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我們又改了一版機器人電源適配板

智科特機器人 ? 2022-05-13 11:26 ? 次閱讀

本文共1260字

預計閱讀時間:4分鐘

自從開始做機器人開始,整個系統的供電問題一直就是道繞不過去的坎。機器人的供電系統可以說是一切可能性的開始,一個安全穩定的供電系統會極大地提升機器人系統的穩定性。

機器人電源需求是什么?

基于移動機器人應用電池供電不穩定的特性

由于機器人它的應用場景相對多變,并沒有一個固定的體型尺寸限制,且多數移動機器人是獨立工作的,需要自身能源供給,因此采用電池供能可以說是絕大部分移動設備的首要選擇了。它有一大堆好處,如種類多樣、體積可以定制、造價成本低、維護簡單等。但是它也有不太討喜的地方:電池電壓會隨著剩余電量的下降而下降。而且由于應用場景和功能需求不同,鋰電池從3S到12S都有使用(1S即一節電池),這就導致通用的機器人供電系統需要適應大約8V~50V(單節鋰電池電壓為2.8V~4.2V)的輸入電壓范圍。

基于不同機器人“零部件”用電規格不同

實際應用開發中,供電系統一般情況下都是定制開發的,一旦應用場景有變,功能需求加加減減,這血壓騰的一下就上來了,又要重新開始進行供電設計、材料選型、性能極限測試,最終才敢在真機上使用。在過往我們接觸過的機器人中,設備使用的電壓規格大部分都有5V、12V、19V、24V這四種。主要就是供給傳感器MCU微控制器)、主控制器(電腦)和一些執行結構(電機、氣泵等)。他們對功率的需求最大也就200W左右,再大就可以單獨加一路專門的供電了。并且有些外圍設備允許的輸入電壓波動范圍比較小,例如不能大于10%,這就需要你的輸出電壓越穩定越好了。

總結下來就是理想的通用機器人供電系統參數為:

輸入電壓為8V~50V的DC(直流)電源;

輸出為穩定的5V、12V、19V、24VDC(直流)電源,輸出功率200W左右。

由于我們自己研發機器人,也有大量的集成工作,于是就從以往的項目里面析出了這款產品

這個產品實際上是不掙錢的,幾百塊錢的東西,只是覺得客戶有需要,也不賠本,大家也都對這個產品抱有濃厚的興趣,于是乎就一直迭代研發下來了。

迭代的路徑

我們第一版,主要是實現了單一降壓或者升壓的電源穩壓功能,外加一些電源保護功能。隨著后續的使用和用戶反饋,逐漸暴露出來了它的一些問題,例如輸出功率不夠、遇到輸入電壓波動時容易壞,效率不高而導致的發熱。于是隨著技術的更新迭代,就自然而然的啟動了第二版的改版任務。

經過了一段時間的選型測試,修bug迭代,最終新一代電源板誕生了!

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圖1、第一版電源板 圖2、第二版電源板

相比于第一版電源適配板,我們繼承傳統,改進功能做到了:

一個模塊即可解決多數設備的供電問題:

1.電壓自動升降。不用再為升壓還是降壓撓頭。

2.使用安全。具有輸入反接保護、輸出防倒灌、輸出短路保護、過溫保護。

3.輸出穩定。輸出端集成有電壓補償,彌補了大電流使用中的線損電壓。

3.功率高。最高單路輸出200W。

4.轉換效率高。平均電源轉換效率在94%。

5.靈活性強。輸出用的壓接端子,想壓幾個壓幾個。

6.布局緊湊,體積小巧,便于安放。

當然,你也可以把它簡單理解為幾塊DC/DC合一的模塊。

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