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更新時(shí)間:2022-10-24 22:42:57瀏覽次數(shù):298

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應(yīng)用領(lǐng)域 化工,電子,電氣 產(chǎn)地 德國(guó)
品牌 西門(mén)子
6ES7214-1HG40-0XB0參數(shù)詳細(xì)
設(shè)計(jì)方法編輯電源的電磁干擾水平是設(shè)計(jì)中難的部分,,設(shè)計(jì)人員能做的多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,,尤其在布局時(shí),。由于直流到直流的轉(zhuǎn)換器很常用,,所以硬件工程師或多或少都會(huì)接觸到相關(guān)的工作,本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見(jiàn)的折中方案[1],。
電源設(shè)計(jì)中即使是普通的直流到直流開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)都會(huì)出現(xiàn)一系列問(wèn)題,,尤其在高功率電源設(shè)計(jì)中更是如此。

詳細(xì)介紹

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存儲(chǔ)方面的區(qū)別,。S7-200的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的大小是固定不變的,,而S7-1200的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器則是浮動(dòng)的。S7-1200CPU的符號(hào)表和注釋可以保存在CPU中,,可在線獲取,。在S7-1200中利用符號(hào)化存取,可以化分配數(shù)據(jù)塊所占的存儲(chǔ)區(qū),。在保持存儲(chǔ)區(qū)方面,,S7-200僅有數(shù)據(jù)區(qū)可以設(shè)置為保持,而S7-1200多可設(shè)置2048個(gè)字節(jié)的保持區(qū),,可以對(duì)數(shù)據(jù)塊中的離散變量設(shè)置保持性。在存儲(chǔ)卡容量方面,,S7-1200的存儲(chǔ)卡可到24兆字節(jié),,對(duì)于S7-200和S7-1200存儲(chǔ)卡都是可選項(xiàng),可以存放的內(nèi)容相同,。另外S7-1200的存儲(chǔ)卡還將用來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展,,程序分配及固件升級(jí)等功能。本文介紹了西門(mén)子S7-1500PLC在噴涂機(jī)器人及懸掛行走機(jī)構(gòu)總控系統(tǒng)中的應(yīng)用,;從軟硬件設(shè)計(jì)方面,,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試實(shí)例,,敘述了對(duì)關(guān)鍵功能的成功實(shí)現(xiàn)。

一,、項(xiàng)目介紹

近年來(lái),,機(jī)器人自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)因其具有重復(fù)精度高、涂裝質(zhì)量好,、可靠性好,、適用性強(qiáng)、效率高等眾多優(yōu)點(diǎn),,已廣泛應(yīng)用于汽車等工業(yè)領(lǐng)域,。而目前航空產(chǎn)品制造過(guò)程仍舊是勞動(dòng)密集、工序繁復(fù),、工況惡劣,、輔以大量工裝夾具并以手工制造為主,自動(dòng)化生產(chǎn)能力不足,。在國(guó)家提出十三五規(guī)劃,,大力發(fā)展智能制造2025的時(shí)代大背景下,中航工業(yè)復(fù)合材料制造所遠(yuǎn)矚,,在噴涂領(lǐng)域采用機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn),,加快了企業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型升級(jí),提高了裝備*制造能力,。

本項(xiàng)目采用的是一臺(tái)可移動(dòng)的懸掛式噴涂6軸機(jī)器人,,它安裝在3自由度直角坐標(biāo)變位天車上,可以在噴房范圍內(nèi)(噴漆房?jī)?nèi)尺寸:L30m×W9m×6.5m)進(jìn)行前后,、左右,、上下及旋轉(zhuǎn)等多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng),機(jī)器人的手臂上帶有一支噴槍,,能實(shí)現(xiàn)對(duì)大型復(fù)合材料工件外表面涂裝涂層的噴涂作業(yè),。

二、懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)組成

懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)由總控系統(tǒng),、天車系統(tǒng)(懸掛行走機(jī)構(gòu)),、機(jī)器人系統(tǒng)、智能供漆系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成,,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示:

天車系統(tǒng)包括:

1套縱走機(jī)構(gòu)(X軸),、1套橫走機(jī)構(gòu)(Y軸)、1套升降機(jī)構(gòu)(Z軸)和電氣伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),,還有用于維修和檢測(cè)的走臺(tái)等附屬設(shè)施,。如圖2所示:

智能供漆系統(tǒng)由虹吸管、隔膜泵、物料罐,、過(guò)濾器,、2KS、調(diào)壓器,、空打保護(hù)器等組成一套完整的供漆系統(tǒng),,是噴涂系統(tǒng)的重要組成部分,其承擔(dān)著從原料供應(yīng)到原料調(diào)節(jié)預(yù)混配比等重要的作用,,是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的必要前提,。物料包含油漆、固化劑和清洗劑,。

項(xiàng)目選用的是史陶比爾(Staubli)TX250系列6軸機(jī)器人,,也是新款的機(jī)器人。整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)由3個(gè)部件組成,,包括控制器CS8C,、機(jī)械手臂(Arm)以及手動(dòng)示教盒(Manualcontrolpendant,MCP),。

三,、控制系統(tǒng)架構(gòu)

此套系統(tǒng)的總控系統(tǒng)控制器采用西門(mén)子S7-1500PLC作為主控制器,WinCCProfessionalV13SP1作為上位機(jī)操作畫(huà)面,,TP1200作為操作面板,,天車、機(jī)器人和供漆系統(tǒng)分別采用S7-1200作為控制器,。S7-1500總控系統(tǒng)通過(guò)PROFINET總線與噴涂機(jī)器人系統(tǒng),、供漆系統(tǒng)和懸掛行走系統(tǒng)通訊,完成系統(tǒng)整體控制,,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及操作,,保證對(duì)整個(gè)工件的連續(xù)噴涂??刂葡到y(tǒng)架構(gòu)如圖4所示,,主控系統(tǒng)硬件設(shè)備表單,如下表1所示,。

四,、控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)天車系統(tǒng)和機(jī)器人噴涂系統(tǒng)的單獨(dú)進(jìn)行操作。在現(xiàn)場(chǎng)天車可以通過(guò)操作屏TP700進(jìn)行操作,,分別對(duì)X,、Y和Z軸伺服電機(jī)進(jìn)行上電、零點(diǎn)校準(zhǔn),、定位等。

供漆系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)屏TP700可以顯示油漆液位、清洗劑液位,、固化劑液位,、管路壓力、電磁閥狀態(tài),、流體調(diào)壓器狀態(tài),、2KS系統(tǒng)各種油漆的自動(dòng)配比情況、氣動(dòng)泵以及防空打保護(hù)器等,。

機(jī)器人系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)屏TP700顯示X,、Y、Z,、RX,、RY、RZ六軸移動(dòng)情況?,F(xiàn)場(chǎng)示教盒可對(duì)機(jī)器人進(jìn)行離線軌跡規(guī)劃等,。

總控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)兩套組成。

現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)能通過(guò)總線與機(jī)器人系統(tǒng),、懸掛行走系統(tǒng)和供漆系統(tǒng)通訊,,完成系統(tǒng)整體控制,對(duì)整個(gè)工件的連續(xù)噴涂,;遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及操作,。

總控制系統(tǒng)能夠?qū)Ψ窒到y(tǒng)進(jìn)行控制及狀態(tài)顯示??蓪?duì)供漆系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行換色,、加料、清洗等操作,??蓪?duì)懸掛行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正。

五,、噴涂工藝流程及控制的技術(shù)要點(diǎn)

懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)噴涂工藝流程如下:

首先天車系統(tǒng),、供漆系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒,工件進(jìn)入位置,,并定位→系統(tǒng)檢測(cè)工件實(shí)際位置→坐標(biāo)擬合→示教(手動(dòng)調(diào)試程序)→啟動(dòng)運(yùn)行,,總控讀取噴漆“工件數(shù)據(jù)",發(fā)噴涂“軌跡號(hào)"和噴涂“配方確認(rèn)"信號(hào)給機(jī)器人噴涂系統(tǒng)→機(jī)器人噴涂系統(tǒng)讀取噴涂“軌跡號(hào)"和顏色“配方號(hào)"→機(jī)器人噴涂系統(tǒng)確定是當(dāng)前噴涂配方,,則給總控發(fā)出位置1的“噴涂申請(qǐng)"信號(hào)→懸掛系統(tǒng)三軸分別到達(dá)位置1后,,發(fā)“天車已到噴涂位置"信號(hào)給總控→2KS混合,機(jī)器人開(kāi)始自動(dòng)噴涂(調(diào)用噴涂程序1)→噴涂工件1號(hào)區(qū)域,,噴涂完成,,機(jī)器人回到HOME位后停止,并給總控發(fā)“噴涂完成"信號(hào)→總控讀取“噴涂完成"信號(hào),變換工件指針,,指向2號(hào)區(qū)域工件數(shù)據(jù),,發(fā)噴涂“軌跡號(hào)"和噴涂“配方確認(rèn)"信號(hào)給機(jī)器人噴涂系統(tǒng)→機(jī)器人噴涂系統(tǒng)讀取噴涂“軌跡號(hào)"和顏色“配方號(hào)"→機(jī)器人噴涂系統(tǒng)確定是當(dāng)前噴涂配方,則給總控發(fā)出位置2的“噴涂申請(qǐng)"信號(hào)→懸掛系統(tǒng)三軸分別到達(dá)位置2后,,發(fā)“天車已到噴涂位置"信號(hào)給總控→2KS混合,,機(jī)器人開(kāi)始自動(dòng)噴涂(調(diào)用噴涂程序2)→噴涂工件2號(hào)區(qū)域,噴涂完成后,,機(jī)器人回到HOME位后停止……

按上述程序分別噴涂工件3號(hào)區(qū)域,,4號(hào)區(qū)域……n號(hào)區(qū)域,直至完成工件的全部噴涂任務(wù)→機(jī)器人回零位(HOME點(diǎn)),,天車回到原始位置,,工件下線。

為了完成對(duì)整個(gè)工件的連續(xù)噴涂,,直至天車回到原始位置,,總控的S7-1500控制器作為整個(gè)系統(tǒng)為關(guān)鍵的核心部件,協(xié)調(diào)控制天車和機(jī)器人系統(tǒng)的工作,。手動(dòng)示教調(diào)試機(jī)器人程序時(shí),,要把工件在每個(gè)區(qū)域的天車X、Y,、Z坐標(biāo)值,、機(jī)器人的軌跡號(hào)要手動(dòng)記錄下來(lái),通過(guò)在總控的操作屏TP1200或者在中控的工控機(jī)上輸入,,存入總控S7-1500PLC的數(shù)據(jù)塊里,,系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí),再自動(dòng)一步一步按照工藝順序調(diào)用已經(jīng)存入的數(shù)據(jù),。

由于工件種類多,,不同工件劃分的區(qū)域大小是不一樣的,而且每個(gè)區(qū)域是多個(gè)數(shù)值,,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的DB塊是數(shù)據(jù)的嵌套,,即為多重?cái)?shù)組,所以DB塊的大小要開(kāi)辟足夠大,,才能滿足生產(chǎn)要求,。總控若選擇普通的S7-300/400PLC用STEP7編程方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取有一定的困難,,故選擇S7-1500PLC采用TIA博途的SCL編程方式實(shí)現(xiàn)此功能,,更加方便和容易。下面介紹實(shí)現(xiàn)過(guò)程,。

工件工藝數(shù)據(jù)表的建立過(guò)程:

⑴.在TIA博途V13SP1編程軟件下,,添加一個(gè)新的“PLCdatatypes"(相當(dāng)于Step7里建立的用戶自定義DB塊),,命名為“工件配方",在里面添加“天車X坐標(biāo)"(定義為整數(shù)數(shù)據(jù)類型),、“天車Y坐標(biāo)"(定義為整數(shù)數(shù)據(jù)類型),、“天車Z坐標(biāo)"(定義為整數(shù)數(shù)據(jù)類型)和“機(jī)器人軌跡號(hào)"(定義為字節(jié)數(shù)據(jù)類型),外加兩個(gè)備用數(shù)據(jù),,防止以后客戶提出增加新功能時(shí)用,“油漆配方號(hào)"(定義為Word數(shù)據(jù)類型)和“油漆流量"(定義為整數(shù)數(shù)據(jù)類型),,現(xiàn)在這兩個(gè)數(shù)據(jù)是在畫(huà)面上直接輸入,,供漆系統(tǒng)直接接收的。

⑵在博途的程序文件下添加全局類型的DB塊,,數(shù)據(jù)號(hào)為8,,名稱為“工件工藝表1",打開(kāi)該數(shù)據(jù)塊,,在里面添加名稱為“工件數(shù)據(jù)",,數(shù)據(jù)類型是以上面建立的數(shù)組“工件配方"的為類型,范圍是1到200的數(shù)組,,如圖9所示,,數(shù)據(jù)組展開(kāi)后如圖10所示。并且把“Retain"掉電保持的選項(xiàng)勾選上,。

圖9“工件工藝表1"數(shù)據(jù)組建立

 

圖10“工件工藝表1"數(shù)據(jù)組展開(kāi)

⑶實(shí)際示教填表SCL程序的編寫(xiě):在博途的程序文件下添加函數(shù)功能塊FB63,,定義輸入輸出接口,X軸位置,、Y軸位置,、Z軸位置、機(jī)器人路徑號(hào),、油漆編號(hào),、大工件號(hào)及HMI存數(shù)確認(rèn)、計(jì)數(shù)指針等參數(shù),。接口參數(shù)如圖11所示:

FB63主要程序編寫(xiě)如下:

IF#HMI確認(rèn)脈沖=1AND#計(jì)數(shù)指針<=#大工件號(hào)then<p=“">

//從觸摸屏即子程序的IN口輸入數(shù)值放到DB工藝工件表中

“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#計(jì)數(shù)指針].天車X坐標(biāo):=#X軸位置,;

“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#計(jì)數(shù)指針].天車Z坐標(biāo):=#Z軸位置;

“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#計(jì)數(shù)指針].機(jī)器人軌跡號(hào):=#機(jī)器人路徑號(hào),;

“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#計(jì)數(shù)指針].油漆配方號(hào):=#油漆編號(hào),;

#計(jì)數(shù)指針:=計(jì)數(shù)指針+1;

//每次輸入完一個(gè)數(shù)組后,,指針加1,,指向下一個(gè)位置

END_IF;

圖11實(shí)際示教填數(shù)接口參數(shù)

下面是其中一個(gè)大機(jī)翼示教的數(shù)據(jù)表,,17個(gè)定點(diǎn)噴涂,,才能完成整個(gè)零件的噴涂,。

序號(hào)X軸坐標(biāo)值Y軸坐標(biāo)值Z軸坐標(biāo)值機(jī)器人軌跡號(hào)

注:X/Y/Z的單位是mm

表2大機(jī)翼示教數(shù)據(jù)表

自動(dòng)時(shí)多重?cái)?shù)組的讀

取過(guò)程

這個(gè)過(guò)程比較復(fù)雜,涉及到把存儲(chǔ)在“工件工藝表1"數(shù)組DB8里的每一組數(shù)據(jù)讀出來(lái),,然后把X軸位置,、Y軸位置和Z軸位置通過(guò)PROFINET通訊傳給天車系統(tǒng)的S7-1200PLC,把機(jī)器人軌跡號(hào)通過(guò)PROFINET通訊傳給機(jī)器人系統(tǒng)的S7-1200PLC,。根據(jù)懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)噴涂工藝流程順序執(zhí)行,。

自動(dòng)讀取工件工藝表SCL程序的編寫(xiě):在博途的程序文件下添函數(shù)功能塊FB91,定義輸入輸出接口,。接口參數(shù)如圖12所示:

圖12自動(dòng)讀取工件工藝表接口參數(shù)

FB91部分程序編寫(xiě)如下:

IF#啟動(dòng)信號(hào)脈沖=1AND首步驟=0THEN

#o天車X坐標(biāo):=“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#i開(kāi)始步驟].天車X坐標(biāo),;

#o天車Y坐標(biāo):=“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#i開(kāi)始步驟].天車Y坐標(biāo);

#o天車Z坐標(biāo):=“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#i開(kāi)始步驟].天車Z坐標(biāo),;

#o機(jī)器人軌跡號(hào):=“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#i開(kāi)始步驟].機(jī)器人軌跡號(hào),;

#o油漆配方號(hào):=“工件工藝表1".工件數(shù)據(jù)[#開(kāi)始步驟].油漆配方號(hào);

#i開(kāi)始步驟:=1,;

#計(jì)數(shù)指針:=#i開(kāi)始步驟,;

#o查表完成天車回原點(diǎn):=0;

END_IF,;

六,、結(jié)束語(yǔ)

本次項(xiàng)目使用西門(mén)子S7-1500PLC與TIA博途軟件,S7-SCL語(yǔ)言在編程過(guò)程中得到大量的應(yīng)用,,相對(duì)于西門(mén)子PLC的其它類型編程語(yǔ)言而言,,SCL在多重?cái)?shù)組數(shù)據(jù)處理中優(yōu)勢(shì)明顯,要求循環(huán)使用的控制任務(wù)更方便,,不僅程序量小,,而且不易出錯(cuò),調(diào)試周期大大縮短,,總體來(lái)說(shuō),,采用S7-1500系列PLC在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)程中,縮短了設(shè)計(jì)和調(diào)試周期,,改進(jìn)了設(shè)備調(diào)試的方法和效率,,是工業(yè)裝備研發(fā)制造的一大利器。

本系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái),,設(shè)備運(yùn)行狀況良好,,控制可靠穩(wěn)定,縮短噴涂作業(yè)周期長(zhǎng),,提高生產(chǎn)效率,,使工件的涂層厚度和均勻度都達(dá)到了理想的效果,極大地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作環(huán)境,,得到了復(fù)材領(lǐng)導(dǎo)及一線員工的認(rèn)可,。實(shí)現(xiàn)飛機(jī)制造從傳統(tǒng)的手工噴涂作業(yè)向高效,、智能、**的自動(dòng)化噴涂作業(yè)的跨越,,滿足飛機(jī)整機(jī)性能指標(biāo),,提高產(chǎn)品質(zhì)量,增強(qiáng)新一代飛機(jī)快速研制生產(chǎn)能力,,提高航空工業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力

6ES7214-1HG40-0XB0參數(shù)詳細(xì)

設(shè)計(jì)方法編輯電源的電磁干擾水平是設(shè)計(jì)中難的部分,,設(shè)計(jì)人員能做的多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,尤其在布局時(shí),。由于直流到直流的轉(zhuǎn)換器很常用,,所以硬件工程師或多或少都會(huì)接觸到相關(guān)的工作,本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見(jiàn)的折中方案[1],。
電源設(shè)計(jì)中即使是普通的直流到直流開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)都會(huì)出現(xiàn)一系列問(wèn)題,尤其在高功率電源設(shè)計(jì)中更是如此,。除功能性考慮以外,,工程師必須保證設(shè)計(jì)的魯棒性,以符合成本目標(biāo)要求以及熱性能和空間限制,,當(dāng)然同時(shí)還要保證設(shè)計(jì)的進(jìn)度,。
另外,出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮,,電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低,。不過(guò),電源的電磁干擾水平卻是設(shè)計(jì)中難精確預(yù)計(jì)的項(xiàng)目,。有些人甚至認(rèn)為這簡(jiǎn)直是不可能的,,設(shè)計(jì)人員能做的多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,尤其在布局時(shí),。


盡管本文所討論的原理適用于廣泛的電源設(shè)計(jì),,但我們?cè)诖酥魂P(guān)注直流到直流的轉(zhuǎn)換器,因?yàn)樗膽?yīng)用相當(dāng)廣泛,,幾乎每一位硬件工程師都會(huì)接觸到與它相關(guān)的工作,,說(shuō)不定什么時(shí)候就必須設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器。本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見(jiàn)的折中方案;熱性能,、電磁干擾以及與PCB布局和電磁干擾相關(guān)的方案尺寸等,。
文中我們將使用一個(gè)簡(jiǎn)單的降壓轉(zhuǎn)換器做例子,如圖1所示,。普通的降壓轉(zhuǎn)換器普通的降壓轉(zhuǎn)換器圖1.普通的降壓轉(zhuǎn)換器在頻域內(nèi)測(cè)量輻射和傳導(dǎo)電磁干擾,,這就是對(duì)已知波形做傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi),本文中我們著重考慮輻射電磁干擾性能,。
在同步降壓轉(zhuǎn)換器中,,引起電磁干擾的主要開(kāi)關(guān)波形是由Q1和Q2產(chǎn)生的,,也就是每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管在其各自導(dǎo)通周期內(nèi)從漏極到源極的電流di/dt。圖2所示的電流波形(Q和Q2on)不是很規(guī)則的梯形,,但是我們的操作自由度也就更大,,因?yàn)閷?dǎo)體電流的過(guò)渡相對(duì)較慢,所以可以應(yīng)用HenryOtt經(jīng)典著作《電子系統(tǒng)中的噪聲降低技術(shù)》中的公式1,。


Q1和Q2的波形Q1和Q2的波形圖2.Q1和Q2的波形In=2IdSin(nπd)/nπd×Sin(nπtr/T)/nπtr/T(1)其中,,n是諧波級(jí)次,T是周期,,I是波形的峰值電流強(qiáng)度,,d是占空比,而tr是tr或tf的小值,。
我們發(fā)現(xiàn),,對(duì)于一個(gè)類似的波形,其上升和下降時(shí)間會(huì)直接影響諧波振幅或傅里葉系數(shù)(In),。在實(shí)際應(yīng)用中,,極有可能會(huì)同時(shí)遇到奇次和偶次諧波發(fā)射。如果只產(chǎn)生奇次諧波,,那么波形的占空比必須精確為50%,。而實(shí)際情況中極少有這樣的占空比精度。
諧波系列的電磁干擾幅度受Q1和Q2的通斷影響,。在測(cè)量漏源電壓VDS的上升時(shí)間tr和下降時(shí)間tf,,或流經(jīng)Q1和Q2的電流上升率di/dt時(shí),可以很明顯看到這一點(diǎn),。這也表示,,我們可以很簡(jiǎn)單地通過(guò)減緩Q1或Q2的通斷速度來(lái)降低電磁干擾水平。
事實(shí)正是如此,,延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)時(shí)間的確對(duì)頻率高于f=1/πtr的諧波有很大影響,。不過(guò),此時(shí)必須在增加散熱和降低損耗間進(jìn)行折中,。盡管如此,,對(duì)這些參數(shù)加以控制仍是一個(gè)好方法,它有助于在電磁干擾和熱性能間取得平衡,。具體可以通過(guò)增加一個(gè)小阻值電阻(通常小于5Ω)實(shí)現(xiàn),,該電阻與Q1和Q2的柵極串聯(lián)即可控制tr和tf,你也可以給柵極電阻串聯(lián)一個(gè)“關(guān)斷二極管"來(lái)控制過(guò)渡時(shí)間tr或tf(見(jiàn)圖3),。
這其實(shí)是一個(gè)迭代過(guò)程,,甚至連經(jīng)驗(yàn)豐富的電源設(shè)計(jì)人員都使用這種方法。我們的終目標(biāo)是通過(guò)放慢晶體管的通斷速度,,使電磁干擾降低至可接受的水平,,同時(shí)保證其溫度足夠低以確保穩(wěn)定性,。用關(guān)聯(lián)二極管來(lái)控制過(guò)渡時(shí)間用關(guān)聯(lián)二極管來(lái)控制過(guò)渡時(shí)間圖3.用關(guān)聯(lián)二極管來(lái)控制過(guò)渡時(shí)間開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的物理回路面積對(duì)于控制電磁干擾也非常重要。
通常,,出于PCB面積的考慮,,設(shè)計(jì)者都希望結(jié)構(gòu)越緊湊越好,但是許多設(shè)計(jì)人員并不知道哪部分布局對(duì)電磁干擾的影響,?;氐街暗慕祲悍€(wěn)壓器例子上,該例中有兩個(gè)回路節(jié)點(diǎn)(如圖4和圖5所示),,它們的尺寸會(huì)直接影響到電磁干擾水平


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