微型電機電源的設計

譚婕娟

摘要：某微型電機電源是將220V/50Hz的交流電，轉換為兩相相位差為90°、頻率為1.5kHz的方波信號，并且為了克服以往微型電機有時在低壓時無法啟動時的現象。本文根據微型電機在低壓下可靠啟動的要求，設計了一種高低壓轉換電路，以達到高壓啟動低壓運行。本文網絡版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/164396.htm

關鍵詞：微型電機電源；高壓啟動；低壓運行

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.9.017

引言

微型電機電源用于雙子動壓陀螺電機，驅動陀螺電機高速旋轉，并需要角動量。微型電機電源的輸入為220V/50Hz的交流電，輸出兩項相位差為90°，頻率為1.5kHz的方波，其原理框圖如圖1。這其實是一個ACDC-AC轉換電路，因此主要包括兩大部分電路，即直流部分和交流部分。

直流部分電路

微型電機電源的直流部分輸入電壓為220V/50Hz交流電源，通過電源變壓器降壓后，經整流、濾波及穩壓電路的輸出直流電壓。這部分可以說是比較常用的線路，但由于微型電機電源要求在電機啟動60s前，輸出電壓為25V；60s后，輸出電壓為20V。而最終輸出的交流電壓的幅值是由前級的直流電壓決定的，因此，就需要在直流電壓的輸出增加一部分電平轉換電路，來控制電路最終的交流輸出。

微型電機電源的高低壓電平轉換電路主要采用的是三端可調式穩壓器W117和W137，該穩壓器鏈接方式簡便，有多種封裝形式，由于此電路要求的電流較大為1A（可以同時帶動多個馬達，大大提高了效率這也是此電源的優點），因此采用了F-2型的，以保證電流。具體的電路是通過雙單穩觸發器CC4098產生一個延時脈沖，延時時間可調節，由這個延時脈沖控制穩壓器W117和W137，穩壓器 W117和W137及其外圍電路如圖2。

圖2中的N1為三端可調式正電壓穩壓器W117，延時脈沖有兩點輸入，前60s為低電平，三極管V1不導通，輸出電壓按公式Uo=1.25（1+R4/ R3）Ui輸入電壓計算。

60s后高電平到來，三極管V1導通，電阻R5并入電路，即與R4并聯，R4并聯R5后阻值小于R4，按公式計算Uo減小，即達到了高低電平的轉換。由于W137是負電壓工作，因此還需將延時脈沖反相后經1點輸入，其余工作原理與W117相同。

結束語

本文設計的微型電機電源與以往的電源相比擁有很好的高電壓、大電流工作狀態，且增加了高壓啟動、低壓運行的功能，較以前的電源大大提高了其工作效率和使用可靠性，同時克服了微型電機有時在低壓時無法正常啟動的現象，可以在同類型的電機上推廣應用。

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