[实用新型]一种高可靠大功率的机电伺服电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及机电领域，特别是指一种高可靠大功率的机电伺服电源。

背景技术

机电伺服系统又称为电动伺服系统，它将偏差信号(指令信号和当前位置信号之差)最终变换为电压和电流表示的电功率，以伺服电机或其它电磁机构作为输出动力机构，其能量传递介质为电能。

机电伺服系统存在“电动机”、“发电机”两种工作状态，电动机状态机电作动器吸收电能拖动喷管负载做功，将电能转化为机械能；发电机状态机电作动器及负载减速、制动，将系统机械能转换为电能，并叠加在伺服电源输出端形成能量反灌；同时，由于机电伺服系统是一种随动控制系统，工作状态变化大，要求响应快，动态指标高，使得在工作过程中会频繁出现换向，频繁加减速的现象，使得电源频繁承受高电压的反灌电流的冲击。

机电伺服系统的工作特点决定了其用电情况不同于弹上其他用电设备，导致其系统用电具有随机性、大脉冲放电、存在再生电能等特点。这些特点使得机电伺服电源设计较为复杂，现有的XX弹头伺服电源存在工作电压高、伺服系统负载平均功率大、伺服系统工况变化多等特点，还存在伺服系统的安装空间狭小、重量要求苛刻、宽温工作等应用限制。因此需要一种能够解决上述技术问题的机电伺服电源。

图1所示为一种现有的硬件控制的机电伺服电源的电源管理单元电路结构图，该电源管理单元主要由母线电压检测模块1、实时滞回比较模块2、光电隔离模块3和功率智能制动模块4共同组成，工作时，当母线电压升高至比较器的门限电压上限时，泄放电路接通，开始泄放；当母线电压降至门限电压下限时，泄放电路断开。虽然具有这种电源管理单元的机电伺服电源能够满足上述机电伺服系统对电源的部分要求，但是该种电源电路结构复杂、可靠性不 够高。

综上所述，需要一种能够在高电压、大功率、工况变化多的工作情况下，解决机电伺服系统的安装空间狭小、重量要求苛刻、宽温工作等应用限制条件且可靠性高的机电伺服电源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高可靠大功率的机电伺服电源，以满足伺服系统对电源的高电压、大功率、工况变化多、安装空间狭小、重量要求苛刻、宽温工作等应用限制条件，且可靠性不高的问题。

本实用新型提供的一种高可靠大功率的机电伺服电源，包括：

高压热电池，为当前机电伺服系统提供发电机状态所需的直流电源，并在当前机电伺服电源受到的反灌电压低于门限电压的上限值时，利用高压热电池内阻特性吸收部分反灌能量；

电源管理单元，与所述高压热电池连接，用于通过预置软件监测母线电压，在母线电压达到所述门限电压的上限值时，接通自身内部的泄放电路泄放反灌能量，并在母线电压降低至所述门限电压的下限值时，断开对反灌能量的泄放电路。

优选地，所述高可靠大功率的机电伺服电源包括两个分别与所述高压热电池单独连接的所述电源管理单元。

优选地，所述电源管理单元包括DSP控制检测模块、泄放控制模块和制动电阻；所述DSP控制检测模块通过内部预置软件检测母线电压并将其与预先设定的门限电压比较，在检测到母线电压达到所述门限电压的上限值时，向与自身连接的所述泄放控制模块发送泄放指令，并在检测到母线电压降低至所述门限电压的下限值时，向所述泄放控制模块发送关断指令；所述泄放控制模块包括驱动芯片和制动功率管，所述驱动芯片分别和所述DSP控制检测模块的输出端、所述制动功率管的驱动端连接；所述驱动芯片根据所述DSP控制检测模块发来的泄放指令驱动所述制动功率管导通，并根据所述DSP控制检测模块发来的关断指令关断所述制动功率管；所述制动功率管的输出端串联所述制动电阻，所述制动功率管在导通状态下将当前的机电伺服电源受到的反灌 能量通过所述制动电阻泄放。

优选地，所述驱动芯片为1ED020I12-FA型芯片。

优选地，所述制动功率管为FZ300R12KE3G型功率管。 

优选地，所述高压热电池额定电压为400V；所述门限电压的下限值为500V，所述门限电压的上限值为650V。

优选地，所述电源管理单元设置于当前机电伺服系统的伺服驱动器内部。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

1)400V热电池为伺服系统提供直流电源，并完成了部分再生能量的安全吸收，实现了高压热电池承受反灌能量的目的；

2)电源管理单元由功率智能制动模块和制动电阻两部分组成，母线电压检测和滞回比较部分由软件控制，与现有技术中的电源管理单元设计相比，采用软件控制，简化了系统电路设计，实现了软硬件控制，固有可靠性提高；