專利名稱：主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是ー種主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
隨著磁軸承應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，磁軸承系統(tǒng)對(duì)其電源的要求也越來越高。目前國內(nèi)外在磁軸承系統(tǒng)中采用的系統(tǒng)電源和功率放大器主要有以下組合線性電源+線性功放；線性電源+開關(guān)功放；開關(guān)電源+開關(guān)功放。這些組合中，線性電源+線性功放的控制精度是最高的，其缺點(diǎn)是功放器件的發(fā)熱嚴(yán)重及其電源的利用率極低，僅僅適合于小功率的磁懸浮軸承系統(tǒng)使用。這類組合的特征是當(dāng)電磁軸承支承的轉(zhuǎn)子在靜態(tài)吋，負(fù)載的阻抗很小(此時(shí)電感的感抗不起作用)，因此，功放線性供電電源的電壓將全部由功放器件承受，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重；此時(shí)降低電源的電壓可以有所改善，但固定的電源電壓又不能適應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高后的需要(此時(shí)電感的感抗將要考慮)。而線性電源+開關(guān)功放，以及開關(guān)電源+開 關(guān)功放均存在信號(hào)的中斷區(qū)間，雖然開關(guān)部件的存在可以適當(dāng)降低發(fā)熱和提高電源的利用率，但是實(shí)踐證明這樣的設(shè)計(jì)效果并不明顯。對(duì)電磁軸承而言，理想的電源應(yīng)該是這樣的當(dāng)支持的轉(zhuǎn)子處于靜止或低轉(zhuǎn)速吋，電源的輸出電壓應(yīng)當(dāng)保持一個(gè)較低的數(shù)值；而隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的升高，電源的輸出電壓也應(yīng)當(dāng)逐步升高，其幅度應(yīng)該是滿足相應(yīng)轉(zhuǎn)速的最佳值。這個(gè)時(shí)候，功放將無需再用開關(guān)功放，傳統(tǒng)的線性功放就可以滿足要求，而且其發(fā)熱情況與能源利用率都將能夠獲得ー個(gè)滿意的結(jié)果。本實(shí)用新型之電源正是可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的電源之一 O目前，主動(dòng)磁軸承(Active Megnetic Bearing,簡(jiǎn)稱AMB)正在向智能磁軸承(Intelligent Megnetic Bearing,簡(jiǎn)稱IMB)的方向發(fā)展,智能磁軸承是ー種可以適應(yīng)未來機(jī)械一般要求的支承部件，它是目前常見的磁軸承“獲得”設(shè)計(jì)者的智慧后構(gòu)成的ー種新型磁力軸承。其優(yōu)點(diǎn)是將實(shí)時(shí)建模、分析計(jì)算、自校正控制技術(shù)以及系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算方法等專業(yè)知識(shí)“融干”自身，將大部分的專業(yè)設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)移到通過“在線設(shè)計(jì)”的手段完成，專業(yè)設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行的產(chǎn)品全部設(shè)計(jì)工作，只是從應(yīng)用的角度考慮，在MB的外圍部分進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。隨著磁軸承由AMB向MB的發(fā)展，現(xiàn)用的電源也有必要根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)的改迸，以適應(yīng)智能化磁軸承的需要。線性電源，是將市電經(jīng)過エ頻變壓器變壓，再經(jīng)過整流輸出直流電壓；直接整流電源與線性電源工作原理相同，只是在市電和エ頻變壓器之間增加了調(diào)壓器。這兩種電源的優(yōu)點(diǎn)是可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒有開關(guān)電源具有的干擾與噪音，但其缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的エ頻變壓器，所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大，而且效率低、發(fā)熱量也大。鑒于開關(guān)電源與線性電源以及直接整流電源相比具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，所以，本實(shí)用新型之電源也是智能磁軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的缺陷，提供ー種主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，解決該軸承能源利用率低、功率放大器件熱量過大問題。本實(shí)用新型的構(gòu)思是首先是輸入基準(zhǔn)源不同于常用開關(guān)電源，常用開關(guān)電源的基準(zhǔn)源需采用精度較高的外界基準(zhǔn)源，而且要求具有較高的溫度穩(wěn)定性和較低的噪聲等級(jí)，一旦輸入基準(zhǔn)確定，則系統(tǒng)輸出PWM占空比也被確定。而本系統(tǒng)的輸入基準(zhǔn)信號(hào)是與磁軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化時(shí)該信號(hào)也不斷發(fā)生變化。其次是由于本實(shí)用新型是為磁力軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，其控制電路軟件系統(tǒng)需采用特定的智能控制算法，根據(jù)磁軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號(hào)不斷調(diào)節(jié)輸出PWM占空比，達(dá)到使輸出電壓滿足磁軸承系統(tǒng)要求的目的。而常用集成PWM控制器無法導(dǎo)入算法，占空比的改變是隨輸入信號(hào)連續(xù)變化的，若要滿足本實(shí)用新型系統(tǒng)的特定要求，則需對(duì)轉(zhuǎn)子信號(hào)做模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行繁瑣的數(shù)字信號(hào)處理，為了滿足信號(hào)處理的實(shí)時(shí)性，對(duì)系統(tǒng)的硬件提出了更高的要求。鑒于以上分析，采用常用集成PWM控制器無法滿足本實(shí)用新型控制電路所要求實(shí)現(xiàn)的功能，因此控制電路的設(shè)計(jì)需以微控制器為核心，導(dǎo)入智能控制算法，在其他外圍電路的配合下實(shí)現(xiàn)前面提及的所有功能。微控制器的選擇對(duì)于電源系統(tǒng)的指標(biāo)有直接的影響，常用的微控制器主要有單片機(jī)SCM (Single Chip Micyoco)和數(shù)字信號(hào)處理器DSP (DigitalSignal Processing)。兩者相比，DSP要比SCM的主頻高，單指令執(zhí)行周期也要短得多?！MS320F2812主頻為150MHz，單指令執(zhí)行周期為6. 67ns ；8051單片機(jī)主頻僅為12MHz，單指令周期高達(dá)1000ns。由于本實(shí)用新型主電路采用全橋高頻變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，若采用8051作為控制電路的核心，則需用多片8051來完成控制電路的設(shè)計(jì)，采用TMS320F2812的DSP則僅需要一片。此外，TMS320F2812采用了改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)具有獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，有著各自獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，片內(nèi)含有Flash，大大提高了數(shù)據(jù)處理能力，適用于實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)處理。同時(shí)其具有很好的兼容性，可以實(shí)現(xiàn)與TMS320F24x/LF240x處理器的源代碼兼容，更好的實(shí)現(xiàn)硬件移植。并且TMS320F2812是ー個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，指令龐雜的處理器，可同時(shí)處理多條指令。因此，本實(shí)用新型采用TMS320F2812芯片為核心進(jìn)行控制電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)上述構(gòu)思，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案—種主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，包括輸入整流濾波器、全橋高頻開關(guān)變換器、高頻變壓器、輸出整流濾波器以及控制電路。220V市電連接所述輸入整流濾波器輸入端，輸入整流濾波器的輸出端經(jīng)全橋高頻開關(guān)變換器和高頻變壓器后連接輸出整流濾波器的輸入端，輸出整流濾波器的輸出端連接到負(fù)載；所述控制電路的輸入端連接輸出整流濾波器的輸出端，而輸出端連接全橋高頻開關(guān)變換器。所述輸入整流濾波器的電路是由I個(gè)整流橋KBPC3510與第一濾波電容器和第二濾波電容器并聯(lián)構(gòu)成。所述全橋高頻開關(guān)變換器的電路是由第一大功率晶體管、第二大功率晶體管、第三大功率晶體管、第四大功率晶體管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻，第三電容、第四電容、第五電容、第六電容組成；所述4個(gè)大功率晶體管分成第一大功率晶體管和第二大功率晶體管、第三大功率晶體管和第四大功率晶體管兩對(duì)分別構(gòu)成全橋的兩臂，所述4個(gè)電阻和4個(gè)電容分成四對(duì)第一電阻和第三電容、第二電阻和第四電容、第三電阻和第五電容、第四電阻和第六電容分別串聯(lián)再分別并聯(lián)所述4個(gè)大功率晶體管，組成四個(gè)能量吸收回路。[0010]所述高頻變壓器是以EE55/21磁心為核心繞制而成。所述輸出整流濾波器是由第一快恢復(fù)ニ極管、第二快恢復(fù)ニ極管、第三快恢復(fù)ニ極管和第四快恢復(fù)ニ極管構(gòu)成橋式整流器，而其輸出串聯(lián)第一濾波電感后并聯(lián)第七濾波電容、第八濾波電容；所述4個(gè)快恢復(fù)ニ極管都選用30120RHRG，其耐壓為1200V，額定電流為30A ;第一濾波電感選用EE55/55/21 ;第七濾波電容、第八濾波電容選用2只220uF/200V的電解電容并行連接，得到的總?cè)萘渴?40uF。所述控制電路是由驅(qū)動(dòng)電路、第二隔離處理器、DSP、光耦隔離處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、第一隔離處理器和電壓電流檢測(cè)器構(gòu)成。所述電壓電流檢測(cè)器的輸入連接所述輸出整流濾波器的輸出，而其輸出經(jīng)第一隔離處理器后連接到DSP，所述DSP連接隨機(jī)存儲(chǔ)器，所述光耦隔離處理器輸入轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(hào)，而輸出接入DSP ；DSP的輸出經(jīng)第二隔離處理器和驅(qū)動(dòng)電路后連接到所述全橋高頻開關(guān)變換器。所述驅(qū)動(dòng)電路選用TLP250芯片，芯片的輸出經(jīng)第六電阻和第七電阻分壓驅(qū)動(dòng)大功率晶體管；所述DSP選用TMS320F2812芯片并外接I個(gè)30M有源晶振、I片外擴(kuò)的16位·64K的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片CY7C1021芯片、復(fù)位電路、數(shù)據(jù)采集電路、PWM控制信號(hào)發(fā)生輸出電路；所述電壓電流檢測(cè)器由I個(gè)運(yùn)放LM358、第十七電阻和第十八電阻及I個(gè)穩(wěn)壓ニ極管D5構(gòu)成，其連接方式為第十七電阻和第十八電阻串聯(lián)分壓連接到運(yùn)放LM358的正向輸入端，運(yùn)放LM358的負(fù)向輸入端與其輸出端相連，同時(shí)運(yùn)放LM358的輸出端連接ー個(gè)穩(wěn)壓ニ極管D5 ;所述第七隔離處理器、第十一隔離處理器選用4721 ;光耦隔離處理器選用TLP521 ;隨機(jī)存儲(chǔ)器選用A416316B。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型以DSP芯片TMS320F2812為核心，采集磁力軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號(hào)和主回路反饋電壓等狀態(tài)信息，送入DSP進(jìn)行分析處理，得到相應(yīng)的控制信號(hào)，使得供電電壓可以跟隨轉(zhuǎn)速變化實(shí)時(shí)作出調(diào)整，當(dāng)轉(zhuǎn)速較低吋，電壓較低，功耗較小，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)變大，使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定在平衡狀態(tài)，系統(tǒng)更加可靠，使用壽命更長，且具有與線性電源以及直接整流電源相比具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于高精尖エ業(yè)領(lǐng)域。

圖I主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源結(jié)構(gòu)圖。圖2全橋高頻變換器主電路。圖3驅(qū)動(dòng)電路,其中a圖為I管驅(qū)動(dòng)，b圖為2管驅(qū)動(dòng)，c圖為3管驅(qū)動(dòng)，d圖為4
管驅(qū)動(dòng)。圖4電壓電流檢測(cè)器電路。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖說明如下實(shí)施例一參見圖1，本主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，包括輸入整流濾波器I、全橋高頻開關(guān)變換器2、高頻變壓器3、輸出整流濾波器4以及控制電路5。220V市電連接所述輸入整流濾波器I輸入端，輸入整流濾波器I的輸出端經(jīng)全橋高頻開關(guān)變換器2和高頻變壓器3后連接輸出整流濾波器4的輸入端，輸出整流濾波器4的輸出端連接到負(fù)載；所述控制電路5的輸入端連接輸出整流濾波器4的輸出端，而輸出端連接全橋高頻開關(guān)變換器2。實(shí)施例ニ 本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下參見圖2，上述輸入整流濾波器I的電路是由I個(gè)整流橋KBPC3510與第一濾波電容器C1和第二濾波電容器C2并聯(lián)構(gòu)成。整流橋KBPC3510，其耐壓為1000V，耐流為35A ;濾波電容選用2只470uF/450V的電解電容C1, C2并行連接，得到的總?cè)萘渴?40uF。輸入整流濾波器其作用在于將電網(wǎng)輸入的交流電進(jìn)行整流濾波，為變換器提供波紋較小的直流電壓。而且當(dāng)電網(wǎng)瞬時(shí)停電吋，濾波電容儲(chǔ)存的能量尚能使開關(guān)電源輸出維持一定的時(shí)間。上述全橋高頻開關(guān)變換器2的電路是由第一大功率晶體管VT1、第二大功率晶體管 VT2、第三大功率晶體管VT3、第四大功率晶體管VT4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4，第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6組成；所述4個(gè)大功率晶體管VT廣VT4分成第一和第二大功率晶體管VT1和VT2、第三和第四大功率晶體管VT3和VT4兩對(duì)分別構(gòu)成全橋的兩臂，所述4個(gè)電阻R^R4和4個(gè)電容CfC6分成四對(duì)第一電阻和第三電容R1和C3、第二電阻和第四電容R2和C4、第三電阻和第五電容R3和C5、第四電阻和第六電容R4和C6分別串聯(lián)再分別并聯(lián)所述4個(gè)大功率晶體管VT廣VT4,組成四個(gè)能量吸收回路。第一大功率晶體管VT1和第四大功率晶體管VT4導(dǎo)通吋，電流經(jīng)第一大功率晶體管VT1進(jìn)入變換器原邊，再經(jīng)第四大功率晶體管VT4形成回路，電源電壓正向加在負(fù)載上；當(dāng)?shù)诙蠊β示w管VT2和第三大功率晶體管VT3導(dǎo)通吋，電流經(jīng)第二大功率晶體管VT2進(jìn)入變換器原邊，再經(jīng)第三大功率晶體管VT3形成回路，電源電壓正向加在負(fù)載上，這ー過程完成了從DC到AC的變換；能量吸收回路亦作為ー種緩沖器，在功率管瞬間斷開時(shí)，緩沖器元件R、C將通過提供交流通道，減少功率管斷開時(shí)的集電極電壓應(yīng)力。上述高頻變壓器3是以EE55/21磁心為核心繞制而成，其作用是將全橋高頻開關(guān)變換器的輸出電壓隔離并降壓后再輸出。上述輸出整流濾波器4是由第一快恢復(fù)ニ極管D1、第二快恢復(fù)ニ極管D2、第三快恢復(fù)ニ極管D3和第四快恢復(fù)ニ極管D4構(gòu)成橋式整流器，而其輸出串聯(lián)第一濾波電感L1后并聯(lián)第七濾波電容C7、第八濾波電容C8 ;所述4個(gè)快恢復(fù)ニ極管D1I4都選用30120RHRG，其耐壓為1200V，額定電流為30A ;第一濾波電感L1選用EE55/55/21 ;第七濾波電容C7、第八濾波電容C8選用2只220uF/200V的電解電容并行連接，得到的總?cè)萘渴?40uF。上述輸出整流濾波器4，其作用在于將變換器輸出的高頻交流電壓濾波得到需要的直流電壓。同時(shí)還防止高頻噪音對(duì)負(fù)載的干擾。電路原理與輸入濾波器相同。上述控制電路5其作用在于檢測(cè)輸出直流電壓，與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行隔離放大，調(diào)制振蕩器輸出的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定?？刂齐娐芬訢SP芯片TMS320F2812為核心，采集磁軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號(hào)和主回路反饋電壓等狀態(tài)信息，送入DSP進(jìn)行分析處理，得到相應(yīng)的控制信號(hào)，控制主電路大功率晶體管的開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的智能化控制?？刂齐娐泛椭悄芩惴ǖ膶?shí)現(xiàn)都是以TMS320F2812為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的?？刂齐娐?是由驅(qū)動(dòng)電路12、第二隔離處理器11、DSP8、光耦隔離處理器9、隨機(jī)存儲(chǔ)器10、第一隔離處理器7和電壓電流檢測(cè)器6構(gòu)成。所述電壓電流檢測(cè)器6的輸入連接所述輸出整流濾波器4的輸出，而其輸出經(jīng)第一隔離處理器7后連接到DSP8，所述DSP8連接隨機(jī)存儲(chǔ)器10，所述光耦隔離處理器9輸入轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(hào)，而輸出接入DSP8 ;DSP8的輸出經(jīng)第二隔離處理器11和驅(qū)動(dòng)電路12后連接到所述全橋高頻開關(guān)變換器2。所述DSP8選用TMS320F2812芯片并外接I個(gè)30M有源晶振、I片外擴(kuò)的16位64K的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片CY7C1021芯片、復(fù)位電路、數(shù)據(jù)采集電路、PWM控制信號(hào)發(fā)生輸出電路；所述隔離處理器7、11選用4721 ;光耦隔離處理器9選用TLP521 ;隨機(jī)存儲(chǔ)器10選用A416316B。參見圖3，上述驅(qū)動(dòng)電路2選用TLP250芯片，芯片的輸出經(jīng)第六電阻R6、第七電阻R7分壓驅(qū)動(dòng)大功率晶體管，其連接方式參見a圖TLP250的VCC端接電壓，兩個(gè)Vtj端相連接并外接串聯(lián)第六電阻R6和第七電阻R7，第六電阻R6的低電壓端接第一大功率晶體管VT1，第七電阻R7的低電壓端與TLP250的GND端相連并接地。參見圖4，上述電壓電流檢測(cè)器6由I個(gè)運(yùn)放LM358、第十七電阻R17和第十八電阻R18及I個(gè)穩(wěn)壓ニ極管D5構(gòu)成，其連接方式為第十七電阻R17和第十八電阻R18串聯(lián)分壓連 接到運(yùn)放LM358的正向輸入端，運(yùn)放LM358的負(fù)向輸入端與其輸出端相連，同時(shí)運(yùn)放LM358
的輸出端連接ー個(gè)穩(wěn)壓ニ極管D5。
權(quán)利要求1.ー種主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，包括輸入整流濾波器(I)、全橋高頻開關(guān)變換器(2)、高頻變壓器(3)、輸出整流濾波器(4)以及控制電路(5)，其特征在于220V市電連接所述輸入整流濾波器(I)輸入端，輸入整流濾波器(I)的輸出端經(jīng)全橋高頻開關(guān)變換器(2)和高頻變壓器(3)后連接輸出整流濾波器(4)的輸入端，輸出整流濾波器(4)的輸出端連接到負(fù)載；所述控制電路(5)的輸入端連接輸出整流濾波器(4)的輸出端，而輸出端連接全橋高頻開關(guān)變換器(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，其特征在于所述輸入整流濾波器(I)的電路是由I個(gè)整流橋KBPC3510與第一濾波電容器(C1)和第二濾波電容器(C2)并聯(lián)構(gòu)成?！?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I所述主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，其特征在于所述全橋高頻開關(guān)變換器(2)的電路是由第一大功率晶體管(VT1)、第二大功率晶體管(VT2)、第三大功率晶體管(VT3)、第四大功率晶體管(VT4)、第一電阻(R1),第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4),第三電容(C3)、第四電容(C4)、第五電容5 (C5)、第六電容(C6)組成；所述4個(gè)大功率晶體管(VT廣VT4)分成第一大功率晶體管和第二大功率晶體管(VT1和VT2)、第三大功率晶體管和第四大功率晶體管(VT3和VT4)兩對(duì)分別構(gòu)成全橋的兩臂，所述4個(gè)電阻(R^R4)和4個(gè)電容(CfC6)分成四對(duì)第一電阻和第三電容(R1和C3)、第二電阻和第四電容(R2和C4)、第三電阻和第五電容(R3和C5)、第四電阻和第六電容(R4和C6)分別串聯(lián)再分別并聯(lián)所述4個(gè)大功率晶體管(VT廣VT4),組成四個(gè)能量吸收回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，其特征在于所述高頻變壓器(3)是以EE55/21磁心為核心繞制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，其特征在于所述輸出整流濾波器(4)是由第一快恢復(fù)ニ極管(D1X第二快恢復(fù)ニ極管(D2)、第三快恢復(fù)ニ極管(D3)和第四快恢復(fù)ニ極管(D4)構(gòu)成橋式整流器，而其輸出串聯(lián)第一濾波電感(1^)后并聯(lián)第七濾波電容(C7)、第八濾波電容(C8);所述4個(gè)快恢復(fù)ニ極管(D1I4)都選用30120RHRG，其耐壓為1200V，額定電流為30A ;第一濾波電感(L1)選用EE55/55/21 ；2個(gè)濾波電容(C7、C8)選用2只220uF/200V的電解電容并行連接，得到的總?cè)萘渴?40uF。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，其特征在于所述控制電路(5)是由驅(qū)動(dòng)電路(12)、第二隔離處理器(11)、DSP (8)、光耦隔離處理器(9)、隨機(jī)存儲(chǔ)器(10)、第一隔離處理器(7)和電壓電流檢測(cè)器(6)構(gòu)成； 所述電壓電流檢測(cè)器(6)的輸入連接所述輸出整流濾波器(4)的輸出，而其輸出經(jīng)第ー隔離處理器(7)后連接到DSP (8)，所述DSP (8)連接隨機(jī)存儲(chǔ)器(10)，所述光耦隔離處理器(9)輸入轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(hào)，而輸出接入DSP (8) ；DSP (8)的輸出經(jīng)第二隔離處理器(11)和驅(qū)動(dòng)電路(12)后連接到所述全橋高頻開關(guān)變換器(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路(12)選用TLP250芯片，芯片的輸出經(jīng)第六電阻(R6)和第七電阻(R7)分壓驅(qū)動(dòng)大功率晶體管；所述DSP (8)選用TMS320F2812芯片并外接I個(gè)30M有源晶振、I片外擴(kuò)的16位64K的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片CY7C1021芯片、復(fù)位電路、數(shù)據(jù)采集電路、PWM控制信號(hào)發(fā)生輸出電路；所述電壓電流檢測(cè)器(6)由I個(gè)運(yùn)放LM358、第十七電阻(R17)和第十八電阻(R18)及I個(gè)穩(wěn)壓ニ極管D5構(gòu)成，其連接方式為第十七電阻(R17)和第十八電阻(R18)串聯(lián)分壓連接到運(yùn)放LM358的正向輸入端，運(yùn)放LM358的負(fù)向輸入端與其輸出端相連，同時(shí)運(yùn)放LM358的輸出端連接ー個(gè)穩(wěn)壓ニ極管 D5 ;所述第七隔離處理器(7)、第十一隔離處理器(11)選用4721 ;光耦隔離處理器(9)選用TLP521 ;隨機(jī)存儲(chǔ)器(10)選用A416316B。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)智能開關(guān)電源。它包括輸入整流濾波器、全橋高頻開關(guān)變換器、高頻變壓器、輸出整流濾波器以及控制電路。220V市電連接所述輸入整流濾波器輸入端，輸入整流濾波器的輸出端經(jīng)全橋高頻開關(guān)變換器和高頻變壓器后連接輸出整流濾波器的輸入端，輸出整流濾波器的輸出端連接到負(fù)載；所述控制電路的輸入端連接輸出整流濾波器的輸出端，而輸出端連接全橋高頻開關(guān)變換器。本實(shí)用新型可以確保在磁懸浮軸承支承的轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠向功率放大器及時(shí)提供所需要的合適電壓，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速改變時(shí)，電源的輸出電壓可以自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化要求。本實(shí)用新型具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M1/088GK202679265SQ20112042969
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者汪希平, 郭麗, 楊玉敏, 樊曼 申請(qǐng)人:上海大學(xué)