一种反灌能量吸收电路及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种反灌能量吸收电路及控制方法，解决现有反灌能量处理方式实用性较差的技术问题。电路包括：储能缓冲电路，用于形成直流母线上负载瞬时关断时的反灌能量缓冲，当负载恢复使能时将缓冲蓄能向负载反馈；能量泄放电路，用于受控使能平抑直流母线上反灌能量形成的电压波动；电压采样电路，用于实时采样直流母线的电压信号；泄放控制电路，用于根据电压信号的变化形成驱动信号使能能量泄放电路；尖峰平抑电路，用于平抑电路或负载在通断或使能过程中在直流母线上形成的尖峰脉冲。能量吸收和泄放相结合的方式，可以有效吸收感性负载产生的反灌能量，限制直流母线电压升高，保护电源和用电设备，配置灵活，通用性强，可靠性高。性高。性高。

【技术实现步骤摘要】
一种反灌能量吸收电路及控制方法


[0001]本专利技术涉及电源
，具体涉及一种反灌能量吸收电路及控制方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，当直流稳压电源输出通过直流母线直接电机等感性负载时，由于电机等感性负载在断电瞬间会产生很高的反向电动势形成反灌能量造成电源和直流母线上的其他用电设备损坏。通过设置反灌能量吸收电路限制直流母线电压目前有两种解决方式：一种是直接将大功率负载电阻连接到直流母线上，这种方法损耗大，效率低，散热处理难度大；另一种是直接将大容量电容连接到直流母线上，这种方式对电容容量要求较高，体积过大，另外大容量电容在启动时会对电源造成冲击等不良影响。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本专利技术实施例提供一种反灌能量吸收电路及控制方法，解决现有反灌能量处理方式实用性较差的技术问题。
[0004]本专利技术实施例的反灌能量吸收电路，包括：
[0005]储能缓冲电路，用于形成直流母线上负载瞬时关断时的反灌能量缓冲，当所述负载恢复使能时将缓冲蓄能向所述负载反馈；
[0006]能量泄放电路，用于受控使能平抑所述直流母线上反灌能量形成的电压波动；
[0007]电压采样电路，用于实时采样所述直流母线的电压信号；
[0008]泄放控制电路，用于根据所述电压信号的变化形成驱动信号使能所述能量泄放电路；
[0009]尖峰平抑电路，用于平抑电路或负载在通断或使能过程中在所述直流母线上形成的尖峰脉冲。
[0010]本专利技术一实施例中，所述储能缓冲电路接近负载，包括电阻R2、电容C1和二极管VD2，电阻R2与电容C1串联，二极管VD2与电阻R2并联，二极管VD2的负极端与电阻R2的自由端连接所述直流母线，电容C1的自由端连接供电回路的接地端。
[0011]本专利技术一实施例中，所述能量泄放电路靠近直流稳压电源，包括受控泄放开关K1、续流二极管VD1和泄放电阻R1，受控泄放开关K1包括第一通断连接端、第二通断连接端和控制信号输入端，泄放电阻R1与续流二极管VD1并联，续流二极管VD1的正极端连接受控泄放开关K1的第一通断连接端，续流二极管VD1的负极端和泄放电阻R1的自由端分别连接直流母线，控泄放开关K1的第二通断连接端连接供电回路的接地端。
[0012]本专利技术一实施例中，所述受控泄放开关K1为继电器、接触器、MOS管、固态继电器中的一种。
[0013]本专利技术一实施例中，所述尖峰平抑电路位于电压采样电路与储能缓冲电路之间，包括：
[0014]第一平抑电路，用于形成快速泄放通路，吸收供电回路中时间为ps-ns级的尖峰脉
冲；和/或
[0015]第二平抑电路，用于形成快速泄放通路，吸收时间为ns-us级的尖峰脉冲。
[0016]本专利技术一实施例中，所述第一平抑电路包括瞬态抑制二极管VD4，并联在供电回路中，所述第二平抑电路包括压敏电阻VR1，并联在供电回路中。
[0017]本专利技术一实施例中，还包括故障隔离电路，故障隔离电路包括故障隔离二极管VD3和电阻R3，故障隔离二极管VD3串联在直流稳压电源输出端与直流母线间，故障隔离二极管VD3的负极端连接所述直流母线。
[0018]本专利技术一实施例中，所述泄放控制电路包括处理单元、驱动电路，处理单元的信号输出端连接驱动电路的信号输入端，驱动电路的信号输出端连接受控泄放开关K1的控制信号输入端输出功率信号，处理单元包括具有模数转换功能的数据输入端连接电压采样电路的信号输出端。
[0019]本专利技术一实施例中，利用上述的反灌能量吸收电路，包括：
[0020]实时采集直流母线上的电压信号形成实时电压数据；
[0021]将实时电压数据与第一电压阈值比较，当大于第一电压阈值时，形成使能数据驱动驱动电路输出驱动信号将能量泄放电路导通，利用泄放电阻消耗反灌能量；
[0022]当实时电压数据与第一电压阈值比较小于第一电压阈值时但大于第二电压阈值时，重复使能数据驱动驱动电路输出驱动信号保持能量泄放电路导通，利用泄放电阻持续消耗反灌能量；
[0023]当实时电压数据与第二电压阈值比较，当小于第二电压阈值时，形成关断数据驱动驱动电路输出驱动信号将能量泄放电路断开保持直流母线电压稳定。
[0024]本专利技术一实施例中，还包括：
[0025]比较实时电压数据间是否存在确定的趋于第一电压阈值的上升趋势，如存在则根据第一预置PID数据设置使能数据输出频率；
[0026]比较实时电压数据间是否存在确定的趋于第二电压阈值的下降趋势，如存在则根据第二预置PID数据设置使能数据输出频率。
[0027]本专利技术实施例的反灌能量吸收电路及控制方法针对反灌能量对直流母线上其他负载和电源本身的影响和干扰形成反灌能量平抑过程中不同等级的平抑措施，消除反灌能量和平抑电路动作对直流母线上电流和电压稳定性的不利影响，避免对直流母线上连接的其他负载造成破坏。采用能量吸收和泄放相结合的方式，可以有效吸收感性负载产生的反灌能量，限制直流母线电压升高，保护电源和用电设备，配置灵活，通用性强，可靠性高。
附图说明
[0028]图1所示为本专利技术一实施例反灌能量吸收电路的架构示意图。
[0029]图2所示为本专利技术一实施例反灌能量吸收电路的结构示意图。
[0030]图3所示为本专利技术一实施例反灌能量吸收电路控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部
的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]本专利技术一实施例的反灌能量吸收电路如图1所示。在图1中，本实施例包括：
[0033]储能缓冲电路，用于形成直流母线上负载瞬时关断时的反灌能量缓冲，当负载恢复使能时将缓冲蓄能向负载反馈。
[0034]本领域技术人员可以理解，反灌能量往往由于负载意外关断或闪断或因故障等因素失控运行导致。反灌能量的合理处理可以有效降低供电系统内的热量变化和信号干扰。
[0035]能量泄放电路，用于受控使能平抑直流母线上反灌能量形成的电压波动。
[0036]本领域技术人员可以理解，泄放电路采用确定类型的负载对输入的能量进行消耗，在能量消耗过程中需要对能量的热量转换和电路老化做出平衡。
[0037]电压采样电路，用于实时采样直流母线的电压信号。
[0038]本领域技术人员可以理解，电压采样电路具有适合负载极限运行状态的采样率和信号幅值耐受度。
[0039]泄放控制电路，用于根据直流母线电压信号的变化形成驱动信号使能能量泄放电路。
[0040]本领域技术人员可以理解，泄放控制电路具有基本的运算能力，可以对模拟信号或数据信号进行比较、转换和放大。
[0041本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反灌能量吸收电路，其特征在于，包括：储能缓冲电路，用于形成直流母线上负载瞬时关断时的反灌能量缓冲，当所述负载恢复使能时将缓冲蓄能向所述负载反馈；能量泄放电路，用于受控使能平抑所述直流母线上反灌能量形成的电压波动；电压采样电路，用于实时采样所述直流母线的电压信号；泄放控制电路，用于根据所述电压信号的变化形成驱动信号使能所述能量泄放电路；尖峰平抑电路，用于平抑电路或负载在通断或使能过程中在所述直流母线上形成的尖峰脉冲。2.如权利要求1所述的反灌能量吸收电路，其特征在于，所述储能缓冲电路接近负载，包括电阻R2、电容C1和二极管VD2，电阻R2与电容C1串联，二极管VD2与电阻R2并联，二极管VD2的负极端与电阻R2的自由端连接所述直流母线，电容C1的自由端连接供电回路的接地端。3.如权利要求1所述的反灌能量吸收电路，其特征在于，所述能量泄放电路靠近直流稳压电源，包括受控泄放开关K1、续流二极管VD1和泄放电阻R1，受控泄放开关K1包括第一通断连接端、第二通断连接端和控制信号输入端，泄放电阻R1与续流二极管VD1并联，续流二极管VD1的正极端连接受控泄放开关K1的第一通断连接端，续流二极管VD1的负极端和泄放电阻R1的自由端分别连接直流母线，控泄放开关K1的第二通断连接端连接供电回路的接地端。4.如权利要求3所述的反灌能量吸收电路，其特征在于，所述受控泄放开关K1为继电器、接触器、MOS管、固态继电器中的一种。5.如权利要求1所述的反灌能量吸收电路，其特征在于，所述尖峰平抑电路位于电压采样电路与储能缓冲电路之间，包括：第一平抑电路，用于形成快速泄放通路，吸收供电回路中时间为ps-ns级的尖峰脉冲；和/或第二平抑电路，用于形成快速泄放通路，吸收时间为ns-us级的尖峰脉冲。6.如权利要求1所述的反灌能量吸收电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：申宏伟，朱宝，吴春燕，张昊东，谭文华，万志华，张春雷，曹帅，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，
类型：发明
国别省市：