[发明专利]一种机载高压直流控制器缓上电方法

说明书

技术领域

本发明属于机载高压直流控制器设计领域涉及一种机载高压直流控制器缓上电方法

背景技术

如今高压直流供电体制因其重量轻、效率高、易于并联供电等优点，已成为新型飞机供电体制的发展趋势之一。这种供电体制可直接为高压直流控制器供电，从而获得更高的效率和功率密度。

对于机载高压直流控制器，供电电压可达270V以上，高压直流的供电体制也使得上电冲击电流的问题更为严重。采用高压直流供电的计算机或各类控制器输入侧常并联滤波电容，在驱动电机的大功率控制器中直流电容可达数百微法。高电压和大电容会导致上电瞬间输入侧电流冲击达到数百安培，远大于28V、36V等低压机载供电系统，无法满足机上供电兼容性对冲击电流的要求。因此，解决机载高压直流控制器上电电流冲击的问题显得尤为必要。

传统高压大功率用电设备中，防止上电冲击通常采用串联功率电阻结合旁路继电器的方式。高压继电器为有寿件，在机载环境中使用受限。且该方法需控制电路完全上电，再通过控制信号操作继电器工作，无法实现自动控制，使供电时序设计复杂。特别是在机载计算机类产品中，用户对上电时间和时序有严格要求，传统方法会使设计难度显著增大。

本提案人针对该领域现有技术进行了深入研究，并针对上述现有技术问题的解决提出了本提案。

发明内容

本发明的目的：提供一种机载高压直流控制器缓上电方法，解决机载高压直流控制器的缓上电问题，提供一种自主控制、上电延迟时间可调的缓上电方案。

本发明技术方案：一种机载高压直流控制器缓上电方法，其特征在于，设计三端线性电源和延时电路来实现非隔离自主控制，结合在主功率负线设置的启动电阻和旁路开关实现缓上电功能，无需外部控制信号，随着高压直流的上下电而自主实现缓上电控制；采用三端线性电源同时实现供电和驱动，采用限流、泄放电路实现保护功能。

所述延时电路为，在三端线性电源的输出端与旁路场效应管栅极间设置的RC电路，来实现上电延时控制；

所述RC电路中，电容值应远大于场效应管输入电容，由于线性电源建立速度较快，则场效应管的开启延时时间主要由该RC电路决定；根据场效应管的开启电压及充电时间的要求即可计算RC的值，实现上电延迟控制。

所述限流、泄放电路中，设置延时电路后端的限流、泄放电阻网络来实现下电后RC电路电容的放电，以及避免场效应管驱动端的振荡。

所述主功率负线设置的启动电阻和旁路开关，旁路开关选择绝缘栅场效应管，其S端与HV-连接，G端与限流、泄放电路输出端连接，启动电阻两端分别与场效应管D端与S端连接。

本发明具有如下优点：(1)无需额外控制信号，随直流电压的建立自主完成缓上电控制；(2)可根据需求设置上电延迟时间，保证直流电容电压的平稳建立及限制上电冲击电流峰值(3)采用非隔离电源和旁路场效应管的非隔离方式驱动，易于实现，具有良好的设计灵活性和通用性。

附图说明

图1缓上电电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如图1所示，本发明通过三端线性电源(1)、延时电路(2)、泄放电路(3)、Vs及Rs的组合实现机载高压直流控制器的缓上电功能。首先，利用三端线性电源(1)从高压直流的正端(HV+)和负端(HV-)间取电生成10～15V的直流电压。在此基础上，利用延时电路(2)控制延时电路输出端的电压Ur缓慢建立。Ur通过限流、泄放电路(3)与作为旁路开关的场效应管Vs的栅极(G极)相连，实现Vs的驱动与开关控制。Vs与启动电阻Rs并联，接于HV-与高压直流控制器直流侧滤波电容Cd负线之间，实现串联电阻的启动状态(Vs断开)与电阻旁路的正常工作状态(Vs闭合)的缓上电控制功能。

其中，通过设置R3和C2的值可控制Ur的建立时间，让Ur在三端线性电源(1)输出建立后，延迟一段时间td达到Vs的开启电压。在td时间内Rs串联在高压直流回路中以限制上电时Cd充电造成的冲击电流，并使Cd两端电压接近高压直流电压值。当Ur达到Vs开启电压后，Vs导通，Rs被旁路，控制器可进入正常工作状态。当机上高压直流断电时，Vs两端电压可通过限流、泄放电路(3)泄放到0V，使Vs关断，以备再次缓上电启动。

该驱动电路在某型机载4kW永磁同步电机控制器中应用，能自主控制实现缓上电功能，使控制器上电冲击电流得到有效抑制。