[實用新型]一種電子電容電路

有效

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• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN203827174U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 康龍云;黃志臻;魏業(yè)文;齊如軍;馮自成
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及電容技術領域，具體涉及一種電子電容電路。

背景技術

所謂電容，就是容納和釋放電荷的元件。電容主要應用在以下幾種重要的場合中。電源電路：旁路、去耦、濾波和儲能的作用；信號處理電路：耦合和震蕩的作用。

隨著功率器件的不斷升級，大電容的應用場合逐漸增多。普通大電容的主要缺點是制作流程比較復雜，工藝精度要求較高。另外，大電容的體積比較大，生產(chǎn)安全系數(shù)不高，比較難以維護等諸多缺點。

電荷等效原理：大電容的電荷一次性吞吐量大于電子電容電路，但是電子電容通過控制和它連接的四個IGBT，可以多次的來吸收或釋放電荷，直至與大電容的電荷吞吐量相同。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種電子電容電路，所提供的電子電容電路能替換某些場合的大電容的應用。

本實用新型通過如下技術方案實現(xiàn)。

一種電子電容電路，其包括：充放電回路、PWM控制電路和驅(qū)動電路；充放電回路包括四個IGBT與限流電感和電子電容，四個IGBT分別是第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT，每個IGBT的內(nèi)部均反并聯(lián)著一個二極管，分別是第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管；PWM控制電路輸出一路PWM波形經(jīng)驅(qū)動電路后接第一IGBT和第四IGBT的門控級，控制第一IGBT和第四IGBT的通斷，PWM控制電路輸出的一路PWM波形還連接一反相器，再經(jīng)驅(qū)動電路后接第二IGBT和第三IGBT的門控級，控制第二IGBT和第三IGBT的通斷。

進一步地，PWM控制電路包括順次連接的誤差放大器電路、PI調(diào)節(jié)電路和PWM產(chǎn)生電路。

進一步地，PWM控制電路采用UC3842芯片及外圍電路構成。

進一步地，第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT的門控極均接有一路PWM波形，這四路PWM波形兩兩相同，第一IGBT和第四IGBT門控極所接入的PWM波形相同，第二IGBT和第三IGBT門控極所接入的PWM波形相同；第一IGBT的集電極、第二IGBT的發(fā)射極和限流電感的負端連接；第一IGBT的發(fā)射極、第三IGBT的發(fā)射極和電子電容的正端連接；第三IGBT的集電極、第四IGBT的發(fā)射極和電源的負端連接；第二IGBT的集電極、第四IGBT的集電極、電子電容的負端連接；從限流電感的正端和第三IGBT的集電極各引出一根線作為電子電容電路的兩端。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和技術效果：

本實用新型基于電荷等效原理，利用功率器件和電子電容組成一個新的電路拓撲結(jié)構，利用閉環(huán)控制，使得電子電容的輸出很好地跟蹤了大電容的充放電特性曲線，電子電容與大電容有基本相同的外部特性，由此可以取代某些場合大電容的使用，不僅節(jié)約了經(jīng)濟成本，而且提高了生產(chǎn)的安全性，便于維護等諸多優(yōu)點，具有良好的市場前景。

附圖說明

圖1是實例中的大電容充電特性曲線產(chǎn)生原理圖。

圖2是PWM控制電路的內(nèi)部原理圖。

圖3是PWM控制電路實例連接圖。

圖4是電子電容應用電路的拓撲結(jié)構圖。

圖5是大電容100mF的電壓波形。

圖6是電子電容電路兩端的電壓波形。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實例對本實用新型的具體實施方式作詳細說明。

如圖1，為了驗證本實用新型，作為實例，先在PSIM中搭建大電容的充電特性方程，階躍響應和地經(jīng)過比較器后的輸出，與仿真步長（常數(shù)）經(jīng)過第一乘法器，第一乘法器的輸出經(jīng)過一個積分環(huán)節(jié)，與比例系數(shù)K相乘后，得到輸入1。等效電阻R和大電容C經(jīng)過第二乘法器得到輸入2，輸入1和輸入2經(jīng)過除法器除法器的輸出經(jīng)過exp（輸入）環(huán)節(jié)，常數(shù)減去exp（輸入）環(huán)節(jié)的輸出值，得到的結(jié)果與電源電壓經(jīng)過第三乘法器，得到最終設計大電容的充電特性曲線，即大電容電壓的參考值。