[發明專利]基于同步BUCK電路的防止泵生電壓逆流的控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202310042016.8
• 申請日: 2023-01-13
• 公開（公告）號: CN116094326A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 王驍雨;郭建飛;劉樹雨;王之偉
• 申請（專利權）人: 唐山松下產業機器有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M3/07;H02M1/088;H02H7/12;H02H11/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張紫亮

本發明涉及電機控制技術領域，具體為一種基于同步BUCK電路的防止泵生電壓逆流的控制方法及裝置，包括：按照設定的開關管的頻率和占空比執行同步BUCK電路的開關控制，并且每個開關控制周期記錄一次Vo和Vin的值；達到預定判斷周期時，讀取判斷周期內每個開關控制周期所記錄的Vo和Vin的值；利用讀取到的判斷周期內每個開關控制周期所記錄的Vo和Vin的值的變化情況確定是否產生泵生電壓；如果是，將開關管Q1和Q2均關斷。通過采集Vin和Vo的值，利用采集的兩個電壓值來判斷同步BUCK電路的狀態，當確定產生泵生電壓后開關管Q1和Q2均關斷，即通過控制Q1和Q2的開關狀態、占空比等，實現泵生電壓能量的逆流防止。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，特別是涉及一種基于同步BUCK電路的防止泵生電壓逆流的控制方法及裝置。

背景技術

同步BUCK電路具有效率高，輸入電壓范圍寬等優點，可以應用于大功率交流伺服電機放大器的直流供電。其電路拓撲如圖1所示，其基本原理是利用電感L的儲能特性，通過控制開關管Q1和開關管Q2按照一定頻率、特定占空比的連續開關動作，實現輸出電壓與輸入電壓特定比例降壓。

在采用同步BUCK電路為交流伺服電機放大器供電的系統中，電機作為一個非穩定的感性負載，不僅負載率會隨著電機的啟動停止產生較大的波動，而且在電機快速制動以及其攜帶的位勢負載沿與地面垂直方向存在下降的勢能時，均會產生很大的能量并通過放大器反灌到電容上，形成泵生電壓；而對于同步BUCK電路來說，當Vo升高時，開關管Q1的占空比降低，而由于開關管Q2的開通占空比與開關管Q1對稱，開關管Q2的開通占空比升高，此時電感L、開關管Q2和開關管Q1的體二極管三者構成從Vo到Vin的Boost電路，此時系統處于逆流狀態，輸入電壓Vin快速升高，危害系統安全。

發明內容

針對上述問題，本發明實施例提供了一種基于同步BUCK電路的防止泵生電壓逆流的控制方法及裝置。

本發明實施的一方面，提供了一種基于同步BUCK電路的防止泵生電壓逆流的控制方法，包括：

按照設定的開關管的頻率和占空比執行同步BUCK電路的開關控制，并且每個開關控制周期記錄一次Vo和Vin的值；

達到預定判斷周期時，讀取判斷周期內每個開關控制周期所記錄的Vo和Vin的值，其中判斷周期大于開關控制周期；

利用讀取到的判斷周期內每個開關控制周期所記錄的Vo和Vin的值的變化情況確定是否產生泵生電壓；

如果是，將開關管Q1和Q2均關斷；

如果否，返回按照設定的開關管的頻率和占空比執行同步BUCK電路的開關控制，并且每個開關控制周期記錄一次Vo和Vin的值的步驟。

可選的，利用讀取到的判斷周期內每個開關控制周期所記錄的Vo和Vin的值的變化情況確定是否產生泵生電壓的步驟，包括：

計算判斷周期內所記錄的Vin的平均值Vinavg，并判斷所計算的平均值Vinavg是否大于預設閾值Vinavgcs；

在平均值Vinavg大于預設閾值Vinavgcs的情況下，計算判斷周期內所記錄的Vo的第一平均值Voavg；計算后半段判斷周期內所記錄的Vo的平均值與前半段判斷周期內所記錄的Vo的平均值之間的第一差值ΔVoavg；計算后半段判斷周期內所記錄的Vin的平均值與前半段判斷周期內所記錄的Vin的平均值之間的差值ΔVinavg；

判斷第一平均值Voavg是否大于預設閾值Voavgcs、第一差值ΔVoavg是否大于預設閾值ΔVoavgcs以及差值ΔVinavg是否大于預設閾值ΔVinavgcs；

在第一平均值Voavg大于預設閾值Voavgcs、第一差值ΔVoavg大于預設閾值ΔVoavgcs且差值ΔVinavg大于預設閾值ΔVinavgcs的情況下，確定產生泵生電壓。