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伺服放大器的組成和工作原理的介紹
點擊次數(shù)：5746 發(fā)布時間：2012-12-31
伺服放大器的組成和工作原理的介紹
伺服放大器由指令和反饋比較處理、調(diào)零電路、限流電路、前置放大、功率放大等作用模塊組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
伺服放大器的具體電路原理圖如圖3所示。
前置放大電路的作用是把指令和反饋輸入信號進行比較和放大。該電路K。、Fbk分別為輸入信號和反饋信號，通過電位器j匕調(diào)節(jié)電路增益，使其適應(yīng)功率放大電路的要求，使電路電壓前后級達(dá)到匹配。
調(diào)零電路的作用是通過在前置放大電路疊加可調(diào)電壓，調(diào)整電路基準(zhǔn)電壓。通過調(diào)節(jié)電位器如進行零偏補償，克服伺服放大器系統(tǒng)偏置。
限流電路的作用是限定流過伺服閥線圈的zui大電流，避免線圈過載，保護伺服閥，限制液壓系統(tǒng)zui大流量。該電路由運放ulD、U2A，二極管D。、D：和可調(diào)電壓源構(gòu)成，通過電位器R。，調(diào)節(jié)功率放大級的輸入電壓的幅度，達(dá)到限定輸出電流目的。功率放大電路的作用是將小功率電壓信號轉(zhuǎn)換放大為功率較大的電流信號，以便提供足夠的伺服閥額定電流，以驅(qū)動負(fù)載。并且要求有良好的抗干擾能力和靜、動態(tài)性能，該電路利用NPN和PNP型三極管的基極和發(fā)射級相互連接在一起，信號從基極輸入，發(fā)射極輸出。電路可看成由2個射極輸出器組合而成，構(gòu)成推挽功率放大電路，分別在輸入信號正負(fù)半周期內(nèi)工作。另外，還可在輸出電流中疊加一個由8038芯片產(chǎn)生的高頻顫振信號，以提高伺服閥分辨率和防止由于庫侖摩擦力導(dǎo)致的閥芯卡滯。
伺服放大器的輸出電流計算
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伺服閥線圈為伺服放大器的負(fù)載，相當(dāng)0．3 H電感和80 Q電阻組成的感性阻抗，為了使功率級的輸出控制電流正比于輸入電壓信號，采用了電阻如。和負(fù)載線圈串聯(lián)，并將其上電壓經(jīng)電阻如反饋到放大器的反相輸入端，實現(xiàn)閉環(huán)控制，調(diào)整功率級輸出電流。因為功率級反饋電壓是由電流產(chǎn)生的，故稱為電流負(fù)反饋。引入電流負(fù)反饋以后，在額定負(fù)載范圍內(nèi)，負(fù)載阻抗變化基本不影響功率級輸出電流變化，伺服放大器相當(dāng)一個恒流源。
根據(jù)運放虛短和虛斷原理，可以推出：
式中K為前置放大電路增益。
伺服放大器輸出電流和輸入電壓成線性，并和負(fù)載無關(guān)，趨于恒流源。