CN107508475A - 一种机器人供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人供电系统，包括电源电路、EMI滤波器、整流滤波电路、软启动电路、保护电路、驱动电路、取样电路、功率变换电路、脉宽调制电路和比较放大电路，所述电源电路两端分别连接EMI滤波器、输出端整流滤波电路和取样电路，EMI滤波器还分别连接整流滤波电路和保护电路，整流滤波电路还连接软启动电路。本发明机器人供电系统通过改变电源模块的数量来满足不同功率的负载，每个模块承受较小的电应力，采用小功率电源模块，大规模控制集成电路做基本部件，大大减轻了对大功率元器件和装置的研制压力，简化了热设计，使得电源保持较高的效率和可靠性；软启动电路能有效防止开关电源在加电瞬间汲取一个较大的电流而导致效率降低。

Description

一种机器人供电系统
技术领域
本发明涉及一种机器人，具体是一种机器人供电系统。
背景技术
随着社会生产力的发展和多媒体处理技术的进步， 人们对机器人功能的要求越来越高。
机器人的使用离不开供电系统。机器人一般都使用大功率电源，大功率电源是电源领域的一个分支，大功率电源通常通过两种方式实现，一种是按功率要求直接设计。另一种是采用多组低功率并联输出设计。前者系统维护复杂，如散热设计，噪声管理，效率管理要集中统一管理，才能实现总体设计目标。后者采用现有的成熟电路设计，然后进行并联，不存在散热设计，噪声管理，效率管理的问题，维护方便，容易集成，已越来越受到行业的重视。
然而，并联设计成本高，系统不同步，容易引起相互之间的影响，如处理不好，会使有的效率高，有的效率低，在不同步状态下工作，最终影响电源质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人供电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机器人供电系统，包括电源电路、EMI滤波器、整流滤波电路、软启动电路、保护电路、驱动电路、取样电路、功率变换电路、脉宽调制电路和比较放大电路，所述电源电路两端分别连接EMI滤波器、输出端整流滤波电路和取样电路，EMI滤波器还分别连接整流滤波电路和保护电路，整流滤波电路还连接软启动电路，软启动电路还连接功率变换电路，功率变换电路还分别连接输出整流滤波电路另一端和驱动电路，驱动电路还连接脉宽调制电路，脉宽调制电路还分别连接保护电路另一端、基准电压源和比较放大电路，比较放大电路还分别连接取样电路另一端和基准电压源另一端；所述软启动电路包括电阻R1、场效应管Q1、二极管D1、三极管Q3、三端稳压器U1和电容C1，所述电容C1一端分别连接电源VCC、单子R2、电阻R4、场效应管Q1的S极和三极管Q4发射极，场效应管Q1的D极分别连接电阻R4另一端和三端稳压器U1输入端，三端稳压器U1接地端连接二极管D1正极并接地，二极管D1负极分别连接电阻R3和电阻R8，电阻R8另一端连接三极管Q3基极，三极管Q3发射极分别连接接地电容C1、三端稳压器U1输出端、电阻R3另一端、电阻R6和场效应管Q2的S极，场效应管Q2的D极连接输出端Vo，场效应管Q2的G极分别连接电阻R6另一端和电阻R5，电阻R5另一端连接三极管Q4集电极，三极管Q4基极连接电阻R7，电阻R7另一端连接二极管D2正极，二极管D2负极分别连接电阻R1、电阻R2另一端、电容C1另一端和场效应管Q1的G极，电阻R1另一端连接三极管Q3集电极。
作为本发明进一步的方案：所述二极管D1为稳压二极管。
作为本发明进一步的方案：所述二极管D2为稳压二极管。
作为本发明进一步的方案：所述三端稳压器U1型号为7805。
作为本发明再进一步的方案：所述电源电路为多个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明机器人供电系统通过改变电源模块的数量来满足不同功率的负载，每个模块承受较小的电应力，采用小功率电源模块，大规模控制集成电路做基本部件，大大减轻了对大功率元器件和装置的研制压力，简化了热设计，使得电源保持较高的效率和可靠性；软启动电路能有效防止开关电源在加电瞬间汲取一个较大的电流而导致效率降低。
附图说明
图1为机器人供电系统的结构示意图；
图2为机器人供电系统中软启动电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种机器人供电系统，包括电源电路、EMI滤波器、整流滤波电路、软启动电路、保护电路、驱动电路、取样电路、功率变换电路、脉宽调制电路和比较放大电路，所述电源电路两端分别连接EMI滤波器、输出端整流滤波电路和取样电路，EMI滤波器还分别连接整流滤波电路和保护电路，整流滤波电路还连接软启动电路，软启动电路还连接功率变换电路，功率变换电路还分别连接输出整流滤波电路另一端和驱动电路，驱动电路还连接脉宽调制电路，脉宽调制电路还分别连接保护电路另一端、基准电压源和比较放大电路，比较放大电路还分别连接取样电路另一端和基准电压源另一端；所述软启动电路包括电阻R1、场效应管Q1、二极管D1、三极管Q3、三端稳压器U1和电容C1，所述电容C1一端分别连接电源VCC、单子R2、电阻R4、场效应管Q1的S极和三极管Q4发射极，场效应管Q1的D极分别连接电阻R4另一端和三端稳压器U1输入端，三端稳压器U1接地端连接二极管D1正极并接地，二极管D1负极分别连接电阻R3和电阻R8，电阻R8另一端连接三极管Q3基极，三极管Q3发射极分别连接接地电容C1、三端稳压器U1输出端、电阻R3另一端、电阻R6和场效应管Q2的S极，场效应管Q2的D极连接输出端Vo，场效应管Q2的G极分别连接电阻R6另一端和电阻R5，电阻R5另一端连接三极管Q4集电极，三极管Q4基极连接电阻R7，电阻R7另一端连接二极管D2正极，二极管D2负极分别连接电阻R1、电阻R2另一端、电容C1另一端和场效应管Q1的G极，电阻R1另一端连接三极管Q3集电极。所述二极管D1为稳压二极管。所述二极管D2为稳压二极管。所述三端稳压器U1型号为7805。所述电源电路为多个。
本发明的工作原理是：本发明将开关电源的PWM控制电路象独立出来，去统一管理多个电源电路，如电源电路是一个的情况下，就是一个现有的开关电源电路，参见图1和图2所示，包括电源电路、EMI滤波器、整流滤波电路、软启动电路、保护电路、驱动电路、取样电路、功率变换电路、脉宽调制电路和比较放大电路，所述电源电路两端分别连接EMI滤波器、输出端整流滤波电路和取样电路，EMI滤波器还分别连接整流滤波电路和保护电路，整流滤波电路还连接软启动电路，软启动电路还连接功率变换电路，功率变换电路还分别连接输出整流滤波电路另一端和驱动电路，驱动电路还连接脉宽调制电路，脉宽调制电路还分别连接保护电路另一端、基准电压源和比较放大电路，比较放大电路还分别连接取样电路另一端和基准电压源另一端。
请参阅图2，软启动电路中，在电源VCC接通时，输入电流由限流电阻R4分流，输出端Vo电压开始升高，在输出电压达到4.5V（D1两端3.9V加上Q3的VEB=0.6V）的时候，Q3导通并对电容C1充电，当C1两端电压VC达到Q1的门限电压时，Q1导通，VC继续升高，Q1完全导通，对输入电流提供一个低阻抗通路，并且有效旁路了限流电阻R4，当VC达到7.4V（D1两端6.8V加上Q3的VEB=0.6V）时，Q4导通，同时对Q2提供偏压，使Q2导通，这样输出端Vo通过一个低阻抗与电源VCC连接，至此，电源已被完全启动，软启动电路也完成了其功用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种机器人供电系统，包括电源电路、EMI滤波器、整流滤波电路、软启动电路、保护电路、驱动电路、取样电路、功率变换电路、脉宽调制电路和比较放大电路，其特征在于，所述电源电路两端分别连接EMI滤波器、输出端整流滤波电路和取样电路，EMI滤波器还分别连接整流滤波电路和保护电路，整流滤波电路还连接软启动电路，软启动电路还连接功率变换电路，功率变换电路还分别连接输出整流滤波电路另一端和驱动电路，驱动电路还连接脉宽调制电路，脉宽调制电路还分别连接保护电路另一端、基准电压源和比较放大电路，比较放大电路还分别连接取样电路另一端和基准电压源另一端；所述软启动电路包括电阻R1、场效应管Q1、二极管D1、三极管Q3、三端稳压器U1和电容C1，所述电容C1一端分别连接电源VCC、单子R2、电阻R4、场效应管Q1的S极和三极管Q4发射极，场效应管Q1的D极分别连接电阻R4另一端和三端稳压器U1输入端，三端稳压器U1接地端连接二极管D1正极并接地，二极管D1负极分别连接电阻R3和电阻R8，电阻R8另一端连接三极管Q3基极，三极管Q3发射极分别连接接地电容C1、三端稳压器U1输出端、电阻R3另一端、电阻R6和场效应管Q2的S极，场效应管Q2的D极连接输出端Vo，场效应管Q2的G极分别连接电阻R6另一端和电阻R5，电阻R5另一端连接三极管Q4集电极，三极管Q4基极连接电阻R7，电阻R7另一端连接二极管D2正极，二极管D2负极分别连接电阻R1、电阻R2另一端、电容C1另一端和场效应管Q1的G极，电阻R1另一端连接三极管Q3集电极。
2.根据权利要求1所述的机器人供电系统，其特征在于，所述三端稳压器U1型号为7805。
3.根据权利要求1所述的机器人供电系统，其特征在于，所述二极管D2为稳压二极管。
4.根据权利要求1所述的机器人供电系统，其特征在于，所述二极管D1为稳压二极管。
5.根据权利要求1所述的机器人供电系统，其特征在于，所述电源电路为多个。
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