电磁振动台所用的功率放大器一般为数字式(开关管式),是一种高效率、模块化、风冷式功放率放大器。一般由系统柜和功率柜组成。:
组成示意图如下:
系统柜系统柜由逻辑模块、控制电源及励磁电源等三部分组成。
提供功率模块所需的脉宽调制驱动信号(图4-5),系统定时由晶体振荡器控制,工作频率为3.584MHz,由分频器分频成28kHz的转换频率,然后28kHz的方波信号被积分成三角波。输出信号由增益电位器控制,经放大器放大后与系统反馈信号经误差放大器后产生一个误差信号,误差放大器有足够的增益使输出波形的失真度很低。这种信号与三角波比较产生一个脉宽调制的方波信号以驱动功率模块里的一个半桥,误差信号反向后同样与三角波比较产生另一个半桥的脉宽调制的逻辑驱动信号。
逻辑模块的另一作用是监控系统不仅对开关功率放大器本身提供保护而且对振动电动台活动系统的位移过行程和振动台的发热部件的温度过高也提供保护。一组故障指示灯指明了故障性质,任何一个故障指示灯亮时,输入激励信号均被联锁保护系统自动阻断。 逻辑模块为系统保护提供了多达十几种保护功能,这些保护功能可根据实际与之连接的振动台选择一部分或全部保护。
这部分电路的作用是启、停振动台冷却水泵、主电源、励磁电源及全部外接的联锁保护等。 另外,在停机时为了把台体内部贮存的大部分热量带走,设置了水泵延时关机电路,一般延时5分钟。励磁电源是由主电源经励磁变压器降压整流而成以供给振动台励磁线圈的直流励磁电流,由于励磁线圈的贮能作用,为防止线圈断电时出现过电压,该电源提供了励磁放电保护功能,同时设置了励磁电源过热保护功能。 为防止在主电源上电时,因功率模块盒里的大容量滤波电容器,可能引发过大的浪涌电流损坏主电源整流器,主电源还设置了限制浪涌电流的上电程序:
主电源上电 → 延时5秒钟 → 冷却泵起动→励磁电源上电 断电程序:主电源断电→励磁断电→延时5分钟→ 冷却水泵断电。
功率柜由从动逻辑模块、功率模块及变压整流滤波器(功率电源)组成.
a.从动逻辑模块
从动逻辑模块接受系统柜逻辑模块的4路驱动功率模块的驱动信号,经光耦隔离后,控制从动逻辑盒±12V电源提供给功率模块的驱动信号,另外,还提供功率模块的4路浮动驱动电源,从动逻辑模块的保护电路仅对自身功率柜提供保护,任一故障出现时,关闭自身功率柜输出,同时发送故障信号至系统柜逻辑模块,关闭系统输出。 从动逻辑模块有3组DIP开关
b.功率模块
功率模块驱动信号通过26芯的带状电缆输入。驱动信号用高速光耦隔离。为达到极快的转换次数,采用电源驱动器提供所需的大电流,驱动电路消耗的功率由驱动电源提供。28KHz方波用脉冲变压器分离,经过检波,滤波,稳压提供给光藕合器所需的5伏电压,功率模块工作原理方框图如图4-6所示。功率模块基本是一个全桥结构,一个功率模块包括四组开关功率场效应模块(S1-S4)组成的两个半桥开关;差模电感L1,L2和滤波电容C1,共模电感L3A,L3B及缓冲线路组成的输出滤波器,功率模块12kW。 每组开关功率场效应管S由三个并联的场效应模块组成,每个场效应模块都由一个齐纳二极管保证栅源电压稳定。在无输入信号情况下,每个半桥(S1,S2和S3,S4)具有50%工作周期,这样输出端将不会出现输出电压,所有高频噪声将被输出滤波器滤除。
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