[发明专利]一种用于高速电主轴驱动器的隔离AC-DC电源

说明书

本发明涉及一种用于高速电主轴驱动器的隔离AC‑DC电源，输入单相AC电源经过EMI滤波器、继电器后连接PFC变换器，PFC变换器输出直流电压经过隔离DC‑DC变换器后得到直流输出电压传输至功率模块；交流输入电压经辅助单相整流电路得到直流电压为反激变换器供电，反激变换器输出电压为PFC控制芯片、隔离DC‑DC控制芯片、反激控制芯片、保护信号处理模块和控制模块供电；PFC控制芯片检测PFC变换器的相关信号后，输出控制信号控制PFC变换器；反激控制芯片检测反激变换器的相关信号后输出控制信号控制反激变换器；隔离DC‑DC控制芯片检测隔离DC‑DC变换器的相关信号后输出控制信号控制隔离DC‑DC变换器；保护信号处理模块检测隔离DC‑DC变换器的副边相关信号后向控制模块输出过压、过流信号。

技术领域

本发明涉及一种AC-DC电源，特别是关于一种用于高速电主轴驱动器的隔离AC-DC电源。

背景技术

高速电主轴驱动器是一种将直流电(DC)变换为高频交流电(AC)，驱动数控机床中高速电主轴的设备。而一般工厂原有用电都是交流形式，因此需要一个隔离AC-DC电源将原有交流电转换为直流电为高速电主轴驱动器供电。高速电主轴驱动器是一种对供电可靠性要求很高的设备，需要具备各种故障工况的可靠保护功能及安全的启动待机功能。此外，高速电主轴驱动器对集成度和成本也有较高要求，需要尽可能减小AC-DC电源复杂度和体积，从而降低整个设备的成本和大小，使其更好地应用于数控机床中。

现有用于高速电主轴驱动器的隔离AC-DC电源如图1所示。其包括EMI滤波器1、PFC变换器2、隔离DC-DC变换器3、PFC控制芯片4、反激控制芯片5、第一隔离模块6、第二隔离模块7、反激变换器8、第三隔离模块9、采样模块及通用数字控制芯片10，电源负载为高速电主轴驱动器11。整个隔离AC-DC电源包括功率回路和控制回路两个回路，隔离DC-DC变换器3、第一隔离模块6、第二隔离模块7、反激变换器8和第三隔离模块9都具有隔离功能，将整个电源分隔为原边和副边两部分。功率电回路中输入单相AC电源经过EMI滤波器1后连接到PFC变换器2，PFC变换器具有将输入交流电压Vac转换为直流电压Vbus的功能，同时可以实现输入交流电网的单位功率因数。直流电压Vbus连接隔离DC-DC变换器3后输出直流压Vout供给高速主轴驱动器的功率模块11a，完成主功率的传输。为了保证高速主轴驱动器和整个隔离AC-DC电源的正常工作，电源中还有一个控制电回路，为高速主轴驱动器的控制模块11b和隔离AC-DC电源中的控制芯片供电，这一功能由反激变换器8实现，其分别输出辅助直流电压Vaux和隔离直流电压Viso为原边和副边的控制电路供电。PFC控制芯片4输出的控制信号Cntl_PFC用来控制PFC变换器，反激控制芯片5输出的控制信号Cntl_aux用来控制反激变换器，通用数字控制芯片10输出的控制信号Cntl_main经过第二隔离模块7后用于控制隔离DC-DC变换器。