[发明专利]直流高压电源降压控制装置、方法及直流高压电源降压装置

说明书

本发明涉及一种直流高压电源降压控制装置，包括：控制单元，用于确定目标电压，以及采集当前电压，将目标电压和当前电压进行比较，根据二者的差值以及当前电压值，控制放电执行模块进行阻值匹配，并计算该阻值对应的当前电压条件下所需的放电时长，以控制高压电源放电；放电执行模块，包括多个并联设置的支路，以及设置在各支路的干路上的功率开关，各支路包括电阻和开关，电阻通过控制单元控制的开关构成与高压电源的连接或断开，以进行阻值匹配，功率开关在控制单元的控制下经由各闭合支路构成的导通电路，对高压电源进行预设时长的放电。采用本发明的方案，实现对直流高压电源降压进行精确快速的闭环控制，实现定量、快速放电。

技术领域

本发明涉及直流高压电源技术领域，特别涉及一种直流高压电源降压控制装置。同时，本发明还涉及一种直流高压电源降压控制方法，以及具有该直流高压电源降压控制装置的直流高压电源降压装置及直流高压电源降压装置的应用。

背景技术

在直流高压电源的供电系统中，除了保持直流高压电源的供电作用外，在某些场合，直流高压电源的输出电压会发生变化，此时需要降压以达到目标电压值。如在应用有电流变液阻尼器的汽车智能悬架控制系统中，当路面平整度发生变化时，MCU(微控制单元)产生激励信号控制直流高压电源产生0到4500V驱动电压，驱动电流变液阻尼器实现智能减震。汽车行进中，路面状况瞬息万变，为了达到良好减震效果，需要高压电源快速驱动电流变液阻尼器改变阻尼效果。由于电流变液阻尼器为电压驱动，需要高压直流电源响应频率达到10Hz以上。同时，由于路面状况复杂，可能会出现很大坑洼，要求直流高压电源输在0V到4500V范围内跳变。从0V升压到4500V，现有开关电源技术不难办到，难点在于从4500V到0V的降压过程。

现有技术的实现方案中，大致分为两种，其一是直流高压电源自放电，其二是在高压电源和地之间连接制动电阻进行辅助放电。现有技术的缺点主要有：放电状态为非线性不可控，而且放电时间长。例如，自放电时间一般在1s-20s达到放电至目标电压，制动电阻辅助放电一般需要2ms-30ms达到放电至目标电压。另外，使用制动电阻辅助放电，一般需要在1ms左右的时间(放电时间随制动电阻阻值不同而不同)内将电压从4500V的高压放电到0V，然后再重新升压至目标电压，其升压时间为3ms-20ms左右，严重影响高压电源的响应时间。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种直流高压电源降压控制装置，以实现对直流高压电源降压进行精确快速的闭环控制，实现定量、快速放电，将电压降到目标值。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种直流高压电源降压控制装置，包括：

控制单元，用于确定目标电压，以及从高压电源实时采集当前电压，将所述目标电压和所述当前电压进行比较，根据所述当前电压和所述目标电压的差值以及当前电压值，控制放电执行模块进行阻值匹配，并且计算该阻值对应的当前电压条件下所需的放电时长，以控制所述高压电源进行预设时长的放电；

所述放电执行模块，包括多个并联设置的支路，以及设置在各所述支路共同经过的干路上的功率开关，各所述支路包括电阻和开关，所述电阻通过所述控制单元控制的所述开关构成与所述高压电源的连接或断开，以进行所述阻值匹配，所述功率开关在所述控制单元的控制下经由由各闭合支路构成的导通电路，对所述高压电源进行预设时长的放电。

进一步的，在所述高压电源放电过程中，所述控制单元实时采集当前电压，循环执行以下动作：将所述目标电压和所述当前电压进行比较，根据所述当前电压和所述目标电压的差值以及当前电压值，控制放电执行模块进行阻值匹配，并且计算该阻值对应的当前电压条件下所需的放电时长，以控制所述高压电源进行预设时长的放电，直至将所述当前电压降至所述目标电压。

进一步的，所述控制单元根据所述当前电压和所述目标电压的差值以及所述当前电压值，实时控制所述放电执行模块进行阻值匹配，以及实时计算该阻值对应的当前电压条件下所需的放电时长，以获得线性降压曲线。