申请/专利权人：宜宾职业技术学院

申请日：2021-08-30

公开（公告）日：2023-11-24

公开（公告）号：CN113708643B

主分类号：H02M3/335

分类号：H02M3/335;H02M1/08;H02M1/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.11.24#授权;2021.12.14#实质审查的生效;2021.11.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于倍流电容网络的两路输出名优茶采摘机器人电源，属于茶采摘机器人技术领域，该基于倍流电容网络的两路输出名优茶采摘机器人电源包括前级Buck变换器、后级倍流电容网络、控制回路，后级倍流电容网络之间包括变压器T和倍流电容网络，通过变压器T，前级Buck变换器和后级倍流电容网络连接；该电源根据电容和二极管的不同组合，可以使得输入电流通过倍流电容网络后按照1：4比例关系分配到末端采摘手负载和四足机器人负载，从而实现对小功率末端采摘手负载和较大功率机器人行走装置负载供电混合输出的功能，不仅可以极大的简化采摘机器人供电系统，还可以降低流过负载的二倍工频电流纹波，实现两路低纹波倍流输出。

主权项：1.一种基于倍流电容网络的两路输出名优茶采摘机器人电源，其特征在于，该基于倍流电容网络的两路输出名优茶采摘机器人电源包括前级Buck变换器电路、后级倍流电容网络电路、控制回路、采摘手负载、四足机器人负载；所述前级Buck变换器电路包括蓄电池udc、二极管D1、D2、D3、电感L1、电容CDC、整合开关管S；后级倍流电容网络电路包括倍流电容网络、变压器T、二极管Do1、Do2、输出电容Co1、Co2组成，其中倍流电容网络由电容Ck1、Ck2、Ck3和Ck4二极管Ds1、Ds2、Ds3、Ds4、Ds5、Ds6、Ds7、Ds8和Ds9组成；所述控制回路一端与前级Buck变换器电路，另一端与后级倍流电容网络电路连接，前级Buck变换器电路与后级倍流电容网络电路通过所述变压器T连接；所述采摘手负载、四足机器人负载、电容Ck1、Ck2、Ck3和Ck4、二极管Ds1、Ds2、Ds3、Ds4、Ds5、Ds6、Ds7、Ds8和Ds9并联连接；所述控制回路包括采样电阻Rs、误差放大器EA1、比较器CMP1、变压器辅助绕组电压过零检测电路、RS触发器和MOSFET驱动器，采样电阻Rs与所述采摘手负载串联，两者串联后与误差放大器EA1连接，误差放大器EA1另一端与比较器CMP1连接，比较器CMP1另一端连接至变压器辅助绕组电压过零检测电路，变压器辅助绕组电压过零检测电路另一端连接至MOSFET驱动器，MOSFET驱动器另一端与所述整合开关管S连接；所述基于倍流电容网络的两路输出名优茶采摘机器人电源具有四个模态状态，其中，在模态Ⅰ时，在t0时刻开关管导通，电源给电感L1充电，由于开关频率远大于工频，故开关管导通瞬间输入电压是恒定，所以电感L1的电流线性增加，忽略电容CDC电压纹波，则变压器励磁电感电流iLm也线性增加，在此模态有 电容CDC由开关管与D3构成回路，通过变压器给输出供能；变压器由于漏感的存在变压副边漏感Lk与电容Ck1、Ck2、Ck3和Ck4发生串联谐振；可得 由于Ck1、Ck2、Ck3和Ck4容值相等，故令Ck1＝Ck2＝Ck3＝Ck4＝Ck，由式1-3可解得： 其中 由式1-4可解得： ；在t1时刻谐振完成，二极管Do1、Ds2、Ds5和、Ds8零电流关断，该模态结束；该模态的时间可表示为 模态Ⅱ为t1～t2：在t1时刻，变压器副边漏感Lk与电容Ck1、Ck2、Ck3和Ck4串联谐振结束，变压器副边电流为零；开关管继续导通，电感L1的电流继续线性增加，该状态一直持续到在t2时刻开关管关断；在t2时刻电感L1的电流达到峰值，可得 其中ton表示开关管的导通时间；在该模态，由于变压器副边电流为零，变压器原边电流等于变压器励磁电感电流为 模态Ⅲ[t2～t3]：在t2时刻开关管S关断，电感L1通过二极管D2构成的续流回路给电容CDC充电；电感L1的电流可表示为 在该模态，电容Ck1、Ck2、Ck3和Ck4分别通过二极管Ds3、Ds1、Ds4、Ds6、和Ds7、Ds9构成的回路进行放电；当iL1减小至零时该模态结束，该模态持续的时间可表示为 模态Ⅳ[t3～t4]：在t3时刻开关管S继续关断，电感L1的电流为零，因此电感L1的电流工作在DCM模式；电容Ck1、Ck2、Ck3和Ck4继续通过二极管Ds3、Ds1、Ds4、Ds6、和Ds7、Ds9构成的回路进行放电，在t4时刻放电结束，该模态结束；并且由于Ck1、Ck2、Ck3与Ck4并联，所以其电压值相等；由于励磁电感Lm远大于变压器副边漏感Lk，所以变压器副边漏感Lk两端的电压忽略；由于Ck1、Ck2、Ck3和Ck4足够大，故认为其上的电压近似等于其平均电压，因此认为电流iLm线性减小；在t4时刻，iLm减小到零，二极管Do2零电流关断，此时该模态和一个开关周期同时结束；通过辅助绕组的电压过零检测，传至芯片的ZCD管脚，触发开关管导通，开启新一轮的开关周期；该模态对应的方程有 其中 在模态Ⅰ时，变压器副边漏感Lk与Ck1、Ck2、Ck3和Ck4发生不完全串联谐振，但是由于此种情况下，将导致二极管Ds2、Ds5、Do2和Do1不能实现零电流关断，故选择驱动器工作在完全谐振模式下，故实现io1和io2分别稳定在0.35A和1.4A，成1:4的关系；实现了对小功率末端采摘手负载和较大功率机器人行走装置负载供电混合输出的功能。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 宜宾职业技术学院 一种基于倍流电容网络的两路输出名优茶采摘机器人电源

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD