[發明專利]脈寬調制型可調阻容電路及其調節方法

有效

• 申請號: 201210486281.7
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102931832A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 程森林;代洪海;葉兆虹;朱保衛
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及一種可調阻容電路，特別涉及一種脈寬調制(PWM)型可調阻容電路，同時還涉及該電路的調節方法。

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背景技術

電路阻容可調目前最常用的調節電容方法是通過改變電容的物理特性實現，但該方法實現的電容調節，往往具有很強的針對性，而且可調節范圍很小，不具有對電容調節的通用性。另外，一些學者也在研究其它調節電容的方法，如哈爾濱理工大學的朱東柏、劉驥等針對目前無功補償裝置中分組投切電容器時電容有級差及補償所需電容器組的數量較多的問題，基于PWM控制原理，用電力電子開關控制兩組電容器的投切，通過調節控制脈沖的占空比，控制兩組電容器的工作時間，等效為投入系統的電容是可調的。但該方案存在開關切換瞬間電容兩端電壓與電路中電流有突變產生，不能實現調節過程平穩進行。此外還有本文作者曾研究過的一階脈寬調制型負載通過調節一階RC電路中的電阻阻值實現阻容的調節，這種方式的調節過程出現的諧波會比較大，平穩性不好。

發明內容

鑒于此，為了解決上述問題，本發明提供了一種脈寬調制型可調阻容電路及其調節方法，保證了開關切換過程電路中電壓、電流是連續平穩變化的。

為實現所述目的，本發明設計的脈寬調制型可調阻容電路，包括一階RC電路、電子開關、?PWM控制器和保壓續流回路；所述PWM控制器產生脈寬調制型方波信號控制電子開關的工作，所述電子開關控制一階RC電路中電容的接入或斷開；所述保壓續流回路控制一階RC電路中電容兩端電壓，保證電容在不接入電路中的時候，電路中的電流及電容兩端的電壓不變。

進一步，所述保壓續流回路是一種輸入高阻抗，輸出低阻抗，放大倍數約等于1的電路。

作為本發明的第一種技術方案，所述保壓續流回路包括第一三極管T1、第二三極管T2、第一二極管D1、第二二極管D2、第二電阻R2和第三電阻R3。第一三極管T1的集電極與第一二極管D1的正極連接，第一二極管D1的負極連接到電容C端點4，第二三極管T2的集電極與第二二極管D2的負極連接，第二二極管D2的正極連接到電容C端點4。第一三極管T1基極通過第二電阻R2連接到電容C的端點3,第二三極管T2的基極通過第三電阻R3連接到電容C端點3。第一三極管T1的發射極與第二三極管T2的發射極連接到電子開關。

進一步，所述保壓續流回路的輸入輸出電流相等。

進一步，所述三極管采用射極跟隨器結構。

作為本發明的第二種技術方案，所述保壓續流回路包括第三三極管T3、第四三極管T4、第三二極管D3、第四二極管D4、第六電阻R6第七電阻R7和運算放大器A。所述第三三極管T3的集電極與第三二極管D3的正極連接，第三二極管D3的負極連接到電容C端點4；第三三極管T4的集電極與第四二極管D4的負極連接，第四二極管D4的正極連接到電容C以端點4。第三三極管T3基極通過第六電阻R6連接到運算放大器A的輸出端,第四三極管T4的基極通過第七電阻R7連接到運算放大器A的輸出端，運算放大器A的正向輸入端連接到電容C的端點3，運算放大器A的反向輸入端與輸出端連接。

進一步，所述三極管采用射極跟隨器結構。

脈寬調制型可調阻容電路的調節方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步：當電子開關接通一階RC電路中電容時，電容C處于充或放電狀態；

第二步：當電子開關斷開一階RC電路中電容時，保壓續流電路保持電容C兩端的電壓不變，同時保持電路中電流不變；

第三步：重復第一步、第二步。

進一步，所述第二步中電容C兩端的電壓是通過PWM控制器產生的方波信號控制電子開關的周期????????????????????????????????????????????????及占空比來控制電容的充放電時間，等效改變一階RC電路的時間常數，從而實現對電路阻容的調節，且，占空比越小，則等效一階RC電路的時間常數越大。

本發明具有以下優點：