基于ethercat总线可编程电源研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com务llI5地基于EtherCAT总线的可编程电源研究StudyonEtherCAT-basedprogrammablepowersupply陈鹏展，刘百芬CHENPeng．zhan．LIUBai．fen(华东交通大学电气与电子工程学院，南昌330013)摘要：针对可编程电源的应用需求，提出了一类具有并联运行能力的直流可编程电源。以移相PWM作为电源前级，BUCK变换作为电源后级，构成了可编程电源的主电路拓扑；选择高速实时总线EtherOAT作为可编程电源的通信接口，在电源独立

2、运行时作为外部指令输入接口，在电源并联运行时构成网络，作为各电源间的数据交换通道；分析了可编程电源的控制结构，提出了多电源并联运行时的分流方案及输出同步控制策略。对所设计的可编程电源性能进行了评估，得到满意结果。关键词：可编程电源；网络协同；环形耦合；EtherCAT总线中圈分类号：TP273．3；TM423文献标识码：A文章编号：1009—0134(2013)11(JE)一0111—03Ooi：10．3969／j．Issn．1009-0134．2013．11(I-)．310引言可编程电源可根据用户程序设定或指

3、令输可编程电源的主电路拓扑结构如图l所示，主入，通过对电路拓扑中的开关器件进行调整，使要包括两个部分：移相PWM变换和BUCK变换。电源输出实时准确地跟随指令变化。在其应用过市电输入经过校正整流后，经过前级移相全桥完程中，往往存在不同的需求，若为满足不同应用成DC／DC隔离降压，获得稳定直流电压，然后根需求而开发、设计、生产不同规格的可编程电据指令设定的工作模式，经过后级BUCK变换获得源，势必加大系统成本和设计周期，制约可编程按指令变化的低纹波精密输出，通过开关管K5、K6电源的应用。具有并联运行能力的可编程

4、电源可实现电流输出、电压输出和功率输出模式的切换。根据需要灵活组合成不同功率的电源系统，不仅可以使可编程电源的设计模块化和标准化，而且还能够实现电源系统的冗余，提高其运行可靠性，己成为其发展的一个重要方向Ⅱ】。1硬件结构设计图1主电路拓扑结构1．1主电路拓扑设计可编程电源选用ST公司高性能微处理器在可编程电源实际应用中，需要具备良好的STM32F407VGT6对移相全桥环节和BUCK变换环动态响应特性，较小的体积／功率比，以及较低的节中的功率开关管进行控制。当可编程电源工作电压和电流输出纹波。针对可编程电源的性

5、能要在电流输出模式时，电源以采样点2处的电流采样求，考虑其指令输入特性、并联运行需求、频响值作为电流反馈，通过调整开关管K5，使电流输带宽、体积及纹波指标等因素，选用全数字控制出跟随指令变化。当电源工作在电压或功率输出的多级串联变换作为可编程电源的主电路拓扑方模式时，以采样点2处的电流采样值作为电流反案。多级串联调节易于使电源输出保持低较小的纹波，减小电源重量及体积】；全数字控制技术则馈，作为电流控制内环，以采样点3处的电压采样可以简化硬件电路，应用各种先进的控制策略，值作为电压反馈，构成电压或功率控制外环，利

6、用双控制环来调整开关管K5、K6以实现电源输出使电源获得更为精确的输出，更易于实现可编程对电压和功率输出指令的跟随。电源的并联同步运行。收稿日期：2013-06-25基金项目：国家自然科学基金(6tt640tt)；江西省自然科学基金(20114BAB201023)作者简介：陈鹏展(1975一)，男，湖北武穴人，副教授，博士，研究方向为网络控制系统、汽车电子控制及伺服驱动控制。第35卷第11期2013—11(上)[111]学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com骞、I甸化设计的驱动

7、系统能够满足其工艺要求。自动焊接运行稳定可靠，实用性强，大大节约了劳动力，系统的全景图如图5所示。具有使用和推广价值。参考文献：[1】史敬灼，王宗培，等．步进电动机驱动控制技术的发展【J】．微特电机，2007，35(07)：104—107．【2】BetinF，PinchonD，CapolinoGA．FuzzyLogicAppliedtoSpeedControlofaSteppingMotorDrive．IEEETransonIndustrialElectronics，2000，47(3)：6l0—622．图5自

8、动焊接系统全景图[3】可编程控制器原理及应用【M】．北京：国防工业出版社，2010．4结束语【4】SoECT，YangSJ．TheEffectofToothShapeonRadialForcesinStepMotors．IEEETransonMagnetics，Part2，19本文介绍了应用PLC控制步进电机实现了微小93，29(6)：2413—2415．导电滑环引线的自动焊接，经实验