微型伺服驱动器开关电源设计

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1、第44卷第1期电力电子技术Vo1．44，No．12010年1月PowerElectronicsJanuary，2010微型伺服驱动器开关电源设计王宏佳，杨明，牛里，徐殿国(哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001)摘要：为提高伺服驱动器的集成度，减小其体积，降低损耗，提出～种采用平面变压器的多路输出反激式开关电源，为伺服驱动器提供辅助及开关管驱动电源。采用UCC38C43作为电流控制芯片，增加了工作电压软起动电路，提高了系统的稳定性。对反激变换器在电流断续模式(DCM)下的工作原理进行了理论分析，讨论了平面变压

2、器的设计并给出了计算公式设计完成了20～60v直流电压输入，2路5V、4路15V直流输出，110kHz开关频率的原理样机，实验结果证明．该样机可在较宽的输入电压范围内实现可靠输出，且效率较高。关键词：开关电源；变压器；软起动；微型伺服驱动器中图分类号：TN86；TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)01—0036—03DesignofSwitchingPowerSupplyforMinitypeServoControllerWANGHong-jia，YANGMing，NIULi，XUDi

3、an—guo(HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Toenhancetheintegrationdegreeoftheservodriverandreducethevolumeandlosses，amuhiple-outputfly—backswitchingpowersupplyusingplanartransformerispresented．Itcanbeusedfortheservodrivertoprovideauxiliar

4、yanddrivingpowersupply．CurrentcontrolmodechipUCC38C43isusedandanoperatingvohagesoft—startcircuitisaddedtoim—provethestabilityofthesystem．Onthediscontinuouscurentmode(DCM)offlybackconverter，theworkingprincipleisana—lyzedtheoretically．Theplanartransformerdesig

5、nmethodisdiscussedandthecalculationformulasaregiven．ADC20～60Vvoltageinput，dual5VandquadrupleDC15Voutput，110kHzswitchingfrequencyprototypeiscompleted．Theexperi—mentalresultsshowthatitcanachieveareliableoutputinthewideinputvoltagerangeandreachahighereficiency．

6、Keywords：modepowersupplY：transformer；softdrive；minitypeservocontrollerFoundationProject：SupportedbyNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentofChina863Program(No．2008AA042602)1引言具有输入电压范围宽，带负载能力强，体积小，重量随着机器人技术、电力电子技术的不断发展，交轻等特点，可应用于低压微型伺服驱动器以及机鋈流伺服控制技术得到了广泛

7、的应用_J-2l。伺服系统内器人关节控制器等对体积要求较高的场合。部的电源是系统正常工作的能源保证。反激变换器2工作原理具有体积小、效率高、可靠性高等优点l31，方便地实现2．1主电路拓扑了多路隔离输出。非常适用于设计伺服驱动器的辅图1示出多路输出反激变换器的电路结构。助电源或功率开关管的驱动电源。微型伺服驱动系VDI上c11T统对电源体积提出了更高要求。为进一步减小其体R3R÷GND照积并降低损耗，可采用平面磁芯，和PCB板铜箔线圈：D譬2—。‘‘‘‘。。。。’。’。‘‘‘‘。。。。’GND作为初、次级绕组，

8、不同层问通过过孔连接，构成平j互CSOUT~I-面变压器。可降低高度，减小漏感，改善散热能力[41，RT／cTGNDhl文并可以充分利用PCB板。I捧=fI针对机器人关节驱动系统要求直流电源输入为TTL5匝I~1oUo620～60V．设计了采用平面变压器的多路输出反激图1多路输出反激变换器式开关电源，用于提供微型伺服驱动器内部+5V辅助电源和+15V驱动电源。实现了功率开关管驱动直流输