[发明专利]一种伺服驱动电源模块

说明书

技术领域

本发明涉及数控机床供电领域，尤其涉及一种伺服驱动电源模块。

背景技术

目前市面上数控机床加工采用的电源模块不外乎普通的整流电源模块和回馈式电源模块。普通的整流电源模块架构简单、可靠性强，但是作为伺服驱动的前级供电时，必须要加制动电路来消耗电机急停时反灌到直流母线上的能量，导致功率的流失，使用效率低下；回馈式电源模块使用效率高，可以将电机急停的能量回馈到电网，但控制复杂，必须外置笨重的电抗器，成本高。而且，在电网掉电的情况下上述两款电源模块的直流母线上有可能存在释放较慢的残余高压，对操作人员会有安全风险。另外，某些数控机床加工要求电网掉电后数控机床还需持续运行一段时间，保证数控机床安全，这也是上述两款电源模块所不具备的。

因此有必要设计一种伺服驱动电源模块，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种伺服驱动电源模块，当用电设备正常运行时，将电机急停的能量回馈到电网上，维持用电设备一段时间的运行，而且功率损耗小、控制简单、安全可靠性高。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种伺服驱动电源模块，包括整流电路、双向DC/DC电路、电容模组以及采样与PWM控制电路；

整流电路，将外部的三相交流电压转换为直流电压并为用电设备供电；

双向DC/DC电路，用于平滑整流电路输出的直流电压，对整流电路与电容模组之间的电压能量以及电流能量进行互相转换；

电容模组，用于储存经双向DC/DC电路转换的电压能量以及电流能量，或向用电设备释放自身所存储的电压能量以及电流能量；

采样与PWM控制电路，采集外部三相交流电压信号，输出PWM信号并控制双向DC/DC电路；

所述整流电路的输入端连接外部三相交流电源，所述整流电路的输出端连接双向DC/DC电路的输入端，所述双向DC/DC电路的输出端连接电容模块的输入端，所述采样与PWM控制电路连接外部三相交流电源，所述采样与PWM控制电路连接双向DC/DC电路的输入端、输出端以及控制端，所述整流电路的输出端为伺服驱动电源模块的输出端。

进一步地，所述双向DC/DC电路包括四个主功率管以及两个电感，四个主功率管分别为第一主功率管、第二主功率管、第三主功率管以及第四主功率管，两个电感分别为第一电感以及第二电感；

所述第一主功率管的漏极与第二主功率管的漏极连接，所述第一主功率管的源极与第三主功率管的漏极连接，所述第二主功率管的源极与第四主功率管的漏极连接，所述第三主功率管的源极与第四主功率管的源极连接，所述第一主功率管的源极连接第一电感的一端，所述第二主功率管的源极连接第二电感的一端，所述第一电感的另一端与第二电感的另一端连接，所述第一电感的另一端连接第二电容，所述第二电容连接第一电阻一端，所述第一电阻另一端连接第四主功率管的源极；

每一所述主功率管的源极与漏极之间均连接有一续流二极管，每一所述续流二极管的阴极均与对应的主功率管的漏极连接，每一所述续流二极管的阳极均与对应的主功率管的源极连接；

四个主功率管的栅极为双向DC/DC电路控制端；

所述第一主功率管的漏极以及三主功率管的源极为双向DC/DC电路的输入端，所述第二电容的两端为双向DC/DC电路的输出端。

进一步地，所述整流电路包括六个整流二极管，六个整流二极管分别为第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管、第五整流二极管以及第六整流二极管；

第一整流二极管的阳极连接第二整流二极管的阴极，第三整流二极管的阳极连接第四整流二极管的阴极，第五整流二极管的阳极连接第六整流二极管的阴极；

第一整流二极管的阴极、第三整流二极管的阴极以及第五整流二极管的阴极均连接第一主功率管的漏极，第二整流二极管的阳极、第四整流二极管的阳极以及第六整流二极管的阳极均连接第三主功率管的源极，第一整流二极管的阳极、第三整流二极管的阳极以及第五整流二极管的阳极分别连接交流电源的三相。

进一步地，所述电容模组为超级电容模组，所述超级电容模组与第二电容并联。

本发明还提供一种数控机床系统，包括数控机床，还包括以上任一项所提供的伺服驱动电源模块，所述伺服驱动电源模块为数控机床供电，所述伺服驱动电源模块与数控机床连接。

进一步地，所述伺服驱动电源模块通过断路器与三相交流电源连接。

本发明具有以下有益效果：