(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123437525.6 (22)申请日 2021.12.3 0 (73)专利权人 中国航空工业 集团公司金城南京 机电液压 工程研究中心 地址 211106 江苏省南京市江宁开发区水 阁路33号、 19号信箱 (72)发明人 张峻涛　刘静怡　 (74)专利代理 机构 中国航空专利中心 1 1008 专利代理师 张毓灵 (51)Int.Cl. H02J 7/00(2006.01) H02J 7/34(2006.01) (54)实用新型名称 一种带滞环比较 器的电容预充电装置 (57)摘要 本实用新型提出了一种带滞环比较器的电 容预充电装置， 包括电压采样电路、 滞环比较电 路、 功率管驱动电路、 场效应管以及预充电电阻； 当系统上电时， 外部电源通过预充电电阻对电容 进行充电， 限制上电冲击电流； 电压采集电路通 过并联在母线电容两端的分压电阻采集电容的 电压， 当电容电压达到设定阈值时， 接通并联在 预充电电阻上的场效应管， 旁路该电阻， 避免预 充电电阻在电机运行时流过大电流后过热损坏； 当电容电压低到设定阈值时， 滞环比较电路输出 再次翻转， 断开场效应管， 使得预充电电阻再次 接入电容充电回路， 实现再次充电。 本装置不需 要外部软件输入指令， 直接由硬件识别充电电 压， 自动进行切换控制， 使得系统控制简单， 提高 了装置的可靠性。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 216872883 U 2022.07.01 CN 216872883 U 1.一种带滞环比较器的电容预充电装置， 其特征在于， 预充电装置包括： 电压采用电 路、 滞环比较电路、 功 率管驱动电路、 场效应管以及预充电电阻； 当系统上电时， 外部电源通 过预充电电阻对电容进行充电， 限制上电冲击电流； 电压采集电路通过并联在母线电容两 端的分压电阻采集电容的电压， 当电容电压达到设定阈值时， 接通并联在预充电电阻上 的 场效应管， 旁路该电阻， 避免预充电电阻在电机运行时流过大电流后过热损坏； 当电容电压 低到设定阈值时， 滞环比较电路输出再次翻转， 断开场效应管， 使得预充电电阻再次接入电 容充电回路， 实现再次充电。 2.如权利要求1所述的一种带滞环比较器的电容预充电装置， 其特征在于， 所述电压采 样电路采用电阻进行分压后输入线性隔离放大器， 产生一组差分输出电压信号， 经差分放 大电路处 理后供后级电压比较 器使用。 3.如权利要求2所述的一种带滞环比较器的电容预充电装置， 其特征在于， 电压采样电 路由电阻分压电路、 线性电源变换电路、 隔离放大器三部 分构成； 所述隔离放大器U1采用光 电线性隔离放大器， 其中电阻R30、 R31、 R32串联后对母线电容电压进行分压取样， R32两端 电压经过R22和C62进行RC滤波后接入隔离放大器U1的2脚和3脚， 经过隔离放大器U1隔离放 大后， 由隔离放大器U1的6脚和7脚输出至J13和J14端子， 用于后级调理电路使用； 其中N1为 电压调整芯片， 用于将+15V电压线性调整为+5V电压， 接到隔离放大器U1的输入电源引 脚1 脚和4脚， 电容C2作为输入滤波电容并接在N1输入端1脚和2脚， C3、 C118作为输出滤波电容 并接在N1输出端3脚和2脚。 4.如权利要求1所述的一种带滞环比较器的电容预充电装置， 其特征在于， 滞环比较电 路选用电压滞环比较器， 用于将隔离放大器输出的差分信号进行调理后与预充电功 率管开 启阈值进行比较， 达到开启电压阈值则输出一个使能信号给功率管驱动电路， 作为功率管 开启指令 。 5.如权利要求4所述的一种带滞环比较器的电容预充电装置， 其特征在于， 电压滞环比 较电路由差分电压调理放大和滞环比较两部分电路构成； 其中电阻R70、 R71、 R13、 R12和运 算放大器U8构成差分放大电路， 放大比例为2： 1， 用于对电压采样电路的隔离放大器U1输出 的电压信号进行差分放大处理后， 送至后级滞环比较电路； 所述滞环比较电路为滞环比较 器， 差分输出电压通过R147接入电压比较器U9的同相输入端， R116接在U9的同相输入端与 输出端构成电压正反馈， 电阻R605和R606对+15V进行分压后接入U9的反相输入端， 反相输 入端电压 分压电路设计为1.57V， 该电压 即作为比较器的开通门限电压， 滞环比较器关断门 限电压根据R 116和R147阻值计算后设计为1.12 V。 6.如权利要求1所述的一种带滞环比较器的电容预充电装置， 其特征在于， 功率管驱动 电路用于驱动预充电功率管， 当接 收到电压滞环比较电路产生的使能信号时， 该驱动电路 产生功率管导 通所需的驱动电平， 接通预充电功率管。 7.如权利要求1所述的一种带滞环比较器的电容预充电装置， 其特征在于， 场效应管以 及预充电 电阻搭配组合使用构成预充电场效应管驱动电路。 8.如权利要求7所述的一种带滞环比较器的电容预充电装置， 其特征在于， 预充电场效 应管驱动电路由50％占空比发生电路、 推挽驱动电路、 隔离变换以及整流输出四部分电路 构成； 其中R59和C85分别接在自振 荡半桥驱动芯片U11的RT和CT端， 用于匹配该芯片的振 荡 输出频率， 二极管D37和电容C82构成芯片输出自举电路， 通过D37从芯片1脚VCC端对电容权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 216872883 U 2C82充电产生自举电压， 该电路只使用了 芯片的高边输出电压， 产生一个占空比为50％的开 关信号供后级推挽驱动电路使用； 自振荡半桥驱动 芯片U11输出的开关信号经过R57和C83 构成的RC滤波电路后输入栅极驱动 芯片U10， 该芯片的A通道输出使 能管脚1脚接电压滞环 比较电路 的电压比较器U9的输出端， 即滞环比较器的比较结果作为栅极驱动器U10的使能 控制信号， 控制栅极驱动器是否输出； U10输出信号经过电容C80进行移相变换后产生 ± 7.5V的交变电压， 再连接至隔离变压器T1， 变压器匝数比为1： 1， 其作用是对驱动信号进行 电气隔离， 以防止后级功 率管的高压信号干扰控制 信号， 二极管阵列D18、 D19构成单相不控 整流电路， 对变压器幅边侧输出信号进行整流后变换成直流电压信号， 电容E1、 C81连接至 整流桥输出端， 对整流后的电压进 行平滑滤波， R56作为栅极驱动电阻连接至预充电功 率管 的栅极， R58跨接在预充电场效应管的栅极和源极以提高栅极驱动信号的抗干扰性。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 216872883 U 3