[發(fā)明專利]一種將LLC用于餐廳服務(wù)機(jī)器人的電源電路及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011030504.X
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112260545A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高明煜;蘭皓;林輝品;蔡欽宇;曲記鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;B25J19/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

本發(fā)明公開了一種將LLC用于餐廳服務(wù)機(jī)器人的電源電路及控制方法。本發(fā)明針對服務(wù)機(jī)器人在餐廳工作的不同場合比如待機(jī)，迎賓，打菜，移動(dòng)，搬運(yùn)等，設(shè)計(jì)一種LLC拓?fù)涞碾娫措娐罚鲭娐凡捎萌珮螂p諧振腔LLC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過N溝道場效應(yīng)管的多種開關(guān)組合實(shí)現(xiàn)全功率范圍內(nèi)電能高效轉(zhuǎn)換，根據(jù)餐廳內(nèi)服務(wù)機(jī)器人不同工作情況，設(shè)立四種工作模式：待機(jī)模式、輕載模式、中載模式、重載模式，分別對應(yīng)不同電路結(jié)構(gòu)和控制方法。本發(fā)明在滿足LLC窄頻范圍工作的情況下，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人伺服電源全功率范圍內(nèi)的高效率，避免了長時(shí)間工作系統(tǒng)損耗大發(fā)熱量大，可以延長電源壽命，同時(shí)降低了伺服電源對其他輔助電源的干擾，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，降低能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)變換器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將LLC用于餐廳服務(wù)機(jī)器人的電源電路及控制方法。

背景技術(shù)

電力電子領(lǐng)域發(fā)展迅猛，開關(guān)變換器應(yīng)用越來越廣泛。人們對開關(guān)變換器提出更多要求：高功率密度、高效率和高可靠性。在機(jī)器人伺服系統(tǒng)中，一個(gè)穩(wěn)定可靠且效率高的電源尤為重要，電源質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的健壯性。傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)中，往往在整流模塊之后直接連接逆變器，對機(jī)器人的伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，很容易對伺服系統(tǒng)中給控制電路供電的輔助電源造成干擾。

使用LLC諧振變換器作為變換器，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，比如低噪聲、低應(yīng)力、低開關(guān)損耗、隔離等。LLC諧振變換器一般采用變頻控制和定頻控制兩種工作方式，然而當(dāng)負(fù)載變化范圍很寬時(shí)，單獨(dú)采用變頻控制的LLC諧振變換器工作頻率變化范圍寬，使得磁性元件設(shè)計(jì)困難，同時(shí)造成輕載時(shí)效率低下。使用傳統(tǒng)LLC諧振變換器作為餐廳服務(wù)機(jī)器人伺服系統(tǒng)供電電路，無法同時(shí)發(fā)揮其高效率和高增益的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種將LLC用于餐廳服務(wù)機(jī)器人的電源電路及控制方法，通過LLC多種工作模式的切換，能夠滿足餐廳服務(wù)機(jī)器人不同應(yīng)用場合比如待機(jī)，打菜，移動(dòng)，搬運(yùn)重物等的應(yīng)用。滿足餐廳服務(wù)機(jī)器人伺服電源電路對不同負(fù)載下低噪聲，低應(yīng)力，開關(guān)損耗低，高效率和高可靠性的要求。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的：

一種將LLC用于餐廳服務(wù)機(jī)器人的電源電路，包括：全橋電路、第一諧振腔、第二諧振腔、變壓器、整流網(wǎng)絡(luò)和第五、第六N溝道場效應(yīng)管Q5、Q6；

所述全橋電路包括第一、第二、第三、第四N溝道場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4。輸入電壓的正極與第一N溝道場效應(yīng)管Q1的漏極相連，負(fù)極與第二N溝道場效應(yīng)管Q2的源極相連。第一N溝道場效應(yīng)管Q1的漏極和源極分別與第三N溝道場效應(yīng)管Q3的漏極和第二N溝道場效應(yīng)管Q2的漏極相連。第二N溝道場效應(yīng)管Q2的源極與第四N溝道場效應(yīng)管Q4的源極相連。第四N溝道場效應(yīng)管Q4的漏極與第三N溝道場效應(yīng)管Q3的源極相連。

所述第一諧振腔包括第一諧振電感Lr1和第一諧振電容Cr1；第五N溝道場效應(yīng)管Q5的漏極與第一N溝道場效應(yīng)管Q1的源極相連，源極與第一諧振電感Lr1的一邊相連。第一諧振電容Cr1的一邊與第一諧振電感Lr1的另一邊相連，另一邊與變壓器原邊線圈的1端相連。

所述第二諧振腔包括第二諧振電感Lr2和第二諧振電容Cr2；第六N溝道場效應(yīng)管Q6的漏極與第一N溝道場效應(yīng)管Q1的源極相連，源極與第二諧振電感Lr2的一邊相連。第二諧振電容Cr2的一邊與第二諧振電感Lr2的另一邊相連，另一邊與變壓器原邊線圈的1端相連。

變壓器原邊線圈的2端與第四N溝道場效應(yīng)管的漏極相連。

所述整流網(wǎng)絡(luò)包括第一、第二、第三、第四二極管D1、D2、D3、D4和第三電容C3。第一二極管D1的負(fù)極與第二二極管D2的負(fù)極相連，正極與第三二極管D3的負(fù)極相連。第四二極管D4的正極與第三二極管D3的正極相連，負(fù)極與第二二極管D2的正極相連。第三電容C3的一邊與第二二極管D2的負(fù)極相連，另一邊與第四二極管D4的正極相連。