FX0S-20MR型PLC电源板电路详解

FX0S-20MR型PLC的开关电源电路，是以M51977振荡芯片（又称PWM控制芯片）为核心构成的A-D转换电路。M51977芯片输出的PWM信号，可以直接驱动外接场效应功率开关管，输出电流能力达±2A，芯片起动电流为90μA，最高工作频率500kHz。起动电压为16V，关闭电压为10V，有过、欠电压闭锁电路，过电流保护采用断续工作方式。

1）M51977的电路构成与原理简析：M51977振荡芯片引脚功能和内部原理框图如图4-8所示。

图4-8 M51977振荡芯片内部原理框图

M51977芯片，为塑封双列16引脚元件，引脚功能简述如下：1脚：COLLECTOR，内部功率输出电路上管的集电极，一般应用时接入供电电源；2脚：V_out，驱动信号输出端，接外部开关管的栅极；3脚：EMITTER，内部功率输出电路下管的发射极，一般接电源地；4脚：VF，VF控制端，用于限电流作用控制；5脚：ON/OFF，工作使能端，接地时准许投入工作；6脚：OVP，过电压保护端，输入过电压信号时，使电路处于过电压闭锁状态，将该脚接地时，屏蔽过电压保护功能；7脚：DET，电压信号检测端，一般与8脚（F/B，电压信号反馈端）之间接有阻、容元件，以决定内部误差放大器的频率特性和放大能力。本例电路将7脚接地，电压反馈检测信号直接输入8脚；9脚/11脚：分别为T-ON（计时电阻ON）端和T-OFF（计时电阻OFF）端，为10脚（CF，计时电路容端）外接振荡计时电容的充电和放电回路，9、10、11等3脚外接元件为内部振荡器的计时元件，决定电路的振荡频率；12脚：CT，断续工作方式检测电容端，本例电路将该脚接地；13脚/16脚：芯片供电电源GND和Vcc端；14脚/15脚：CLM-负压过电流检测端和CLM＋正电压过电流检测端，本例电路将15脚接地未用。电源开关管的源极接输入电源地，输入14脚的电流检测信号相对于电源地来说，为负的（电流）检测电压。

M51977振荡芯片内部原理框图如图4-8所示，主要由振荡器、反馈电压检测变换、PWM比较、PWM锁存、过电压锁存、断续工作电路、断续方式和振荡控制电路、驱动输出及内部基准电压电路等部分组成。

下面结合具体电路，如图4-9所示，分析一下M51977P芯片的工作原理。(www.xing528.com)

图4-9 FX0S-20MR型PLC的电源板电路

从PLC的接线端子排引入AC220V电源，经CN1端子、熔断器F1、共模（双向）滤波器CH1、温度熔丝TH，进入整流滤波电路，输出280V直流电压供开关电源电路。

280V电源电压经启动电阻R2、R3，提供振荡芯片IC1（M51977P）的起振电流，IC1的9、10、11脚内外电路组成的振荡器开始工作，从2脚输出PWM脉冲，驱动Q1使其导通，形成经280V电源正极、开关变压器一次绕组、Q1的漏/源极、电流信号采极电阻至280V电源负极的工作电流通路。开关变压器的自供电绕组产生感应电流，经D4、C103整流滤波后引入IC1的16脚，由此建立IC1的稳定工作电源。

流经Q1的电流信号，在电流采样电阻R17、R18上转化为负的电压信号，输入IC1的14脚，当过电流信号电压超过200mV时，使内部控制电路产生相关限电流动作；24V基准电压源电路IC2和光耦合器IC3，用于对输出电压采样和放大误差信号，输出电压信号取隔离后，输入IC1的8脚，使8脚电压值在5～7V之间变化，由内部电路控制2脚输出PWM脉冲的占空比变化，达到使输出电压稳定的目的。

24V稳压输出，经端子CN1，引入驱动板和CPU主板电路。