PSM 100KW发射机马达电源板的改进

郭兴安

摘 要：PSM 100kW发射机在自动化改造后的马达电源板在原有的设计上存在一定的缺陷，只考虑了设备正常的工作条件，而没有考虑负载发生异态时的工作状态，在电路上没有设计过流保护功能，在实际运行当中当负载短路时经常性的损坏电源板。为了更好的稳定发射机让元器件运行在安全状态，减少发射机的停播，对原有的马达驱动板电路增加了过流保护的设计，在负载短路的情况下快速切断，有效的避免了电源板的烧毁，有利于安全播出。

关键词：马达电源板 过流保护

中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（b）-0046-02

100kW发射机在自动化改造后的马达电源板，为发射机调谐控制系统提供+15V和-15V电源。但是，此电源板没有过流短路保护功能。在实际的应用中，当马达电源板回路出现过流或短路故障时，引起以下问题：损坏马达电源板；马达驱动板长时间工作在大电流输出状态，导致马达驱动板损坏；马达电源板提供+15V和-15V两路电源，通常马达电源板损坏情况为一路电源损坏，而另一路正常供电。在调谐控制系统中，这样的情况使马达驱动板持续输出+28V或-28V电源，伺服马达一直向一个方向转动，直到限位。在限位保护失灵时，损坏电容，电感，伺服马达等器件。因此，我们对马达电源板进行改进。改进后的马达电源板，能有效弥补未改进马达电源板的不足，有效保护马达电源板、马达驱动板以及电容电感、伺服马达等器件。

1 马达电源板改进的思路

能实现马达电源板过流、短路保护功能，同时能够实现当+15V电源或-15V电中的任一路出现过流或短路时，同时切断+15V和-15V电源输出，并且给出过流短路保护切断指示。可以有效的避免电源板烧毁，以及+15V和-15V两路电源中，有一路过流短路损坏，而另一路供电，导致的发射机调谐控制系统问题。

如图1所示，改进后的马达电源板增加了过流取样电路、过流判断电路、过流保护电路以及指示电路几个部分。过流取样电路对电源板工作时的电流情况进行取样。过流判断电路判断电源板工作电流是否大于设定值。当大于设定值时，发出过流信号给过流保护切断执行电路。过流保护切断执行电路在接收到过流信号后，同时切断两路电源供给，马达电源板输出电压为零。指示电路给出电源板正常工作指示，以及过流切断指示。

2 电路设计的分析

如图2所示，为改进后马达电源板原理图。在图中，+15V电源部分与-15V电源部分电路基本对称。下面对+15V电源部分进行分析。

在电路中，R1、R2用来进行过流取样。R2、R3、R7、U2组成过流判断电路。K1、Q1、D2、D4组成过流保护电路，在过流时，执行切断功能。在工作时，+24V电压通过R1、K1-13，11接点，送到U1，U1输出+15V电压，为调谐控制系统提供+15V电源。对过流信号的取样，是通过R1、R2完成的。当电流变化时，电流在R1两端形成的压降也随着变化，R2中心端的电压也会发生变化。这样就把电流的变化转化为电压的变化，方便进行取样。R3、R7组成分压电路，R7上端的电压经R11送到比较器U2-3脚。R2中心端电压，通过R4送到比较U2-2脚。U2-3脚处的电压时固定的。当电路电流增大时，R1端压降增大，K1-11脚处的电压降低，导致R2中心端电压降低，U2-2脚

电压降低。电流增大到一定程度，导致U2-2脚电压低于U2-3脚电压时，U2-1脚输出高电位+24V。这时，Q1、D4导通，K1线圈得电，K1动作，K1-13，11脚断开，切断了U1的电源供给，同时U1输出电压为0，停止向外供电。在K1-13，11断开后，U2-2脚电压通过R2拉到0。低于U2-3脚电压，U2-1脚保持输出高电位+24V，使得Q1、D4保持导通，继电器K1线圈保持得电。当K1动作时，K1-4，8脚接通。因为K1-4接地，K2-1脚接-24V，这样，D6导通，继电器K2线圈得电动作，U2-4，6脚断开，切断-24V电压到U3的通路，U3输入电压为0，所以输出电压为0，不能向外部提供-15V电压，停止供电。

电流过流值的设置：调节电位器R2可以设置+15V电源的过流保护电流值。

调节电位器R13可以设置-15V电源的过流保护电流值。

在电源正常工作时，LED1为红色发光二极管，发光，指示+15V电源工作正常。LED2为绿色发光二极管，发光，指示-15V电源工作正常。当出现过流或者短路，电路进行保护。此时，继电器K1、K2同时动作，K1-9，11闭合，点亮黄色发光二极管LED3，指示电路过流。在过流短路切断保护时，因停止+15V和-15V供电，LED1、LED2灭。

对于-15V电源的工作，及过流切断保护，和+15V电源部分类似，在此不再赘述。

3 改进后马达电源板具有的特点

（1）过流保护响应快，为毫秒级。（2）电流过流值可以调节设置。（3）+15V或-15V有任一部分过流或短路时，+15V和-15V两路同时切断。（4）过流短路切断指示。

改进后的马达电源板实现了过流保护切断功能，当过流时同时切断两路电源输出，保证了马达电源板、马达驱动板以及电容电感等器件的安全。经过上机使用取得了预期的效果。

参考文献

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[2] 躺椅也能随波逐流[J].IT时代周刊，2009（13）.

[3] 无传感器的马达驱动装置及反电动势检测电路与检测方法[J].传感器世界，2014（2）.