[发明专利]一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统

权利要求书

1.一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，包括与三相电网连接的变频器和三相交流接触器，所述变频器的直流母线与直流接触器、BUCK/BOOST功率转换电路、储能单元并组成串联回路；还包括与所述直流接触器、BUCK/BOOST功率转换电路连接的单片机系统主板，所述单片机系统主板与储能单元通信连接，单片机系统主板与BUCK/BOOST功率转换电路之间连接有BUCK/BOOST前级PWM处理电路，所述BUCK/BOOST前级PWM处理电路包括与单片机系统主板连接的BUCK模块PWM处理电路和BOOST模块PWM处理电路，所述BUCK模块PWM处理电路和BOOST模块PWM处理电路之间连接死区处理逻辑电路，BUCK模块PWM处理电路和BOOST模块PWM处理电路分别连接光耦隔离、IGBT功率驱动与保护电路后与所述BUCK/BOOST功率转换电路的升压/降压控制端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述BUCK/BOOST功率转换电路包括两个相互串联的IGBT模块和BUCK/BOOST转换电感，所述BUCK/BOOST转换电感采用大功率磁环和多股纱包线绕制，实现升降压能量转换，两个IGBT模块的串联节点与BUCK/BOOST转换电感连接，两个IGBT模块的另一端分别连接直流母线和接地，其中，与直流母线连接的IGBT模块与BUCK/BOOST转换电感组成BUCK电路，另一个IGBT模块与BUCK/BOOST转换电感组成BOOST电路，BUCK/BOOST转换电感与所述储能单元连接，BUCK/BOOST转换电感与所述储能单元之间的节点连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接直流母线。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述三相交流接触器还连接有储能单元零伏充电及基准处理电路，所述储能单元零伏充电及基准处理电路的另一端与所述储能单元的充放电端连接，所述储能单元零伏充电及基准处理电路采用隔离恒流型充电电路。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述单片机系统主板连接有用于直流母线、储能单元以及三相电交流接触器电压检测的隔离型电压检测单元，所述隔离型电压检测单元采用线性光耦方式作为电机检测和电气隔离；单片机系统主板还连接有隔离型电流检测单元，所述隔离型电流检测单元采用霍尔电流传感器和互感式电流传感器检测电机电流检测和BUCK/BOOST电压转换时的电流检测，并送到单片机进行信号处理。

5.根据权利要求4所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述隔离型电压检测单元包括与三相交流接触器连接的电网电压检测、与直流母线正极连接的直流母线电压检测、与储能单元连接的储能电压检测，所述电网电压检测、直流母线电压检测、储能电压检测分别通过电光电隔离处理后与单片机系统主板连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述三相交流接触器还通过系统开关连接用于给所述单片机系统主板供电的系统电源，所述系统电源采用二级式电压，第一级采用380V转220V隔离变压器，第二级采用高频反击式开关电源。

7.根据权利要求1所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述储能单元采用多组低内阻超级电容单体串联而成。

8.根据权利要求1所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述单片机系统主板还连接有显示电路，所述显示电路采用OLED显示器。

9.根据权利要求8所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述单片机主板系统包括单片机数字处理最小系统以及与单片机数字处理最小系统连接的逻辑信号输入输出处理电路和用于驱动所述OLED显示器的显示驱动电路，所述单片机数字处理最小系统的单片机型号为TMS320F28335浮点型DSP。

10.根据权利要求1所述的一种基于超级电容器的直流高压磕头机自动节能系统，其特征在于，所述单片机系统主板还连接有用于与外部通讯的CAN通讯模块，所述CAN通讯模块采用隔离式CAN2.0通讯方式。