[发明专利]一种电容充放电电路及机电伺服系统

说明书

本发明公开了一种电容充放电电路及机电伺服系统。当机电伺服系统启动时，预充电电路从直流电源中获取电能为支撑电容预充电，以避免直流电源两端电压直接加在支撑电容上，从而减小了系统启动时的冲击电流，提高了整个系统的可靠性及使用寿命；在支撑电容预充电完成后，放电开关电路将支撑电容接入直流母线上，以保证支撑电容在系统正常工作时能够起到支撑直流母线电压的作用；在系统长时制动时，放电开关电路将支撑电容接入直流母线上，制动电路可消耗掉系统的制动能量及支撑电容上的能量；在系统短时制动时，放电开关电路断开支撑电容与直流母线的连接，制动电路只消耗掉系统的制动能量，使支撑电容上的能量基本不损失，从而保证系统的快速性。

技术领域

本发明涉及机电伺服系统领域，特别是涉及一种电容充放电电路及机电伺服系统。

背景技术

目前，由直流电源(如电池)直接供电的机电伺服系统得到较好的发展。请参照图1，图1为现有技术中的一种由直流电源直接供电的机电伺服系统的结构示意图。图1中，在伺服系统处于工作状态时，支撑电容用于支撑为伺服系统供电的直流母线的电压；在伺服系统处于制动状态时，开启制动电路，伺服系统反馈的能量和支撑电容上的能量均通过制动电路消耗。

但是，当直流电源开始为伺服系统供电使系统启动时，直流电源两端电压将会直接加在支撑电容上，导致出现较大的电流冲击，严重时将会损坏制动电路及直流电源的部件，使得伺服系统无法正常启动，从而降低了整个系统的使用寿命。而且，伺服系统无论是处于长时制动还是短时制动，均会将支撑电容上的能量通过制动电路消耗，但伺服系统短时制动时会很快回到工作状态，此时支撑电容因消耗掉部分能量需重新充电，从而影响伺服系统的快速性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电容充放电电路及机电伺服系统，减小了系统启动时的冲击电流，提高了整个系统的可靠性及使用寿命；保证支撑电容在系统正常工作时能够起到支撑直流母线电压的作用；在系统长时制动时，制动电路可消耗掉系统制动时反馈的能量及支撑电容上的能量；在系统短时制动时，制动电路只消耗掉系统制动时反馈的能量，从而保证机电伺服系统的快速性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电容充放电电路，应用于由直流电源供电且包含支撑电容的机电伺服系统，包括：

第一端与所述直流电源的正端连接、第二端与所述支撑电容的第一端连接的预充电电路，用于当所述机电伺服系统启动时，从所述直流电源中获取电能为所述支撑电容预充电；其中，所述支撑电容的第二端接入所述直流电源的负端；

与所述预充电电路并联的放电开关电路，用于在所述支撑电容预充电完成后或在所述机电伺服系统的制动时间不小于预设时间阈值时，导通自身所在支路；在所述制动时间小于所述预设时间阈值时，断开自身所在支路；

第一端与所述直流电源的正端连接、第二端与所述直流电源的电源负端连接的制动电路，用于在所述机电伺服系统处于制动时进入工作状态，以消耗掉所述机电伺服系统制动时反馈的能量或所述支撑电容上的能量。

优选地，所述制动电路包括第一防反灌电路、制动电阻及制动开关电路；其中：

所述第一防反灌电路的第一端作为所述制动电路的第一端，所述第一防反灌电路的第二端与所述制动电阻的第一端连接，所述制动电阻的第二端与所述制动开关电路的第一端连接，所述制动开关电路的第二端作为所述制动电路的第二端；其中，所述第一防反灌电路只允许电流从自身的第一端流向第二端；

所述制动开关电路用于在所述机电伺服系统处于制动时，导通自身所在支路；在所述机电伺服系统处于非制动时，断开自身所在支路。

优选地，所述预充电电路包括所述第一防反灌电路、所述制动电阻及第二防反灌电路；其中：