[發(fā)明專利]一種電容充電裝置的控制方法

有效

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• 申請日: 2016-04-10
• 公開（公告）號: CN105743176B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 王艷榮
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及重頻電容充電技術，特別提供了一種電容充電裝置的控制方法。

背景技術

單周期諧振充電方式常用到重復頻率工作的電容儲能型裝置上，其原理圖如附圖1所示，在零時刻開關S閉合，直流供電模塊DC通過電感L向負載電容C充電，在一個諧振周期內完成充電，因此被稱之為單周期諧振充電方式。在負載電容上可以獲得近兩倍的直流供電電壓，單周期諧振充電方式不需要變壓器即可完成升壓，具有結構簡單、控制方便等優(yōu)勢，獲得了廣泛應用。然而，電容儲能型裝置的儲能電容在放電后一般都會產生反向電壓，該反向電壓會隨著負載的變化而變化，高的時候能接近充電電壓值，如果沒有相應的措施，充電電壓會隨之變化、無法獲得穩(wěn)定的電壓輸出。提高充電精度的一種方法是采用低Q（de-Qing）電路，參考（《線型脈沖調制器理論基礎與專用電路》第十二章，國防工業(yè)出版社，東沖編，1978年12月第一版），低Q（de-Qing）電路帶來了復雜性，而且負載電容的反向電壓沒有進行回收利用，降低了整體效率。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是在單周期諧振充電方式的簡單結構基礎上，既充分回收、利用負載電容反向電壓，又保持較高的充電精度。特提供了一種電容充電裝置的控制方法。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種電容充電裝置的控制方法，電容充電裝置包括：

與負載電容C1并聯的，由充電開關S2及其觸發(fā)驅動、充電電感L2和直流供電模塊串聯組成的充電電路；

與負載電容C1并聯的，由回收開關S1及其觸發(fā)驅動、回收電感L1串聯組成的回收電路；

與負載電容C1并聯的預充電模塊；

輸入端與負載電容C1連接的負載電壓采集電路；

輸入端與直流供電模塊連接的供電電壓采集電路；

輸入端連接供電電壓采集電路和負載電壓采集電路，輸出端連接預充電模塊、充電觸發(fā)驅動、回收觸發(fā)驅動的控制模塊；

其中，所述的充電開關S2的輸入端與充電電感L2的一端連接、輸出端連接負載電容C1的正極，充電電感L2的另外一端連接直流供電模塊的正極；所述回收開關S1的輸入端與回收電感L1連接、輸出端連接負載電容C1的正極；

一種電容充電裝置的控制方法，包括以下步驟：

(a)根據負載電容C1充電電壓要求，控制模塊控制預充電模塊給負載電容C1充電至設置電壓U_S，然后停止充電；

(b)負載電容C1放電，放電完成后負載電容電壓為U_R，正常情況下其值為負，如果U_R為正值就說明負載電容工作異常，也就無法達到控制方法的前提條件，需要送出故障狀態(tài)并停止工作；

(c)控制模塊通過負載電壓采集、供電電壓采集分別對負載電容電壓U_R和直流供電模塊輸出電壓U₀進行采集，如果U₀大小在合理范圍內，即：，控制模塊根據U_R、U₀和U_S自動計算得到時間延遲值T_D，，其中，L₁為回收電感(L1)的電感值，C₁為負載電容(C1)的電容值，如果U₀大小不在合理范圍內，則送出故障狀態(tài)并停止工作，結合附圖3可以看到，步驟（b）中，負載電容C1放電，電壓由U_S降至U_R，接下來的步驟（c）中，在回收開關S1導通后，負載電容C1上的反向電壓開始回收，經過T_D長度時間后，充電開關S2導通，此時，

負載電容C1的電壓為：

回收電感L1上的電流為：

由于回收電感L1遠大于充電電感L2，所以充電時間相對于回收時間可以忽略，負載電容C1的電壓在短時間內達到了：

充電完成時可以認為回收電感L1上的電流不變，回收電感L1上的電流儲能會完全轉移到負載電容C1上，負載電容C1上的最終電壓為：

由上式可推導得到T_D公式；

(d)控制模塊給回收觸發(fā)驅動發(fā)送信號使回收開關S1導通，經過T_D長度的時間后，控制模塊給充電觸發(fā)驅動發(fā)出信號使充電開關S2導通，充電結束時負載電壓達到設定值U_S，如果沒有達到設定值U_S，則送出故障狀態(tài)并停止工作；