CN211981742U - 一种用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路及其伺服驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路及其伺服驱动器，包括整流电路、缓上电开关、泄放电阻、泄放功率管、续流二极管、第一功率电容、第二功率电容、控制电路，所述整流电路输出的正极与所述缓上电开关一端和泄放电阻一端相连，缓上电开关另一端与续流二极管负极相连，泄放电阻另一端和续流二极管正极连接在所述泄放功率管的集电极上，所述泄放功率管的基极和发射极分别与控制电路一端和整流器输出的负极相连，所述控制电路另一端与所述缓上电开关连接，所述第一功率电容和第二功率电容串联后其两端分别与续流二极管负极和所述泄放功率管的发射极连接。本实用新型通过优化电路，减小了体积，同时降低整个***成本的目的。

Description

一种用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路及其伺 服驱动器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路及其伺服驱动器。

背景技术

随着电力电子技术的发展，出于节能环保和控制精度的要求，在伺服驱动器和变频器内部包含的功率储能电容容量越来越大，因功率电容的存在，在上电时的会产生较大的冲击电流，容易造成驱动器前端整流器的损坏和造成较大的电网干扰。

如图1所示，现有的缓冲上电电路2’和回馈能量泄放电路3’是完全独立的两路电路；上电缓冲电路2’由上电缓冲电阻R2和缓上电开关S1组成；回馈能量泄放电路3’由泄放电阻R1、泄放功率管Q1和续流二极管D1组成；这两个电路由主控中心控制。通过使用一个大功率的电阻做上电缓冲，利用电阻限制冲击电流，待后端功率电容充满电后，吸合母线上的缓上电开关S1，这样在上电瞬间和缓上电开关S1吸合时就不会有大的冲击电流，不会损坏整流器和产生电网冲击干扰。同时，由于馈能工况的存在，在馈能超过功率电容的存储能量时，需将多余的回馈能量泄放消耗掉，目前通用的方案是通过泄放功率管控制泄放电阻的开通和关闭，通过泄放电阻流过电流发热的形式，将多余的回馈能量在泄放电阻上消耗掉，从而保护功率电容及后端的逆变器件。

然而，现有技术方案存在以下缺点：缓上电电阻一般装配于驱动器内部，不但难于装配，且占体积，对于新形式下要求驱动器的小体积、高性价比是很难实现的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路及其伺服驱动器，解决了现有驱动器的缓冲电路中，上电缓冲电阻体积大、成本高、缓冲完成时间长以及在驱动器内部难以装配问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路，包括整流电路、缓上电开关、泄放电阻、泄放功率管、续流二极管、第一功率电容、第二功率电容、主控中心，所述整流电路输出的正极与所述缓上电开关一端和泄放电阻一端相连，所述缓上电开关另一端与续流二极管负极相连，所述泄放电阻另一端和续流二极管正极连接在所述泄放功率管的集电极上，所述泄放功率管的基极和发射极分别与所述主控中心一端和整流器输出的负极相连，所述主控中心另一端与所述缓上电开关连接，所述第一功率电容和第二功率电容串联后其两端分别与所述续流二极管负极和所述泄放功率管的发射极连接。

作为优选方案，所述主控中心还包括磁吸电路，用于控制所述缓上电开关闭合或断开。

作为优选方案，所述整流电路包括一电流输入端和与所述电流输入端连接的整流器。

本实用新型还提供了一种伺服驱动器，包括如上所述的用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路。

作为优选方案，还包括控制电源，所述控制电源的两端分别与缓上电开关和整流电路输出的负极连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过将原有独立功能的电路有机整合在一起，并共用一个泄放电阻，从而达到优化电路，简化驱动器生产装配，减小了体积，同时降低整个***成本的目的。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为现有技术中上电缓冲和回馈能量的泄放电路的电路图；

图2为本实用新型一实施例中上电缓冲和回馈能量的泄放电路的电路图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

根据本实用新型的一实施方式结合图2示出。一种用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路，包括整流电路1、缓上电开关S1、泄放电阻R1、泄放功率管Q1、续流二极管D1、第一功率电容C1、第二功率电容C2、控制电路，整流电路1输出的正极与缓上电开关S1一端和泄放电阻R1一端相连，缓上电开关S1另一端与续流二极管D1负极相连，泄放电阻R1另一端和续流二极管D1正极连接在泄放功率管Q1的集电极C上。

控制电路具有abcd四个端点，泄放功率管Q1的基极B和发射极E分别与控制电路c端和整流电路1输出的负极相连，控制电路d端与缓上电开关S1连接，第一功率电容C1和第二功率电容C2串联后其两端分别与续流二极管D1负极和泄放功率管Q1的发射极连接。

其中，上述控制电路还包括磁吸电路2，磁吸电路2两端分别与控制电路的a端和b端连接，用于控制缓上电开关S1闭合或断开；整流电路1包括一电流输入端和与电流输入端连接的整流器，输入电流为三相交流电。

控制电路由主控中心进行控制，用于根据检测电流或电压值，判断驱动器上电过程是否结束以及控制泄放功率管Q1的打开或关闭。主控中心和控制电路为现有技术，不属于本实用新型的改进点，主控中心可采用单片机，其具体工作原理和内部结构在此不做赘述。

本实用新型还提供了一种伺服驱动器,包括如上所述的用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路，还包括控制电源，该控制电源的两端分别与缓上电开关S1和整流电路1输出的负极连接。

本实施例中，在驱动器正常上电时，缓上电开关S1输入电流经整流电路1整流后，整流电流经过泄放电阻R1，续流二极管D1后，给功率电容和控制电源供电，控制电源正常供电后，由主控中心判断上电过程是否结束，如果已经结束则通过磁吸电路2吸合跨接在整流电路1输出的正极与第一功率电容C1正极间的缓上电开关S1，整个缓冲上电功能完成。

在上电缓冲过程结束后，缓上电开关S1闭合，驱动器正常工作。在工作过程中，正常或异常工况产生的能量回馈，先是存储在功率电容中，如果主控中心检测到功率电容的电压上升过高，需要泄放消耗时，则控制泄放功率管Q1打开，功率电容和回馈的能量，通过缓上电开关S1，流过泄放电阻R1和泄放功率管Q1，泄放电阻R1流过电流发热，将多余的回馈能量通过发热的形式消耗掉。当主控中心检测到功率电容上的电压下降至安全值后，通过控制电路关闭泄放功率管Q1，泄放电阻R1及接线回路上分布电感产生的电流通过续流二极管D1流回到功率电容，从而保护泄放功率管Q1不会因为过压而损坏。

在缓冲上电过程中，整流电路1输出的高压，是经过泄放电阻R1和续流二极管D1给功率电容充电的，充电电流的大小取决于输入电压的高低和泄放电阻R1的阻值，而泄放电阻R1的阻值通常是保证在泄放过程中，流过泄放电阻R1的电流不会超过驱动器的最大电流，由此确定的阻值通常不会太大或太小，此阻值用在缓冲电路上时，上电瞬间的电流会低于驱动器的最大电流(在泄放时泄放电阻R1两端承受的电压远高于上电时的电压)；由此保证在上电过程中的冲击电流不会损坏整流，对电网的冲击也要小于正常工作时的最大值，缓冲电路起到了缓冲和保护作用。

在正常回馈能量泄放过程，泄放电流会流过缓上电开关，在正常情况下，缓上电开关S1是一直吸合，相当于短路状态，不会影响正常的泄放动作，和现有的方案无区别。

新型的缓上电泄放电路，省掉了一个缓上电电阻R2，优化了电路结构、简化整机的生产装配、降低了***成本，达到了设计目的。

本实用新型电路适用于所有同时需要上电缓冲和回馈能量泄放的伺服驱动器和变频器，其驱动器的功率等级不同，电路元器件的参数也相应的不同，可根据实际情况进行计算确认。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路，其特征在于，包括整流电路、缓上电开关、泄放电阻、泄放功率管、续流二极管、第一功率电容、第二功率电容、控制电路，所述整流电路输出的正极与所述缓上电开关一端和泄放电阻一端相连，所述缓上电开关另一端与续流二极管负极相连，所述泄放电阻另一端和续流二极管正极连接在所述泄放功率管的集电极上，所述泄放功率管的基极和发射极分别与所述控制电路一端和整流器输出的负极相连，所述控制电路另一端与所述缓上电开关连接，所述第一功率电容和第二功率电容串联后其两端分别与所述续流二极管负极和所述泄放功率管的发射极连接。

2.根据权利要求1所述的用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路，其特征在于，所述控制电路还包括磁吸电路，用于控制所述缓上电开关闭合或断开。

3.根据权利要求1所述的用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路，其特征在于，所述整流电路包括一电流输入端和与所述电流输入端连接的整流器。

4.一种伺服驱动器，包括如权利要求1-3任一种所述的用于伺服驱动器上电缓冲和回馈能量的泄放电路。

5.根据权利要求4所述的伺服驱动器，还包括控制电源，所述控制电源两端分别与缓上电开关和整流电路输出的负极连接。

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