[發明專利]大功率電機驅動控制器充電與上電時序電路

在審

• 申請號: 201811190627.2
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109194110A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 張建;于宗洋;王康樂;楊建成
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明公開了一種大功率電機驅動控制器充電與上電時序電路，屬于電子電路技術領域。提出一種高壓大功率電機驅動控制器充電與上電時序電路設計方案，緩充電電路設計避免對外部電源設備產生影響；上電時序保證了控制電路先上電，驅動電路后上電，避免因控制器上電過程中的不定狀態對控制器產生損壞。與以往單一上電時序管理技術相比較，該方案綜合考慮以上兩種功能，提出了緩充電與上電時序功能集成的設計方法，給電機驅動系統供電電路上了“雙保險”，使系統穩定可靠工作；功能電路采用兩個小型IGBT或集成兩種開關的IGBT模塊，有效實現了驅動電路及控制器的小型化。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，具體涉及一種高壓大功率電機驅動控制器充電與上電時序電路。

背景技術

電機驅動控制器，一般由控制電路和驅動電路組成。主要功能是接收上位機主控制器的指令，為電動泵提供動力，帶動油泵旋轉，按要求完成油液供給，同時實時向主控制器反饋相關信息。

在電機驅動系統上電期間，控制電路中的控制芯片需經歷一定的時間完成復位，此過程控制芯片輸出的控制信號狀態具有不確定性，容易導致驅動電路失控，可能會導致逆變器上下管直通燒壞，使系統工作不可靠。大功率電機驅動系統中，功率母線電壓一般為200V以上高壓，上電時，由于母線電容電壓為零，瞬時電流很大，因此需考慮對整流橋及驅動開關管的保護。因此，為保證大功率電機驅動系統安全啟動，需合理設計邏輯控制電路以保障按一定順序上電：即上電時，低壓控制電路先上電，高壓功率電路后上電。

因此，需要提出一種體積較小、工程上方便實現、上電時序易于調控且包含系統上電“軟充電”的驅動保護電路，避免控制電路信號狀態輸出不穩定導致功率電路誤動作，保證電機系統運行安全。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何提供一種易于工程實現、體積較小的大功率電機驅動控制器充電和上電時序保護電路，保證電機系統運行可靠。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種大功率電機驅動控制器充電與上電時序電路，所述電路包括：緩充電控制模塊、上電時序控制模塊、母線電壓檢測模塊及主控單元DSP；

緩充電控制模塊包括Rc、Q1、DTVS1、R1和C1，上電時序控制模塊包括Q2、DTVS2、R2以及C2；其中，Q1為IGBT，是母線緩充電上電電路功率開關管；IGBT的1腳為其控制端，即柵極，用于控制IGBT導通與關斷；Q2為IGBT，是驅動控制器時序上電功率開關管；Rc為預充電電阻，用于吸收母線電流，以保護電機系統中的整流橋逆變電路；DTVS1為瞬變電壓抑制二極管，用于提供緩充電控制模塊瞬間過電壓保護；DTVS2為瞬變電壓抑制二極管，用于提供上電時序控制模塊瞬間過電壓保護；

Rc一端連接外部高壓供電電源Vin，另一端連接Q1的2腳，即源極；Q1的3腳，即漏極，分別連接DTVS1、R1、C1、C2、R2、DTVS2的一端、一母線電容CB的一端，Q2的3腳，即漏極，以及母線電壓輸出端Vout的正極，CB另一端連接Vout負極；Q1的1腳，即柵極，連接DTVS1、R1和C1的另一端，以及DSP的輸出端；Q2的2腳，即源極連接Vin，1腳，即柵極連接C2、R2、DTVS2的另一端以及DSP的輸出端；

母線電壓檢測模塊用于在系統上電后，實時檢測母線電壓，高壓電經預充電電阻Rc及Q1，DSP用于當母線電壓達到設定閾值后，輸出控制信號G_HC，給Q1柵極一個關斷控制信號，使Q1關斷，以完成緩充電上電過程；

DSP還用于在母線電壓達到設定閾值后，在關斷功率管Q1的同時，輸出一個控制Q2導通的信號G_SX，使Q2導通，使得功率驅動電路完成上電。

優選地，DSP還用于當系統下電停止工作時，控制Q1及Q2導通與關斷的時序，以實現先下功率電，后下控制電的時序。