在FD-110A中我们成功的使用单霍尔和单片机插分完成四相电机的同步驱动。采取各种措施以提高电源功率器件的效率众所周知电机驱动的易损器件是功率器件。因此电机的功率电路是FD-110A分子泵电源的关键,它的好坏直接决定电源的可靠性。过去110电源采用的是IFR460VMOS管作为驱动器件,本次设计没有改动。但过去的前级驱动采用的是三极管集电极输出驱动,输出电压为6V,对于VMOS管的来说是非饱和驱动。本次设计采用MAX626芯片为前级驱动,为12V电压饱和驱动且626内部输出为图腾柱输出,驱动的上升和下降时间很短,所以功率管本身消耗功率很小,基本上不发热。
其次我们利用分流方式转移在功率器件的热损耗;同时还利用瞬态管对功率器件的保护。通过这些措施后,大幅度的降低了功率器件的发热程度,提高了功率器件的可靠性。虽然我们采用的主功率器件和原来相同,但我们的电路对器件的要求却远远低于原来的电路,所以新电路的主功率器件在使用很小的散热片或不使用散热片的情况下基本上不发热。FD-110A电源使用的散热片面积是旧电源的1/10.实验证明,以上采取的措施确实大大提高了电源的效率。
单端反激式开关电源原理在FD-110A电源中我们采用的开关电源,其各部分的工作原理如下。输入、整流及滤波电路220V交流电压先经过2A/250V保险,再送到C31A、C31B、C31C、J8、J9、J3、R3、TH1组成的浪涌电流限幅电路和低通滤波器,然后加桥式整流电路,经整流后的100Hz单向脉冲电压又送到C38进行平滑滤波,后在C38两端得到310V的支流高压。此电压分两路送出:一路到控制电路;一路到主变换电路。主变换电路主变换电路主要有Q1、T、D21、D22、D2、D1、R6~R10、R16、C3等组成。当UC3842脚得到16~34V电压以后,UC3842就开始工作,并从其脚送出50kHz的调制脉冲,此脉冲经D22、D8、加到Q1栅极。当Q1栅极有正向脉冲出现时,Q1导通,310V直流电压经变压器T的初级绕组n1→Q1→R9形成回路,于是在变压器副边绕组上感应出一个方向脉冲电压。
当Q1栅极有效脉冲消失时,Q1因失去栅极电压而截止,由于n1中电流突然减小,将在n1绕组上产生反电动势,此时储存在变压器T中的能量由绕组n1经D2、D21、R16、R10进行泄放,同时在变压器T副边绕组上感应出与Q1导通时方向相反的脉冲。由于Q1栅极不断地得到控制脉冲,上述过程反复进行,终在变压器T副绕组上得到连续的方波电压,然后再经过输出半波整流和平滑滤波及稳压电路得到所需的电压。输出电路输出电路主要由变压器T及D3和相应的滤波元件组成。40V电压由变压器T次级线圈绕组经正向半波整流,LC0型滤波后得到。