一种瞬时稳压直流供电系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种直流电源供电系统，特别是涉及一种具有瞬时大电流放电和防倒灌稳压的直流供电系统，属于电源管理技术领域。


背景技术：

2.随着自动化程度越来越高，工业机器人、协作机器人等自动化设备被广泛应用于各行各业，在现代工业中发挥着越来越重要的作用，市场对其工作的稳定性和可靠性要求也越来越高。市面上2kw以下功率的机器人，大都采用低压、大电流的直流供电方式。面对电机这种典型的感性负载，如何为机器人提供高效、稳定、可靠的直流供电，是业内必须解决的问题。
3.目前机器人的大部分供电都是采用ac/dc电源直接给机械臂供电，这种方式存在如下几个缺点：
4.1、机器人电机在启动或加速度较大时，瞬时供电电流受ac/dc电源瞬时放电能力的限制，拉低母线电压，导致连接在母线上的电机控制板供电电压过低，部分芯片无法正常工作，有时会影响机器人正常运行，造成严重后果；
5.2、机器人在急剧减速或刹车时产生的反电动势和倒灌电流会瞬间拉高母线电压，同样导致连接在母线电路上的电机控制板供电电压过高，致使部分元器件被损坏或无法正常工作，造成严重后果；
6.3、同时，超高电压或者超低电压也可能会触发开关电源的保护系统，致使开关电源关闭直流输出，用电设备突然掉电，造成不必要的损失。
7.4、机器人在运行过程中产生的瞬时倒灌电流如果不及时被吸收掉，会严重影响直流电源的使用寿命。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，为2kw以下功率的感性用电设备提供一种更稳定、更可靠、更安全的瞬时大电流稳压供电系统。具体技术方案如下：
9.一种瞬时稳压直流供电系统，包括：ac/dc电源、整流电容模块、电源管理模块、泄放电阻模块；
10.ac/dc电源与整流电容模块、电源管理模块连接；ac/dc电源能够与外部交流电源连接，用于使交流电转换为直流电；
11.泄放电阻模块与电源管理模块连接，泄放电阻模块能够与用电设备连接；
12.电源管理模块能够与用电设备连接。
13.在一些实施例中，整流电容模块包括一个电容。
14.在一些实施例中，整流电容模块包括多个并联的电容。
15.在一些实施例中，泄放电阻模块包括多个功率电阻放电回路及其控制系统。
16.在一些实施例中，泄放电阻模块通过io口与电源管理模块连接。
17.在一些实施例中，ac/dc电源、整流电容模块、电源管理模块、泄放电阻模块都为相互独立的模块。
18.在一些实施例中，ac/dc电源、整流电容模块、电源管理模块、泄放电阻模块安装在同一块电路板上。
19.在一些实施例中，ac/dc电源、整流电容模块、电源管理模块、泄放电阻模块安装在不同的电路板上。
20.在一些实施例中，ac/dc电源、整流电容模块、电源管理模块、泄放电阻模块都安装在用电设备的控制箱内。
21.在一些实施例中，交流电源是220v交流电，用电设备包括机器人关节电机。
22.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的瞬时稳压直流供电系统采用模块化设计，电压稳定性强，可靠性高，并且更智能。
附图说明
23.图1是本实用新型一个较佳实施例提供的瞬时稳压直流供电系统的示意图。
具体实施方式
24.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
25.除非另作定义，本专利的权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本专利的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。
26.本实用新型为2kw以下功率的感性用电设备提供一种更稳定、更可靠、更安全的瞬时大电流稳压供电系统，系统整体都放置在用电设备控制箱内部，为感性用电设备提供更高效、更稳定、更可靠、更智能的直流供电系统。
27.本实用新型提供的瞬时大电流直流稳压供电系统包括ac/dc电源、整流电容模块、电源管理模块和泄放电阻模块，如图1所示。上述ac/dc电源、整流电容模块、电源管理模块和泄放电阻模块均为相互独立模块。ac/dc电源与外部220v交流电源和整流电容模块、电源管理模块连接。电源管理模块与ac/dc电源、泄放电阻模块和用电设备连接。整流电容模块与ac/dc电源连接。泄放电阻模块与电源管理模块、用电设备连接。
28.瞬时大电流直流稳压供电系统采用泄放电阻模块对感性用电设备端产生的反电动势和倒灌电流快速吸收，抑制母线电压瞬时升压过高。瞬时大电流直流稳压供电系统采用大容量电容，在用电设备对瞬时电流要求过高时迅速放电，补充电流，避免母线电压被用电设备拉低过多，同时它也能有效防止母线电压产生突变，使供电电压更平稳。
29.ac/dc电源的输入端与外部ac220v供电连接，输出端和电源管理模块连接。ac/dc电源输出端并联整流电容模块。ac/dc电源把外部的220v交流电转换为直流电，经由电源管理模块控制电流电压的变化，再提供给用电设备，以此控制用电设备的运行。本实施例中，
输入的是220v的交流电，这是中国大陆通用的市电。本专利中的技术在其他国家和地区使用时，可以根据当地的情况输入当地的市电，流入110v的交流电。
30.整流电容模块中的电容可以采用单个电容。优选的，整流电容模块采用多个大容量电容并联使用，除提供更大的储能、放电容量外，也同时消除了因单个元器件损坏而导致该功能丧失的风险。这种多回路的设计，有效提高了瞬时大电流直流稳压供电系统的安全性和可靠性，使其供电电压更稳定。通过电源管理模块对整个供电系统进行开关、电压、电流的监控和管理，使供电系统更智能、更安全。
31.电源管理模块的输入端连接ac/dc电源，输出端连接用电设备、并联泄放电阻模块。电源管理模块通过io口与泄放电阻模块连接，对泄放电阻模块进行监控和管理。
32.泄放电阻模块包含多个功率电阻放电回路及其控制系统，采用多回路大功率电阻同时放电的模式，有效缩短了放电时间，同时也消除了因单路元器件损坏造成该功能丧失的风险。泄放电阻模块通过io口与电源管理模块连接，受电源管理模块控制。
33.本实用新型具有以下优点：
34.(1)模块化设计。瞬时大电流直流稳压供电系统的各组成部分均模块化设计，体积小，可整体安装，也可分散安装，安装方式灵活，空间利用率高。
35.(2)供电电压稳定性强。瞬时大电流直流稳压供电系统采用泄放电阻模块对感性用电设备端产生的反电动势和倒灌电流快速吸收，抑制母线电压瞬时升压过高；采用大容量电容，在用电设备对瞬时电流要求过高时迅速放电，补充电流，避免母线电压被用电设备拉低过低，同时它也能有效防止母线电压产生突变，使供电电压更平稳。
36.(3)可靠性高。泄放电阻模块采用多回路大功率电阻同时放电的模式，有效缩短了放电时间，同时也消除了因单路元器件损坏造成该功能丧失的风险。整流电容模块中的大电容也同样采用多个大容量电容并联使用，除提供更大的储能、放电容量外，也同时消除了因单个元器件损坏而导致该功能丧失的风险。这种多回路的设计，有效提高了瞬时大电流直流稳压供电系统的安全性和可靠性，使其供电电压更稳定。
37.(4)更智能。通过电源管理模块对整个供电系统进行开关、电压、电流的监控和管理，使供电系统更智能、更安全。
38.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。