源载系统启动装置、方法及源载系统与流程

专利2025-03-03  22


本申请涉及源载系统领域,特别涉及一种源载系统启动装置、方法及源载系统。


背景技术:

1、在源载系统之中,在前级输出和后级电路之间会设置一个滤波电容。在上电瞬间,由于滤波电容未充电,此时大容值的滤波电容近似短路,如果直接启动,则会有很大的浪涌电流,会严重损害滤波电容的寿命。因此需要对滤波电容进行预充电,再进行启动,来抑制浪涌电流。

2、相关技术中,参考图3所示,以升压(boost)电路为例,现有的预充电方式是在交流输入端串联一个负温度系数(ntc-negative temperature coefficient)电阻,利用ntc电阻在常温时阻值很大,高温时阻值很小的特性。在刚启动时,ntc电阻较大,起到了限流的效果。启动一段时间后,随着ntc电阻自身功耗发热导致自身电阻降低,减小了额外功耗,此时大功率电源进入正常工作状态。但是这种方式只适用于外部温度较低的环境,在源载系统启动前,如果外部环境温度较高,则ntc电阻阻值很小,无法起到限流和抑制浪涌电流的作用,并且即使ntc电阻在高温时阻抗较低,但仍然存在一定的额外功耗。此外,由于不同源载系统中滤波电容的容值不同,因此滤波电容的最佳充电时间也不同,相关技术中的预充电方式虽然可以延长滤波电容的充电时间,但是无法精确控制滤波电容的充电时间。


技术实现思路

1、本申请提出一种源载系统启动装置、方法及源载系统,能够实现滤波电容的预充电,并且不受环境温度限制、源载系统正常启动后不存在额外功耗,并且可以控制滤波电容的充电时间。

2、根据本申请第一方面实施例的源载系统启动装置,连接滤波电容,滤波电容设置在前级输出端和后级电路之间,包括:直流电源端,用于输入直流电源;开关模块,所述开关模块的一端连接所述直流电源端,所述开关模块的另一端通过第一电阻连接所述滤波电容的正极;电压采样模块,所述电压采样模块的输入端用于采集所述滤波电容的电压;控制模块,所述控制模块包括dsp和驱动电路,所述dsp中设置有比较器、正比例函数单元和载波单元,所述正比例函数单元连接所述比较器的同相端,所述载波单元连接所述比较器的反相端,所述比较器的输出端连接dsp的pwm信号输出端,所述dsp的pwm信号输出端通过驱动电路连接开关模块的控制端,所述dsp的参数设置端用于输入目标充电时间,所述dsp用于根据目标充电时间和充电控制算法计算出正比例函数的斜率,并根据正比例函数的斜率调节开关模块的占空比以使滤波电容的实际充电时间满足目标充电时间。

3、根据本申请的一些实施例,所述充电控制算法的计算公式为:

4、;

5、其中,tch为目标充电时间,r1为第一电阻的阻值,c1为滤波电容的容值,k为正比例函数的斜率,v0为直流电源端的输出电压,v1为滤波电容的采样电压,载波单元中载波的幅值为1,,,fs为开关模块的开关频率。

6、根据本申请的一些实施例,所述电压采样模块包括运算放大器和adc模块,所述运算放大器的同相端连接所述滤波电容的正极,所述运算放大器的反相端连接所述滤波电容的负极,所述运算放大器的输出端连接所述adc模块的输入端,所述adc模块的输出端连接所述dsp的电压反馈端。

7、根据本申请的一些实施例,还包括上位机,所述上位机连接所述参数设置端。

8、根据本申请第二方面实施例的源载系统启动方法,包括以下步骤:

9、获取目标充电时间,所述目标充电时间用于指示滤波电容的预设充电时间;

10、将目标充电时间代入充电控制算法,获得正比例函数的斜率;

11、根据正比例函数的斜率输出调节开关模块的占空比,以使滤波电容的实际充电时间满足目标充电时间。

12、根据本申请第三方面实施例的源载系统,包括上述的源载系统启动装置。根据本申请实施例的源载系统启动装置、方法及源载系统,至少具有如下有益效果:

13、本申请实施方式中,当源载系统开机时,dsp通过驱动电路控制开关模块导通,直流电源端通过第一电阻给滤波电容充电,dsp根据目标充电时间和充电控制算法计算出正比例函数的斜率,并根据正比例函数的斜率,输出占空比逐渐增大的驱动波形来调节开关模块的占空比以使滤波电容的实际充电时间满足目标充电时间,dsp通过电压采样模块获取滤波电容两端的电压,当滤波电容充满后dsp控制开关模块断开。本申请能够实现滤波电容的预充电,减小启动时后级电路受到的冲击电流,并且不受环境温度限制、源载系统正常启动后不存在额外功耗,并且可以准确控制滤波电容的充电时间。

14、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。



技术特征:

1.一种源载系统启动装置,连接滤波电容,滤波电容设置在前级输出端和后级电路之间,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的源载系统启动装置,其特征在于,所述充电控制算法的计算公式为:

3.根据权利要求1所述的源载系统启动装置,其特征在于,所述电压采样模块包括运算放大器和adc模块,所述运算放大器的同相端连接所述滤波电容的正极,所述运算放大器的反相端连接所述滤波电容的负极,所述运算放大器的输出端连接所述adc模块的输入端,所述adc模块的输出端连接所述dsp的电压反馈端。

4.根据权利要求1所述的源载系统启动装置,其特征在于,还包括上位机,所述上位机连接所述参数设置端。

5.一种应用于上述权利要求1至4任意一项所述源载系统启动装置的源载系统启动方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.一种源载系统,其特征在于,包括权利要求1至4任意一项所述的源载系统启动装置。


技术总结
本申请公开了一种源载系统启动装置、方法及源载系统,包括直流电源端、开关模块、电压采样模块和控制模块,其中控制模块包括DSP和驱动电路,DSP中设置有比较器、正比例函数单元和载波单元,DSP根据目标充电时间和充电控制算法计算出正比例函数的斜率,并根据正比例函数的斜率调节开关模块的占空比以使滤波电容的实际充电时间满足目标充电时间。本申请能够实现滤波电容的预充电,并且不受环境温度限制、源载系统正常启动后不存在额外功耗,并且可以控制滤波电容的充电时间。

技术研发人员:请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者:湖南恩智测控技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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