能智威电子——机器人大功率开关电源设计
研制的4kA晶体管式电源主电路，主要由开关电源模块、储能电容组C1、滤波电容C2、功率MOSFET管、续流二极管VD2等组成。 工作原理为：220V市电经过开关电源模块后得到24V的直流电，给储能电容组C1充电，开关电源模块功率750W，可实现对电容的充电，满足高速焊接需求。电源通过功率MOSFET的开、关对输出电压斩波，得
机器人大功率开关电源设计
能智威电子——机器人大功率开关电源设计
研制的4kA晶体管式电源主电路，主要由开关电源模块、储能电容组C1、滤波电容C2、功率MOSFET管、续流二极管VD2等组成。 工作原理为：220V市电经过开关电源模块后得到24V的直流电，给储能电容组C1充电，开关电源模块功率750W，可实现对电容的充电，满足高速焊接需求。电源通过功率MOSFET的开、关对输出电压斩波，得到100kHz直流方波。功率管的开、关控制整个回路的通、断，PWM信号的输出时间即为焊接时间，电源系统通过控制MOSFET导通时的占空比来控制输出电压、输出电流大小。机器人大功率开关电源设计
为PMW模块设定初始占空比。焊接过程开始后，通过电流和电压采样电路对主电路电压、电流实时采样，通过芯片自身集成的ADC模块将模拟信号转化为数字信号进行处理，经过增量式PID调节后得到新的PWM信号，并通过驱动电路送回主电路，实现对MOSFET开、关以及占空比的控制，进而控制焊接回路的通断和输出电流、输出电压大小。整个回路实现闭环控制，保证了系统的稳定性和精度。机器人大功率开关电源设计
通过设计芯片I/O端口用于开关信号的处理以及功能模块的拓展，实现对电源系统的控制。实现恒流、恒压、恒功率等多种焊接控制模式。有专门的保护电路，实现对电源过流、过热等故障的保护。具有独立的RS485通讯接口，用于与外部通信，实现对外数据传输以及对内系统控制参数的获取。02PART软件系统及负载适应控制机器人大功率开关电源设计
恒压恒流电源谐波失真的测定方法
为客观性测量恒压恒流电源输出的谐波失真-噪音，需将示波器带宽限定为20MHz，为确保摄像头接地装置尽可能短，提议应用检测短针（电线接头太长会造成 测量波浪纹较高），并将数字示波器地悬在空中，切忌与其它方法检测设备共地。机器人大功率开关电源设计
抑止恒压恒流电源谐波失真的方式
谐波失真是由开关管的电源开关造成，因而不能除去，只有抑止，下列梳理了几类抑止恒压恒流电源谐波失真的方式 。
PCB设计：PCB遍布主要参数会造成调节偏差或过滤下降，抽样控制回路和过滤控制回路要尽可能接近开关电源电路IC，布线不可以太长太细。机器人大功率开关电源设计
增加电感器和输出电容滤波：恒压恒流电源输出的谐波失真与电容器关联是vripple=Imax/(Co×f)，因而增加输出电容器值能够在一定水平上减少谐波失真。
输出控制回路中串联或是串联电阻电容器（过滤器）：根据测算得到谐波失真频率特点，挑选出的电阻值和阻值串联或串连在恒压恒流电源的输出控制回路中，也可抑止谐波失真，但当电容器或电阻器无效时，极有可能渗入新的谐波失真或噪音，进而使输出谐波失真增加。机器人大功率开关电源设计
闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来”阻碍”引起感应电流的磁通量的变化。可用作变压器磁芯的软磁材料选择磁性材料的关键点：
Ａ：磁心的饱和磁密度
Ｂ：磁心的损耗(储能与放能之差)关于饱和磁密度：
磁饱和是磁性材料的一种物理特性，指的是导磁材料由于物理结构的限制，所通过的磁通量无法增大，从而保持在一定数量的状态。机器人大功率开关电源设计
磁饱和是一种磁性材料的物理特性，磁饱和产生后，在有些场合是有害的，但有些场合有时有益的。比方磁饱和稳压器，就是利用铁心的磁饱和特性达到稳定电压的目的的。电源变压器，如果加上的电压大大超过额定电压，则电流剧增，变压器很快就会发热烧毁。机器人大功率开关电源设计
有磁芯的电感器有磁饱和问题,在电感器中加铁氧体或其他导磁材料的磁芯,可以利用其高导磁率的特点,增大电感量减少匝数减小体积和提率.但是由于导磁材料物理结构的限制,通过的磁通量是不可以增大.通过一定体积导磁材料的磁通量大到一定数量将不再增加,不管你再增加电流或匝数,就达到磁饱和了.尤其在有直流电流的回路中,如果其直流电流已经使磁芯饱和,电流中的交流分量将不能再引起磁通量的变化.电感器就失去了作用。机器人大功率开关电源设计
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