[發明專利]一種用于磁懸浮永磁電機控制系統的開關電源裝置

有效

• 申請號: 201410008530.0
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103701336A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉剛;毛琨;鄭世強;韓邦成;張櫻子;李超華
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M3/335;H02J9/06
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 孟卜娟

1.一種用于磁懸浮永磁電機控制系統的開關電源裝置，其特征在于：該裝置包括：

AC/DC模塊（2）：與電機控制系統（1）的交流電源相接，輸入單相220VAC，通過AC/DC轉換，輸出24V至75V可調的直流電壓，與高壓DC/DC模塊（4）的輸出并聯作為磁軸系統的功率電源，同時為低壓DC/DC模塊（4）提供輸入；

電容組模塊（3）：與電機控制系統（1）的直流母線和高壓DC/DC模塊（4）相接，正常工作時，作為濾波單元對電機母線上的直流電壓進行濾波，為高壓DC/DC模塊提供穩定輸入電壓，系統掉電時，又作為儲能單元和電機反饋電能一起為開關電源系統提供輸入；

高壓DC/DC模塊（4）：與電機控制系統（1）的直流母線通過電容組模塊（3）相接，輸入540V直流電壓，采用DC/DC轉換，輸出24V至75V可調的直流電壓，與AC/DC模塊（2）的輸出并聯，作為磁軸承系統的功率電源，同時為低壓DC/DC模塊（4）提供輸出，系統掉電時，作為主要工作電路，將永磁電機回饋至電機控制系統（1）的直流母線上的電能繼續進行轉換，為系統提供電源保證磁軸承系統正常工作，實現掉電保護功能；

低壓DC/DC模塊（5）：與AC/DC模塊（2）和高壓DC/DC模塊（4）相接，對AC/DC模塊（2）和高壓DC/DC模塊（4）提供的24V至75V直流電壓進行DC/DC轉換控制，得到+5V、+15V以及±15V電壓，為電機控制系統（1）中的電機磁軸承控制裝置提供所需電源。

2.根據權利要求1所述的用于磁懸浮永磁電機控制系統的開關電源裝置，其特征在于：所述AC/DC模塊（2）和高壓DC/DC模塊（4）均采用NCP1207A作為核心控制芯片。

3.根據權利要求1所述的用于磁懸浮永磁電機控制系統的開關電源裝置，其特征在于：所述AC/DC模塊（2）和高壓DC/DC模塊（4）采用輸出并聯模式，且系統上電過程為：

（1）AC/DC模塊（2）工作，為系統提供24V至75V可調直流電壓，低壓DC/DC模塊（5）正常工作，為電機控制系統（1）的磁軸承功率部分和控制部分提供電源；

（2）當母線電壓達到100V時，高壓DC/DC模塊（4）開始正常工作，和AC/DC模塊（2）一起為系統提供24V至75V可調直流電壓，開關電源裝置正常工作。

4.根據權利要求1所述的用于磁懸浮永磁電機控制系統的開關電源裝置，其特征在于：系統異常掉電的處理過程為：

（1）AC/DC模塊（2）首先停止工作，同時，高壓DC/DC模塊（4）繼續工作，將永磁電機回饋至電機控制系統（1）直流母線的電能以及電容組模塊（3）儲存的電能，轉化為24V至75V可調直流電壓，低壓DC/DC模塊（5）正常工作，為電機控制系統（1）的磁軸承功率部分和控制部分提供電源；

（2）當母線電壓降低至100V時，高壓DC/DC模塊（4）繼續工作，但是輸出電壓逐漸降低，高壓DC/DC模塊（4）輸出提示信號，隨著電壓繼續降低最終停止工作。

5.根據權利要求1所述的用于磁懸浮永磁電機控制系統的開關電源裝置，其特征在于：所述的AC/DC模塊（2）和高壓DC/DC模塊（4）內部均具有防電流倒流電路，系統能夠穩定安全的工作，可以省去模式切換電路。