直流電機伺服驅動專用電源設計以DC-DC變換器為  ，實現220V市電至+60V/20A的電源轉換。電源設計中采用功率因數校正技術，提高了有功功率；特別是電源設計了微機控制接口，與隨動系統(tǒng)同步工作，并實現了上電時序控制，確保+60V電壓相對低壓輸出滯后上電。采用多重濾波措施和雙絞線輸出方式，有效降低輸出電壓紋波，提高電源輸出質量；具備完善的自保護功能和監(jiān)控檢測功能，提高了電源的安全性和可靠性。

　　電源設計

　　模塊串聯(lián)方式

　　系統(tǒng)結構

　　220V交流電壓經整流和濾波后得到320V左右的直流電壓，加至電源模塊輸入端。單DC-DC模塊的  輸出電壓一般為+48V，要得到+60V的直流輸出電壓，必須采用模塊串聯(lián)的方法得到。設計采用兩塊PH600S280-28DC-DC模塊（調至+30V輸出），通過串聯(lián)得到+60V的輸出電壓，快恢復二極管D1、D2為串聯(lián)方式中的保護器件，要求D1、D2反向耐壓大于兩倍的電源額定輸出電壓，電流大于兩倍的電源額定輸出電流，正向導通壓降應盡量小。由于是采用兩個電源模塊串聯(lián)構成電源系統(tǒng)，在一個有限制的封裝內完成設計有一定困難，有的模塊串聯(lián)方案采用兩個封裝完成設計，即設計兩個30V的獨立電源，再進行外部串聯(lián)構成+60V電源系統(tǒng)。設計通過合理配置空間，在電源上下盒蓋中各安裝一個DC-DC模塊，以金屬殼體作為散熱手段，采用緊湊的設計和安裝技術將整個電源系統(tǒng)封裝在一個較小的空間內，使整個電源體積、重量大大減小，截面積僅為6×9英寸2，實現了小體積大功率的一體化電源系統(tǒng)設計。

　　功率因數校正措施

　　開關電源的橋式整流、大電容濾波電路令整體負載表現為容性，使220V交流輸入的電流電壓相位產生差異，造成功率因數低下，有功功率下降并產生高次諧波污染電網，因此必須采取功率因數校正（PFC）措施?；诔杀究刂?、電路體積及應用方便等因素考慮，我們采用被動式功率因數校正措施。被動式PFC結構簡單，針對電源的整體負載特性表現，在濾波大電容之前串接一個參數適宜的功率電感，這里采用10mH/8A的環(huán)形磁心電感。強制平衡電源的整體負載特性，保證功率因數不低于0.8。被動式PFC采用電感等無源元件，工作可靠成本低廉，且無需對原電氣設計進行修改，是目前常用的PFC方法。

　　設計特點與關鍵技術

　　微機控制和檢測接口

　　微機控制功能可以確保+60V/20A電源只在計算機送出使能信號、伺服系統(tǒng)工作的狀態(tài)下啟動輸出，平時電源無輸出。這種電源與隨動系統(tǒng)同步工作的方式，具有省電、低發(fā)熱、控制靈活等一系列優(yōu)點。在某裝備電源系統(tǒng)的一系列電源中，+60V/20A電源功耗  ，但發(fā)熱量  ，溫升  ，充分證明了電源設計中采用計算機控制接口的優(yōu)越性。

　　如圖3

　　上電時序控制

　　直流電機控制系統(tǒng)中存在上電時序問題，一般情況下驅動電壓上電速度快，而控制電路電壓上電后控制電平的建立需要一定時間。這樣如果不進行上電時序控制，在系統(tǒng)上電的瞬間，高壓比低壓上電速度快，控制電平的建立相對滯后，導致在上電瞬間隨動系統(tǒng)失控，電機出現短時間的失控轉動，尤其是在雙極性控制方式中。傳統(tǒng)的解決方法通過設立高、低壓開關手動控制上電時序，或是在控制系統(tǒng)中設計上電時序控制電路，這樣必然增加了電路的復雜性，造成電路成本增加同時可靠性降低。而在電機驅動電源上解決這一問題，措施簡單有效，工作原理為：CNT端為模塊使能控制端，可以控制模塊的工作狀態(tài)，作為輸出電壓的控制開關。通常采用光耦來控制CNT端的狀態(tài)。只需增加一只光耦，即可解決上電時序問題。如圖2所示，光耦輸入端由電機控制電路的工作電壓+5V控制，這樣+60V電源輸出必然滯后于低壓+5V，實現了上電時序控制功能，從根本上解決了前述問題。

　　電源保護功能與電磁兼容措施

　　模塊內有過流、過壓、過熱保護功能，使用外接電位器可在額定輸出電壓±10%的范圍內調節(jié)。在電源系統(tǒng)設計中，我們在220V整流后的高壓輸入端、＋60V輸出端等關鍵部位采用TVS浪涌吸收器對電壓瞬變和浪涌沖擊進行防護抑制措施，以旁路吸收的方式保護了電源系統(tǒng)，同時降低了電磁干擾，提高了電源系統(tǒng)可靠性與壽命。

　　我們實驗測得的+60V輸出電壓紋波在800mV～1000mV，明顯偏大。通過在電源系統(tǒng)調整端和輸出端采用聚脂電容濾波，電源內部采用雙絞線走線方式等濾波措施，  終使得+60V電源系統(tǒng)的輸出紋波控制在200mV～400mV，滿足了