载，导致电流的相位滞后于电压的相位，以及电流波形的畸变，引起电源的有功功率下降，从而耗能严重，尤其是在大功率的机器人生产应用中，造成不必要的能源浪费。

技术实现要素：

针对上述存在的问题和弊端，本实用新型提出一种用于多轴伺服控制系统的电源控制电路。

具体技术方案如下：

一种用于多轴伺服控制系统的电源控制电路，其中包括：

一整流桥，所述整流桥的输入端连接一交流电源；

一功率因数校正电路，所述功率因数校正电路的输入端连接所述整流桥的输出端；

复数个伺服电机，分别连接于所述功率因数校正电路的输出端。

进一步的，所述功率因数校正电路包括：

一电源输入端，连接于所述整流桥的输出端；

一集成电路芯片，所述集成电路芯片包括：

所述集成电路芯片的第一引脚连接一第一支点，所述第一支点连接于一第一分压检测组之间；

所述集成电路芯片的第四引脚连接一第二支点，所述第二支点连接于一第二分压反馈组之间；

所述集成电路芯片的第三引脚连接至接地端；

一MOS管，所述MOS管的栅极通过一第一电阻连接于所述集成电路芯片的第二引脚，所述MOS管的漏极通过一电感连接所述电源输入端，所述MOS管的源极连接至接地端；

一二极管，连接于所述电感与所述功率因数校正电路的输出端之间；

一第一电容，通过一第二电阻连接于所述电源输入端与接地端之间；

一第二电容，连接于所述功率因数校正电路的输出端与接地端之间；

一第三电阻，连接于所述MOS管的栅极与接地端之间。

进一步的，所述第一分压检测组包括：

一第一检测电阻，连接于所述第一支点与所述电源输入端之间；

一第二检测电阻，连接于所述第一支点与接地端之间。

进一步的，所述第二分压反馈组包括：

一第一反馈电阻，连接于所述第二支点与所述电源输出端之间；

一第二反馈电阻，连接于所述第二支点与接地端之间。

进一步的，所述集成电路芯片包括：

输入电压欠压保护电路；和/或

输入电压过压保护电路；和/或

输入电流限流保护电路；和/或

开环检测保护电路。

进一步的，所述交流电源提供的电压维持在85-265V之间。

进一步的，所述MOS管为N型MOS管。

上述技术方案的有益效果：

本实用新型技术方案的有益效果在于：通过将用于工业生产的85V-265V交流电经过整流桥，将其整流为脉动直流电，再利用功率因数校正电路稳定升压为385V的直流电，该385V直流电作为多轴伺服控制系统的的输入电压，保证伺服控制系统的稳定；上述用于多轴伺服控制系统的电源控制电路适用于大功率多轴伺服控制系统，能产生稳定的共直流母线电压，同时电源的利用率显著提高，对于伺服系统的稳定性具有重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种用于多轴伺服控制系统的电源控制电路原理图；

图2为本实用新型提出的一种用于多轴伺服控制系统的功率因数校正电路图。

附图中：1、整流桥；2、功率因数校正电路；3、复数个伺服电机；21、电源输入端；22、集成电路芯片；221、集成电路芯片第一引脚；222、集成电路芯片第二引脚；223、集成电路芯片第三引脚；224、集成电路芯片第四引脚；23、第一支点；24、第二支点；25、MOS管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图1和附图2，具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

一种用于多轴伺服控制系统的电源控制电路，其中包括：

一整流桥1，整流桥1的输入端连接一交流电源；

一功率因数校正电路2，功率因数校正电路2的输入端21连接整流桥1的输出端；

复数个伺服电机3，分别连接于功率因数校正电路2的输出端VOUT。

上述技术方案中，通过将用于工业生产的85V-265V交流电经过整流桥1的作用，将其整流为脉动直流电，再利用功率因数校正电路2升压为385V的直流电并保持稳定，该385V直流电作为多轴伺服控制系统的输入电压，保证伺服控制系统的稳定，提高用电效率，减少电流畸变。

作为优选的实施例，功率因数校正电路2包括：

一电源输入端21，连接于整流桥的输出端；

一集成电路芯片22，集成电路芯片包括：

集成电路芯片的第一引脚221连接一第一支点23，第一支点23连接于一第一分压检测组之间，使电流采样模块通过整流桥后的分压电阻网络，检测出输入电源是否在正常范围内，从而让芯片正常工作；

集成电路芯片的第四引脚224连接一第二支点24，第二支点24连接于一第二分压反馈组之间，使输出电压采样模块通过分压电阻和集成电路芯片的基准电压比较等组成一个电压环，且集成电路芯片内部含有保护电路，使得输出电压维持正常；

集成电路芯片的第三引脚223连接至接地端；

一MOS管25，MOS管的栅极通过一第一电阻R1连接于集成电路芯片的第二引脚222，MOS管25的漏极通过一电感L连接电源输入端，MOS管25的源极连接至接地端，一二极管D，连接于电感L与功率因数校正电路2的输出端之间。MOS管25作为功率因数校正电路2的开关元件，二极管D用于续流，MOS管25，二极管D和电感L共同作用控制着功率因数校正电路2的充放电过程，保证直流电输出时，输出电压维持在一个稳定值。

一第一电容C1，通过一第二电阻R2连接于电源输入端与接地端之间，用以滤除整流输出电压中的高频部分；

一第二电容C2，连接于功率因数校正电路2的输出端于接地端之间，用以输出电压的储能，保持输出电压的稳定；

一第三电阻R3，连接于MOS管25的栅极与接地端之间，用以减少电磁干扰。

上述技术方案中，通过集成电路芯片22的第一引脚221连接一第一支点23，第一支点23连接于一第一分压检测组之间，使电流采样模块通过整流桥1后的分压电阻网络，检测出输入电源是否在正常范围内，从而让芯片正常工作；利用集成电路芯片22的第四引脚224连接一第二支点24，第二支点24连接于一第二分压反馈组之间，使输出电压采样模块通过分压电阻和集成电路芯片22的基准电压比较等组成一个电压环，且集成电路芯片22内部含有保护电路，使得输出电压维持正常。

进一步的，通过MOS管25作为功率因数校正电路2的开关元件，二极管D用于续流，MOS管25，二极管D和电感L共同作用控制着功率因数校正电路2的充放电过程，保证直流电输出时，输出电压维持在一个稳定的值。第一电容C1用以滤除整流输出电压中的高频部分；第二电容C2用以保持输出电压的稳定；用以第三电阻R3，连接于MOS管25的栅极与接地端之间，用以减少电磁干扰。

作为优选的实施例，第一分压检测组包括：一第一检测电阻R11，连接于第一支点23与电源输入端之间；一第二检测电阻R12，连接于第一支点23与接地端之间。

第二分压反馈组包括：一第一反馈电阻R21，连接于第二支点24与电源输出端之间；一第二反馈电阻R22，连接于第二支点24与接地端之间。

上述技术方案中，通过分压检测电阻测量输入时的电流，保证集成电路芯片22的正常工作，利用分压反馈电阻测量输出时的电压，保证功率因数校正电路2输出时电压的持续稳定。

作为优选的实施例，集成电路芯片22包括：

输入电压欠压保护电路、输入电压过压保护电路、输入电流限流保护电路、开环检测保护电路；交流电源提供的电压维持在85-265V之间；MOS管25为N型MOS管。

上述技术方案中，通过集成电路芯片22里的输入电压欠压保护电路、输入电压过压保护电路、输入电流限流保护电路、开环检测保护电路保证芯片的正常工作，维持输出电压作为多轴伺服控制系统输入的母线电压的稳定，提高用电效率，减少电流畸变。

进一步的，功率因数校正电路工作在连续导电模式，功率因数校正电路会采用灵活的控制策略对输出电压进行控制，使得输出电压有效值稳定在385V左右，且纹波非常小，对于伺服控制系统电机的电流适当减小。

伺服系统轴的个数可通过计算得出，每轴的额定功率数相加，再乘以适当的过流倍数，即功率设计的额定值，与功率因数校正电路电感、电容、MOS管等元件的参数设计有关，可根据负载灵活设计。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。