PSM 100KW發射機馬達電源板的改進

郭興安

摘 要：PSM 100kW發射機在自動化改造后的馬達電源板在原有的設計上存在一定的缺陷，只考慮了設備正常的工作條件，而沒有考慮負載發生異態時的工作狀態，在電路上沒有設計過流保護功能，在實際運行當中當負載短路時經常性的損壞電源板。為了更好的穩定發射機讓元器件運行在安全狀態，減少發射機的停播，對原有的馬達驅動板電路增加了過流保護的設計，在負載短路的情況下快速切斷，有效的避免了電源板的燒毀，有利于安全播出。

關鍵詞：馬達電源板 過流保護

中圖分類號：TN838 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0046-02

100kW發射機在自動化改造后的馬達電源板，為發射機調諧控制系統提供+15V和-15V電源。但是，此電源板沒有過流短路保護功能。在實際的應用中，當馬達電源板回路出現過流或短路故障時，引起以下問題：損壞馬達電源板；馬達驅動板長時間工作在大電流輸出狀態，導致馬達驅動板損壞；馬達電源板提供+15V和-15V兩路電源，通常馬達電源板損壞情況為一路電源損壞，而另一路正常供電。在調諧控制系統中，這樣的情況使馬達驅動板持續輸出+28V或-28V電源，伺服馬達一直向一個方向轉動，直到限位。在限位保護失靈時，損壞電容，電感，伺服馬達等器件。因此，我們對馬達電源板進行改進。改進后的馬達電源板，能有效彌補未改進馬達電源板的不足，有效保護馬達電源板、馬達驅動板以及電容電感、伺服馬達等器件。

1 馬達電源板改進的思路

能實現馬達電源板過流、短路保護功能，同時能夠實現當+15V電源或-15V電中的任一路出現過流或短路時，同時切斷+15V和-15V電源輸出，并且給出過流短路保護切斷指示?？梢杂行У谋苊怆娫窗鍩龤?，以及+15V和-15V兩路電源中，有一路過流短路損壞，而另一路供電，導致的發射機調諧控制系統問題。

如圖1所示，改進后的馬達電源板增加了過流取樣電路、過流判斷電路、過流保護電路以及指示電路幾個部分。過流取樣電路對電源板工作時的電流情況進行取樣。過流判斷電路判斷電源板工作電流是否大于設定值。當大于設定值時，發出過流信號給過流保護切斷執行電路。過流保護切斷執行電路在接收到過流信號后，同時切斷兩路電源供給，馬達電源板輸出電壓為零。指示電路給出電源板正常工作指示，以及過流切斷指示。

2 電路設計的分析

如圖2所示，為改進后馬達電源板原理圖。在圖中，+15V電源部分與-15V電源部分電路基本對稱。下面對+15V電源部分進行分析。

在電路中，R1、R2用來進行過流取樣。R2、R3、R7、U2組成過流判斷電路。K1、Q1、D2、D4組成過流保護電路，在過流時，執行切斷功能。在工作時，+24V電壓通過R1、K1-13，11接點，送到U1，U1輸出+15V電壓，為調諧控制系統提供+15V電源。對過流信號的取樣，是通過R1、R2完成的。當電流變化時，電流在R1兩端形成的壓降也隨著變化，R2中心端的電壓也會發生變化。這樣就把電流的變化轉化為電壓的變化，方便進行取樣。R3、R7組成分壓電路，R7上端的電壓經R11送到比較器U2-3腳。R2中心端電壓，通過R4送到比較U2-2腳。U2-3腳處的電壓時固定的。當電路電流增大時，R1端壓降增大，K1-11腳處的電壓降低，導致R2中心端電壓降低，U2-2腳

電壓降低。電流增大到一定程度，導致U2-2腳電壓低于U2-3腳電壓時，U2-1腳輸出高電位+24V。這時，Q1、D4導通，K1線圈得電，K1動作，K1-13，11腳斷開，切斷了U1的電源供給，同時U1輸出電壓為0，停止向外供電。在K1-13，11斷開后，U2-2腳電壓通過R2拉到0。低于U2-3腳電壓，U2-1腳保持輸出高電位+24V，使得Q1、D4保持導通，繼電器K1線圈保持得電。當K1動作時，K1-4，8腳接通。因為K1-4接地，K2-1腳接-24V，這樣，D6導通，繼電器K2線圈得電動作，U2-4，6腳斷開，切斷-24V電壓到U3的通路，U3輸入電壓為0，所以輸出電壓為0，不能向外部提供-15V電壓，停止供電。

電流過流值的設置：調節電位器R2可以設置+15V電源的過流保護電流值。

調節電位器R13可以設置-15V電源的過流保護電流值。

在電源正常工作時，LED1為紅色發光二極管，發光，指示+15V電源工作正常。LED2為綠色發光二極管，發光，指示-15V電源工作正常。當出現過流或者短路，電路進行保護。此時，繼電器K1、K2同時動作，K1-9，11閉合，點亮黃色發光二極管LED3，指示電路過流。在過流短路切斷保護時，因停止+15V和-15V供電，LED1、LED2滅。

對于-15V電源的工作，及過流切斷保護，和+15V電源部分類似，在此不再贅述。

3 改進后馬達電源板具有的特點

（1）過流保護響應快，為毫秒級。（2）電流過流值可以調節設置。（3）+15V或-15V有任一部分過流或短路時，+15V和-15V兩路同時切斷。（4）過流短路切斷指示。

改進后的馬達電源板實現了過流保護切斷功能，當過流時同時切斷兩路電源輸出，保證了馬達電源板、馬達驅動板以及電容電感等器件的安全。經過上機使用取得了預期的效果。

參考文獻

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