冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构

摘要

本发明提供了一种冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构，属于高可靠性电机驱动控制系统领域，包含双电源、N个H桥、保险丝和重构开关等。其特征在于：正常工作时每相采用独立H桥驱动拓扑结构，它通过驱动拓扑结构上的重构开关的打开或者关闭来实现驱动拓扑结构的重构，即在电源、功率管和重构开关发生开路或短路故障时能够通过重构开关将故障进行隔离，并根据故障类型和需要可以将每相独立H桥驱动拓扑结构重构成星形驱动拓扑，最终实现故障容错功能，提高电机驱动控制系统的可靠性。本发明不仅供电灵活，而且能够快速、方便地将故障隔离并进行硬件重构，具有快速、容错能力强、使用灵活、无需额外容错算法、可靠性高等优点。

主权项

冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构，其特征在于，含有：双电源、N个H桥、保险丝和重构开关，其中：双电源VDC1和VDC2，各设有正、负输出端，分别接冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构的正、负电源输入端；N个H桥，每个H桥各由四个功率管T_Xt、T_Xb、T_xt、T_xb组成，这里的X代表每相的左边桥臂，相应的x代表每相的右边桥臂，t表示上管，b代表下管，其他相类似表示，根据电机的相数确定需要的独立H桥数量N，所述每个功率管由三个功能管脚‑栅极、漏极和源极组成，所述每个功率管的栅极由控制器控制其打开或者关闭，所述T_Xt和T_xt的漏极接保险丝F_X或F_x的一端，它们的源极分别接所述T_Xb和T_xb的漏极以及每相绕组的两端；保险丝包括主路保险丝和每个桥臂保险丝，为保护供电电源，靠近供电电源端的主路保险丝为F_M1和F_M2，所述主路保险丝F_M1和F_M2的一端分别接电源VDC1和VDC2的正端，所述F_M1和F_M2的另外一端分别接重构开关T1和T2的漏极，并且每个桥臂上串联一个保险丝F_X或F_x，X代表每相的左边桥臂，相应的x代表每相的右边桥臂，所述F_X或F_x一端接所述冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构的电源正端，另外一端接所述T_Xt或T_xt的漏极用于防止桥臂发生短路故障时，保护其他桥臂上和主路保险丝；重构开关由8个IGBT组成，表示为T1‑T8，所述IGBT中每个Tx，x=1‑8，由三个功能管脚‑栅极、漏极和源极组成，所述它们的栅极均有控制器控制它们打开还是关闭，其中所述T1和T2用于控制所述电源VDC1的输出，所述T3和T4用于控制所述电源VDC2的输出，所述T1和T3的漏极分别接所述主路保险丝F_M1和F_M2的正端，所述T1和T3的源极分别接所述冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构的正端，所述T2和T4的漏极分别接冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构的负端，所述T2和T4的源极分别接所述电源VDC1和VDC2的负端，所述T5和T7的源极分别接所述冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构左半部分的正端和负端，所述T5和T7的漏极分别通过二极管D1和D3接所述冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构右半部分，所述T6和T8的源极分别接所述冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构的右半部分，所述T6和T8的漏极分别通过二极管D2和D4分别接所述冗余电源可重构容错式驱动拓扑结构的左半部分，用于重构左右桥臂供电来自VDC1或者VDC2。