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西門子電源模塊主要功能是產(chǎn)生直流母線電壓,供給主軸模塊和進(jìn)給伺服模塊,同時(shí)產(chǎn)生供系統(tǒng)和各個(gè)模塊內(nèi)部使用的+24v和+5v電壓。根據(jù)直流電壓控制方式,它又分為開(kāi)環(huán)控制的UE模塊和閉環(huán)控制的I/R模塊,UE模塊沒(méi)有電源的回饋系統(tǒng),其直流電壓正常時(shí)為570V左右,而當(dāng)制動(dòng)能量大時(shí),電壓可高達(dá)640多伏。I/R模塊的電壓則一直維持在600V左右。
當(dāng)交流380V送入電源模塊后,首先內(nèi)部邏輯電源電路開(kāi)始工作,產(chǎn)生+24V和+5V電壓,當(dāng)內(nèi)部電源正常后,端子9出現(xiàn)24V電壓。此時(shí)模塊內(nèi)部主接觸器還沒(méi)有吸合,通過(guò)其常閉輔助觸點(diǎn),端子111上出現(xiàn)24V電壓,當(dāng)模塊內(nèi)部完成預(yù)充電過(guò)程后,113端上出現(xiàn)24V,通過(guò)外電路連接到端子63,允許ER模塊的整流電路工作,產(chǎn)生600V直流電壓。
電源技術(shù)博大精深,應(yīng)用領(lǐng)域也是非常廣泛,從工業(yè)、汽車到光伏和醫(yī)療等都可以看到它的身影。一個(gè)完整的電源需要很多模塊組合起來(lái),其中電源模塊就是其中最關(guān)鍵的一部分,國(guó)內(nèi)從事這方面研究的公司也很多,對(duì)于工程師們而言,電源模塊發(fā)熱是經(jīng)常遇到的難題,本文帶大家來(lái)認(rèn)識(shí)下發(fā)熱的原因。
西門子電源模塊維修發(fā)熱的原
1、什么是電源模塊?
它是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器,其特點(diǎn)是可為專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微處理器、存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。
一般來(lái)說(shuō),這類模塊稱為負(fù)載點(diǎn)(POL)電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點(diǎn)電源供應(yīng)系統(tǒng)(PUPS)。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多,因此模塊電源廣泛用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子、航空航天等。
在電壓轉(zhuǎn)換過(guò)程中有能量損耗,產(chǎn)生熱能導(dǎo)致模塊發(fā)熱,降低電源的轉(zhuǎn)換效率,影響正常工作,并且可能會(huì)影響周圍其他器件的性能,這種情況需要馬上排查,根據(jù)資深工程師對(duì)筆者反饋,解決發(fā)熱有很多方法,下面是一些常見(jiàn)的技巧。
2、解決發(fā)熱難題的方法
使用的是線性電源導(dǎo)致發(fā)熱:線性電源工作原理通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)整管RW改變輸出電壓的大小。由于調(diào)整管相當(dāng)于一個(gè)電阻,電流經(jīng)過(guò)電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱,導(dǎo)致效率不高。為了防止發(fā)熱嚴(yán)重,可采取以下措施,如加大散熱片、實(shí)行風(fēng)冷、導(dǎo)熱材料解決(導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱灌封膠)、改用開(kāi)關(guān)電源。
負(fù)載太小不合適:電源輕載,即電源電路負(fù)載阻抗比較大,這時(shí)電源對(duì)負(fù)載的輸出電流比較小,有些電源電路中不允許電源的輕載,否則會(huì)使電源電路輸出的直流工作電壓升高很多,造成對(duì)電源電路的損壞。一般有zui小的負(fù)載限制,各廠家有所不同,一般為10%。如果輸出負(fù)載太輕,建議在輸出端并聯(lián)一個(gè)假負(fù)載電阻。
負(fù)載過(guò)流難題:電源過(guò)載,電源模塊與電源輕載情況恰好相反,就是電源電路的負(fù)載電路存在短路,使電源電路輸出很大的電流,且超出了電源所能承受的范圍。對(duì)于無(wú)過(guò)流保護(hù)的電源模塊,輸出需要穩(wěn)壓、過(guò)壓及過(guò)流保護(hù)的簡(jiǎn)單方法就是在輸入端外接一帶過(guò)流保護(hù)的線性穩(wěn)壓器。
環(huán)境溫度過(guò)高或散熱不良:使用模塊電源前,務(wù)必考慮溫度等級(jí)和實(shí)際需要的工作溫度范圍,根據(jù)負(fù)載功率和實(shí)際的環(huán)境溫度進(jìn)行降額設(shè)計(jì)。
發(fā)熱是困擾很多電源工程師的難題,平時(shí)工程師可以參考這位工程師的建議,試試能否解決這個(gè)難題。