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面向VFD顯示的工業(yè)稱重儀表開關電源設計

1引言

    用于定量包裝生產(chǎn)的工業(yè)稱重儀表常采用LED泉示，使得儀表的功能受限，不能滿足工業(yè)生產(chǎn)上的要求，而采用泉示內(nèi)容豐富真空熒光.i v示屏((VFD)，使儀表的市場前景非常)’闊。傳統(tǒng)的對VFD供電方法采用交流供電，需要變壓器，這加大了電源板的體積;設計采用直流供電，燈泛兩端用壓差為3.3 V直流驅(qū)動，而它們由開關電源的基木輸出轉(zhuǎn)換而成，開關電源經(jīng)過幾十年的發(fā)展，朝著體積小，效率高的方向發(fā)展;木義設計避免了采用笨重的工頻變壓器，并利用某公司新推出的第四代TOPSwit山系列芯片和較小的濾波元器件，使開關電源體積很大程度減小。

同時考慮主控板電壓需求后，為保證控制板和.i v示板的都穩(wěn)定的工作，對稱重儀表的電源板作出合理的分析和設計，中一片開關電源效率高、外圍電路簡中一并且實現(xiàn)5路輸出，木義利用PI EXPERT6.5軟件輔助設計，生成關鍵參數(shù)作為參考，設計出滿足稱重儀表的多路穩(wěn)定的電壓要求的電路、

2.開關電源設計基木結(jié)構

    木義開關電源用的是PWM方式，即在頻率一定的情況卜通過改變脈沖寬度來調(diào)節(jié)占空比。開關電源利用體積很小的高頻變壓器來實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換及電網(wǎng)隔離的，而且外圍電路簡單、效率高、穩(wěn)定可靠。開關電源的功率調(diào)整器件處于開關工作狀態(tài)，效率比線性電源高。

    選用TOPSwitch-GX系列產(chǎn)品的TOP245Y設計的中一片開關電源輸入交流85 V-265 V，如圖1所示，經(jīng)過電網(wǎng)濾波、整流濾波，鉗位保護、高頻變壓器，再經(jīng)過二次側(cè)整流濾波電路得到初始基木輸出為9V/0.4A,9V/0.3A,-36V/0.3A,24V/0.3A,12V/O.SA;再經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換為所需電壓，其中，選擇9V/0.4A作為取樣反饋，經(jīng)過光禍和TOP245Y為主的元器件到鉗位保護電路，從而保證了輸出的穩(wěn)定性。

電網(wǎng)濾波用來抑制接入電網(wǎng)與開關電源的相互十擾;整流濾波是通過整流橋?qū)碜噪娋W(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電;鉗位保護電路主要是通過P6KE200A和UF4007反向串聯(lián)來防i1_變壓器的感應電壓過高;變壓器是整個開關電源最為關鍵的部分，它同時實現(xiàn)了電網(wǎng)隔離、能量存儲和電壓轉(zhuǎn)換的功能i=i。二次側(cè)整流濾波將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并電壓中的紋波成分盡可能除掉。

反饋電路的設計

    反饋電路如圖2所示，所采用的主要元件是三端可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極昔TL431和光禍PC817，反饋電路的工作原理是當被選定當作反饋的一個輸出電壓9V/0.3A發(fā)生改變時，經(jīng)過阻值為lOK和26.1K的電阻分壓后得到的取樣電壓就與2.5V基準電壓進行比較，從而導致發(fā)光二極昔的工作電流也發(fā)牛變化，光禍引起TOP245Y的控制端電流的大小變化，調(diào)節(jié)的輸出占空比，使輸出電壓趨于穩(wěn)定。

生成主控板和設定泉示板所需電壓+5V電壓

    主控板上是實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，需要精準的+5V作為電壓，而為了保證主控板的A/D轉(zhuǎn)化不受設定.示板負載變化的影響，所以先關電源電路產(chǎn)生9V左右穩(wěn)定電壓(若不是主反饋電壓，電壓會隨著負載大小有很小的變化)，然后均由穩(wěn)壓芯片LM7805來穩(wěn)壓，得到主控板需求的+SV電壓;光禍輸出需要的的+24V電壓直接由二次側(cè)整流濾波得到。設定泉示板所需的+SV電壓和主控板所需+SV電壓的得到的方式是相同的。

5結(jié)束語

    本文針對所設計帶有VFD泉示屏的工業(yè)稱重儀表，基于TOPSwitch-GX芯片的中一片開關電源設計出獨特的供電方案，設計中不僅保證主控板和設定.i v示板的電壓和功率要求，而且留有一定的裕量，克服了傳統(tǒng)工頻變壓器效率低，體積大的的缺點。在各個組成部分實現(xiàn)過程中，都是經(jīng)過較嚴格的分析和測試，保證電路的嚴謹、電路性能的穩(wěn)定和優(yōu)化，開關電源部分能夠達到開關電源能指標整個供電方案設計出的電壓和功率能夠穩(wěn)定可靠的供應工業(yè)稱重儀表的主控板和設定泉示板。

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