专利名称：一种电容器恒功率放电电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电容器恒功率放电电路，应用于电力系统低压电容器的放电。
背景技术：
目前对电容器放电采用的方法是通过大功率电阻直接进行放电，这种方式结构简单、使用也较方便，但是他的缺点是放电时功率不均匀，前段的放电功率非常大，后段放电缓慢。如图I和图2所示，图I中的曲线是采用200欧姆电阻对22000uF电容充电至230V进行放电的输出功率曲线，它的前段输出功率也很大，最大峰值接近300W，后段的输出功率很小。根据电容器的电压输出曲线，如图2所示，可以看出他的前段放电速度很快，但后段放电十分缓慢，放电时间较长，放至36V安全电压以下需要44秒。为了保证放电的安全需要采用大功率电阻，使得放电电路体积大、成本高、不能进行自动控制。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种提高放电效率和安全性，同时还具有过热保护、过流保护、一键启动和闭锁等功能的电容器恒功率放电电路。按照本实用新型提供的一种电容器恒功率放电电路采用的主要技术方案为包括高压PWM调制芯片、启动和闭锁控制电路、储能转换电路和耗能元件，所述启动和闭锁控制电路与所述高压PWM调制芯片相连接，并控制所述高压PWM调制芯片工作，所述高压PWM调制芯片与所述储能转换电路相连接，所述储能转换电路与所述耗能元件相连，外部电容器的电流经所述高压PWM调制芯片调制后，输入至所述储能转换电路中，所述储能转换电路进行储能，并通过所述耗能元件进行耗能。本实用新型提供的一种电容器恒功率放电电路还具有如下附加技术特征所述储能转换电路包括电感LI、电容Cl、二极管D2、二极管D3和电容C4，所述电感LI的一端分别与所述电容Cl、所述二极管D3相连接，另外一端分别与所述二极管D3、所述电容C4相连接。所述启动和闭锁控制电路包括启动光f禹U3和闭锁光f禹Ul，所述启动光f禹U3和闭锁光耦Ul分别与所述高压PWM调制芯片相连接，其中，所述启动光耦U3上设置有启动开关，控制端与所述储能转换电路相连接，所述闭锁光耦Ul的控制端与充电信号相连接。所述储能转换电路还连接有稳压控制电路，所述稳压控制电路包括稳压二极管D1、电阻R3和电容C2，所述电阻R3与所述电容C2并联后再与所述稳压二极管Dl串联，所述稳压二极管Dl的另外一端与所述电容Cl和二极管D2的一端相连接，所述电阻R3和电容C2的另外一端与所述电感LI的一端相连接，所述电阻R3和电容C2的两端同时还与所述高压PWM调制芯片相连接。所述耗能元件为电阻R6，所述电阻R6的一端与所述电感LI的另外一端相连接，另外一端与所述电容C4和所述二极管D3相连接。所述电阻R6还并联有一放电指示灯D4。采用本实用新型提供的一种电容器恒功率放电电路带来的有益效果为本实用新型提供的电容器恒功率放电电路具有恒功率放电功能，保持输出电压的稳定性，可提高放电效率和安全性，并且使用方便，同时还具有过热保护、过流保护、一键启动和闭锁放电等功能；由于输出功率恒定，可以采用小功率耗能电阻，安装方便、成本低廉。
图I是现有技术中放电功率曲线图。图2是现有技术中放电电压曲线图。图3是本实用新型的电路原理图。图4是采用恒功率放电输出功率曲线图。图5是采用恒功率放电电压曲线图。
具体实施方式
参见图3至图5，在本实用新型给出的一种电容器恒功率放电电路的实施例，包括高压PWM调制芯片U2、启动和闭锁控制电路I、储能转换电路2和耗能元件3，所述启动和闭锁控制电路I与所述高压PWM调制芯片U2相连接，并控制所述高压PWM调制芯片U2工作，所述高压PWM调制芯片U2与所述储能转换电路2相连接，所述储能转换电路2与所述耗能元件3相连，外部电容器的电流经所述高压PWM调制芯片U2调制后，输入至所述储能转换电路2中，所述储能转换电路2进行储能，并通过所述耗能元件3进行耗能。参见图3，按照本实用新型提供的电容器恒功率放电电路，所述储能转换电路2包括电感LI、电容Cl、二极管D2、二极管D3和电容C4，所述电感LI的一端分别与所述电容Cl、所述二极管D3相连接，另外一端分别与所述二极管D3、所述电容C4相连接。参见图3，按照本实用新型提供的电容器恒功率放电电路，所述启动和闭锁控制电路I包括启动光耦U3和闭锁光耦Ul，所述启动光耦U3和闭锁光耦Ul分别与所述高压PWM调制芯片U2相连接，其中，所述启动光耦U3上设置有启动开关5，控制端与所述储能转换电路2相连接，所述闭锁光耦Ul的控制端外接充电信号。参见图3，按照本实用新型提供的电容器恒功率放电电路，所述储能转换电路2还连接有稳压控制电路4，所述稳压控制电路4包括稳压二极管Dl、电阻R3和电容C2，所述电阻R3与所述电容C2并联后再与所述稳压二极管Dl串联，所述稳压二极管Dl的另外一端与所述电容Cl和二极管D2的一端相连接，所述电阻R3和电容C2的另外一端与所述电感LI的一端相连接，所述电阻R3和电容C2的两端同时还与所述高压PWM调制芯片相连接。参见图3，按照本实用新型提供的电容器恒功率放电电路，所述耗能元件3为电阻R6，所述电阻R6的一端与所述电感LI的另外一端相连接，另外一端与所述电容C4和所述二极管D3相连接。参见图3，按照本实用新型提供的电容器恒功率放电电路，所述电阻R6还并联有一放电指示灯D4。图4和图5分别是采用恒功率放电电路对22000uF电容充电至230V时进行放电的输出功率和输出电压曲线图，在整个放电过程中电容器的输出功率恒定为50W，放电至安全电压36V —下仅需14秒。由于输出功率恒定,可以米用小功率耗能电阻,安装方便、成本低廉。工作原理电路的核心器件是U2高压PWM调制芯片，内置PWM控制器、参考电源、误差放大器和大功率场效应管，两个光耦分别控制启动和闭锁放电，储能转换电路由电感LI、电容Cl、二极管D2、二极管D3和电容C4组成，分别提供芯片自供电和电源输出。如图3，C+和C-为电源输入端，连接电容器组，电源输入端的输入电压范围为36— 380V，当电容器的电压高于启动电压时，PWM调制芯片U2由于受光耦U3的控制，芯片处于待机状态，只有很小的工作电流，当按下开关SI时，芯片开始工作，输出调制后的电流信号，当输出电流信号为高电平时，电感储能，低电平时电感释放能量，分别对电容Cl和电容C4进行充电，电容Cl和电容C4的电压保持一致，稳压控制通过二极管Dl、电阻R3和电容C2，稳压值等于稳压二极管的电压值加上5. 8V。PWM调制芯片U2的I脚为反馈电压输入和自供电输入端，当电压大于5. 5V时就能工作，电压低于5. 8V时增大输出占空比，高于5. 8V时降低输出占空比，从而动态调节输出电压，使输出电压(即电阻R6两端电压)保持稳定，根据功率计算公式P=U2/R，在电压恒定的情况下，电阻R6上的消耗功率的功率也是恒定的。
权利要求1.一种电容器恒功率放电电路，其特征在于包括高压PWM调制芯片、启动和闭锁控制电路、储能转换电路和耗能元件，所述启动和闭锁控制电路与所述高压PWM调制芯片相连接，并控制所述高压PWM调制芯片工作，所述高压PWM调制芯片与所述储能转换电路相连接，所述储能转换电路与所述耗能元件相连，外部电容器的电流经所述高压PWM调制芯片调制后，输入至所述储能转换电路中，所述储能转换电路进行储能，并通过所述耗能元件进行耗能。
2.如权利要求I所述的一种电容器恒功率放电电路，其特征在于所述储能转换电路包括电感LI、电容Cl、二极管D2、二极管D3和电容C4，所述电感LI的一端分别与所述电容Cl、所述二极管D3相连接，另外一端分别与所述二极管D3、所述电容C4相连接。
3.如权利要求I所述的一种电容器恒功率放电电路，其特征在于所述启动和闭锁控制电路包括启动光耦U3和闭锁光耦Ul，所述启动光耦U3和闭锁光耦Ul分别与所述高压PWM调制芯片相连接，其中，所述启动光耦U3上设置有启动开关，控制端与所述储能转换电 路相连接，所述闭锁光耦Ul的控制端与充电信号相连接。
4.如权利要求2所述的一种电容器恒功率放电电路，其特征在于所述储能转换电路还连接有稳压控制电路，所述稳压控制电路包括稳压二极管Dl、电阻R3和电容C2，所述电阻R3与所述电容C2并联后再与所述稳压二极管Dl串联，所述稳压二极管Dl的另外一端与所述电容Cl和二极管D2的一端相连接，所述电阻R3和电容C2的另外一端与所述电感LI的一端相连接，所述电阻R3和电容C2的两端同时还与所述高压PWM调制芯片相连接。
5.如权利要求2所述的一种电容器恒功率放电电路，其特征在于所述耗能元件为电阻R6，所述电阻R6的一端与所述电感LI的另外一端相连接，另外一端与所述电容C4和所述二极管D3相连接。
6.如权利要求5所述的一种电容器恒功率放电电路，其特征在于所述电阻R6还并联有一放电指示灯D4。
专利摘要一种电容器恒功率放电电路，包括高压PWM调制芯片、启动和闭锁控制电路、储能转换电路和耗能元件，所述启动和闭锁控制电路与所述高压PWM调制芯片相连接，并控制所述高压PWM调制芯片工作，所述高压PWM调制芯片与所述储能转换电路相连接，所述储能转换电路与所述耗能元件相连，外部电容器的电流经所述高压PWM调制芯片调制后，输入至所述储能转换电路中，所述储能转换电路进行储能，并通过所述耗能元件进行耗能。本实用新型提供的电容器恒功率放电电路具有恒功率放电功能，保持电路电压的稳定性，可提高放电效率和安全性，同时还具有过热保护、过流保护、一键启动和闭锁放电等功能。
文档编号H02H9/04GK202495761SQ20122008460
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者何剑平, 彭涛, 董良, 韩玉玺, 顾翼南 申请人:北京科锐配电自动化股份有限公司