串联型开关电源工作原理

串联型开关电源如下图：

图1：串联型开关电源

220V交流市电经整流和CI滤波后，在C上得到300V直流电压（市电电压为220V时，整流后大值可达到220√2V=311V，此处300V直流电压指近似值），该电压经绕组L 1送到开关管VT的集电极。

开关管VT的基极加有脉冲信号，当脉冲信号高电平送到VT的基极时，VT饱和导通，300V的电压经L1、VT的集电极和发射极对电容C2充电，在C2上充得上正、下负的电压，充电电流在经过L1时，L1会产生左正、右负的电动势阻碍电流，L2上会感应出左正、右负的电动势（同名端极性相同），续流二极管VD1截止；当脉冲信号低电平送到VT的基极时VT截止，无电流流过L1，L1马上产生左负、右正的电动势，L2上感应出左负、右正的电动势，二极管VD1导通，L2上的电动势对C2充电。

充电途径为：L2的右正→C2→地→VD1→L2的左负，在C上充得上正、下负的电压Uo，供给负载RL。稳压过程∶若市电电压下降，C1两端电压也会下降，如果VT基极的脉冲宽度不变，在VT导通时，充电电流会因供电电压下降而减小，C2充电少，两端的电压U会下降。

为了保证在市电电压下降时C，两端的电压不会下降，可让送到VT基极的脉冲信号变宽（高电平持续时间长），VT导通时间长，C2充电时间长，C2两端的电压又回升到正常值。

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 01

概述

随着工业自动化技术的快速发展，当前的生产线、生产机械使用了大量的驱动装置。对于自动化的系统集成项目，自动化程度越来越高，需要实现的功能越来越多，设备的运行模式也是越来越复杂。因此对我们设备的制造时间、效率、质量以及灵活性等多方面提出了更有挑战性的要求。

基于以上要求，西门子提供了许多标准的驱动功能库，在项目中使用标准驱动功能库的优势在于：

• 可读性：基于标准化编程的一些编程技巧，编程方法，工程师可以很便捷的读懂这些标准库里面的编程内容。

•  可维护性：开放的库代码源文件。

• 灵活性：根据工程需要，灵活运用。

• 可重复性：将不同工程师手工打造的一个个形式各异的功能块，转换到标准化模块化的程序库，提升程序的稳定 、可靠 ，缩短调试时间，提升可重用性。

PLC 与驱动之间的循环/非循环通信功能库(Drive_Lib)***常用的五个功能块如下：

• SINA_INFEED(FB288)：用于控制 SINAMICS 系统的整流单元。

• SINA_PARA(FB286)、SINA_PAR _ S(FB287) ：通过非循环通信写入和读取多个或单个驱动参数。

• SINA_POS(FB284)：实现SINAMICS 驱动器的基本定位控制。

• SINA_SPEED(FB285)：实现SINAMICS 驱动的速度控制。

• SINA_Pos：基于报文111，SINAMICS 驱动器的简易基本定位控制库文件安装到全局库中，如图1所示，本文分别对这些功能块进行介绍。

图1. Drive_Lib功能库

02

SINA_INFEED (FB288）

PLC基于标准通信报文370报文，通过功能块实现对 SINAMICS S120 整流电源模块的控制以及状态信号的监视。功能块如图2所示。

图2. SINA_INFEED功能块

功能块的输入参数：

• EnablePrecharging：整流单元 ON /OFF1。

•  EnableInfeed：整流单元使能运行(Operation enable)。

•  AckError：确认整流单元故障。

• ConfigAxis：以二进制编码的形式定义控制功能，参数默认为1，其中 Bit0，为OFF2 默认值等于1；Bit2 等于1表示ALM禁止电动运行；Bit3等于1表示ALM或SLM 禁止回馈运行。

• 从功能块的输出参数中可以得到整流单元的状态显示。

03

  SINA_PARA(FB286)

SINA _PARA_S(FB287)

PLC通过非周期性通信可以实现对 SINAMICS 驱动参数的读写操作，SINA_PARA 支持单次***多16个参数的写入和读取而SINA_PARA_S 仅支持单次一个参数的读取和写入。功能块如图3所示。

图3. SINA_PARA 、SINA_PARA_S功能块

1.SINA_PARA功能块的输入参数：

• Start：上升沿会启动参数操作任务。

• ReadWrite：任务类型(0=读参数, 1=写参数)。

• ParaNo：参数数量 → 1 到 16。

• AxisNo：轴编号/轴 ID(多轴系统)，V90PN 需设置为2。

• 在SINA_PARA的背景数据块中可对 sxParameter[1]到sxParameter[16 ] 数据结构中的相关参数进行设置。

2.SINA_PARA_S功能块的输入参数：

• Start：上升沿会启动参数操作任务。

• ReadWrite：任务类型(0=读参数, 1=写参数)。

• Parameter：参数号。

• Index：参数下标。

• ValueWrite1：写入为实数的参数值。

• ValueWrite2：写入为整数的参数值。

• AxisNo：轴编号/轴 ID(多轴系统)，V90PN需设置为2。

• 轴编号/轴 ID(多轴系统)，V90PN需设置为2。

04

 SINA_POS(FB284)

PLC基于西门子标准通信报文111报文，实现对SINAMICS驱动内部基本定位(EPOS)控制，其中八种模式可供使用分别是，模式1相对定位，模式2***定位，模式3连续位置运行，模式4回零操作，模式5设置回零位置，模式6运行程序段，模式7点动Jog，模式8点动增量。功能块如图4所示。

图4. SINA_POS功能块

这个功能块是大家在做基本定位控制时***常用的，西门子网站上有详细资料，在此不做赘述。

05

SINA_SPEED (FB285)

PLC基于标准通信报文1，可实现对驱动的速度控制及状态监控。功能块如图5所示。

图5. SINA_SPEED功能块

功能块的输入参数：

• EnableAxis：驱动器使能。

•  AckError：确认驱动器故障。

• SpeedSp：速度设定值[rpm]。

• RefSpeed：额定速度(p2000) [rpm]。

• ConfigAxis：二进制编码输入参数。标准分配16#003F(默认设置)。

• 功能块的输出参数中有速度实际值及驱动状态显示。