三菱FX1S-30MR-001PLC开关电源电路原理详解

AC220V供电经由PLC的L、N端子进入电源板，C1、C2、C4和L1组成双向低通滤波网络，L1与L2的作用是一样的，双向滤波的好处，是将回路中的双向高频分量经磁耦合后，互相抵消，大大增强了滤波效果。供电经两重熔丝F1和TH1进入全波整流电路。F1为过载保护速熔熔丝，TH1为温度熔丝，当环境温度过高，或元器件发热的影响，到达TH1的开断阈值时，此时虽然回路电流值并未达到F1熔断的程度，但TH1的阻值会急剧变大，使回路电流急剧减小，保护PLC不会因温升过高而烧毁。等温度下降后，TH1又能自行恢复“低阻直通”状态。市电经整流滤波后变为280V左右的直流电压，加到开关变压器TB1一次绕组及以功率振荡模块STRG6551为核心的振荡和稳压电路上，STR-G6551的内部原理框图如图4-5所示。

图4-5 电源模块STR-G6551原理框图

即使手头无STRG6551的电路资料，从电路结构上也比较容易看出其引脚功能：4、3脚为电源供电；1、2脚内接功率开关（MOS）管的源极和漏极，开关管工作电流在R2上形成电流反馈信号输入2脚内部控制和保护电路；5脚为反馈电压引入。STRG6551的功能和常用的开关电源振荡芯片U3844是相似的，只不过将开关管也集成在内罢了。搞明白了这几个引脚的功能，则外围电路的作用就不难分析了。大约可以分成三个回路来分析。①上电供电和起振支路，简称启动和振荡回路；②稳压回路；③保护回路。(www.xing528.com)

先看①支路振荡回路：上电时，280V整流后直流电压经R1、R11、D5稳压二极管降压与钳位在30V上，再由R12送入STRG6551的供电脚4脚，提供内部COMS开关管的起振电压和电流，从而形成由TB1的一次绕组至开关管源极到280V负极的电流通路，继而TB1二次绕组N2中的感应电流经R8、D3、C8等元件整流和滤波，作为STRG6551的工作电源。

接着看②支路——稳压回路：TB1绕组2中感应电压（电流），经D4、C10整流滤波后，作为PLC的整机工作电源与输入端子控制电源和输出继电器的电源，此电压的稳定与否，决定了PLC的工作性能，故采用了R9、IC2、PC1输出电压采样电路。IC2为24V稳压器件，提供采样电路的电压基准，电压的变化形成了PC1光耦器件上输入电流的变化，此变化在光耦输出端经R4馈送入STRG6551的5脚，由此内部误差电压放大电路处理，控制开关管的导通/截止时间，即控制振荡信号的占空比，以此来达到稳定输出电压的目的。

再看第③支路——保护回路：内部MOCS开关管的工作电流的采样电阻为R2，当负载异常导致电流剧增时，此电流/电压变化经R3引入STRG6551的5脚，使输出电压降低，以稳定输出电流。当R2上压降到达某一阈值时，STRG6551内部保护电路动作，使电路停振，实施停电保护。此电路为负载异常时所实施的电流保护；电压输入异常时的电源过电压保护支路，由R5、R6、R11、D1等元件组成，当输入电压异常（高）时，如零线接触不良，致使220V上升为260V或更高，以R5、R6分压后到达D1的击穿值，D1击穿将过电压馈入STRG6551的5脚，使开关电源停振。可以看出来，5脚为各路保护信号的汇总脚，无论是电压或电流异常信号均转化为电压信号，从此脚送入内部电路。而实质上从光耦器件来的输出电压反馈信号——稳压信号，也可看做是一路电压保护信号，当电压采样电路出现异常时，也能使开关电源停振，起到保护目的。另外，D6并联在开关变压器一次绕组的两端，提供开关管截止期间，储能在变压器中磁场能量的泄放通路，保护了开关管不被过电压击穿，也可以看作是一个过电压保护支路。