一种电容放电电路的制作方法

本实用新型涉及一种电容放电电路，属于电子电路技术领域。

背景技术：

电容是由两个电极及其间的介电材料构成的，是一种容纳电荷的器件，作为电子设备中被大量使用的电子元件之一，广泛地应用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换和控制等方面。

电容在生产的过程中会进行充电测试，充电后电容的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储存在了电容中。此时，一些大容量的超级电容在完成充电测试之后，由于其储存的电量超过了人体所能承受的电量，因此在后期的使用安装时就变得非常危险，极易发生安全事故，造成人员受伤等现象。

因此，如何有效地将通过测试后的超级电容进行放电降压处理，使之携带的电压处于人体安全电压范围内，提高操作人员的作业安全性已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种可以有效地将大容量电容进行降压处理的电容放电电路。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种电容放电电路，包括主电路和控制电路，其特征在于：还包括接触器，所述接触器内包括触点和线圈；所述主电路包括串联的若干待放电电容和若干电阻，串联的待放电电容和电阻又与接触器的触点串联形成一个回路；所述控制电路控制主电路的工作状态，控制电路包括串联的电源和开关，串联的电源和开关又与接触器的线圈串联形成一个回路。

控制电路控制主电路的工作状态，当主电路的电容需要放电时，闭合控制电路的开关即可给接触器的线圈通电，随即主电路的接触器触点闭合，主电路接通，电容两端开始放电。放电一段时间后，可用万用表测量电容两端的电压，当测试结果低于安全电压时，即可断开控制电路的开关，接触器的线圈失电，触点断开，主电路断开，放电结束，大容量电容的储电量被安全、有效地降低到安全电压内，从而提高了电容在后期安装和使用时的安全性。

进一步地，所述接触器包括触点一和触点二，所述触点一和触点二的一端分别连接在所述若干电阻的两端，触点一和触点二的另一端则分别连接在所述若干待放电电容的两端。

进一步地，所述电阻为波纹电阻，散热效果好，安全可靠。

进一步地，所述待放电电容为四个且参数均为“19F 90V”；所述电阻包括三个阻值为3.9Ω的电阻一和一个阻值为2Ω的电阻二；所述电源为24V。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型可以安全有效地将大容量电容中的电能快速释放至安全电压范围内，工作效率高、安全性能好；提高了大容量电容在后期安装和使用时的安全性，减少了操作人员发生安全事故的可能性，间接提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型控制电路示意图。

图2为本实用新型主电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

参见图1-图2，本实施例包括控制电路、主电路和接触器，控制电路通过接触器控制主电路的工作状态。接触器选用由ABB（阿西布朗勃法瑞）集团生产的型号为AF52的接触器。

控制电路包括一个开关S和一个24V的电源E，开关S和电源E均与接触器的线圈串联。

主电路包括与接触器的两对触点一、触点二串联的四个电容C1和四个波纹电阻。其中电容C1的参数为“19F 90V”，波纹电阻则包括三个阻值为3.9Ω的电阻一R1和一个阻值为2Ω的电阻二R2，电阻一R1和电阻二R2的额定功率均为600W，耐冲击倍数为30倍。

电路连接完毕后，闭合控制电路的开关S即可给接触器的线圈通电，随即主电路的接触器中的两对连接在电路中的触点一、触点二同时闭合，主电路接通，电容C1两端开始放电。放电一段时间后，可用万用表测量电容C1两端的电压，当测试结果低于安全电压时，即可断开控制电路的开关S，接触器的线圈失电，触点断开，主电路断开，放电结束。

电容放电时间的计算公式为t= - R*C*ln(Ut/Uo)。其中，Uo为初始电压，Ut为结束电压，R为回路中的总电阻值，C为回路中的电容值。电容充满电时，电路中四个电容C1两端的电压为Uo=90V*4=360V，容值为C=19/4=4.75F。

根据IEC标准，设备不供电时，安全电压为DC 60V以下。本实施例设计将电容两端电压降到DC 20V以下，故取Ut=20V。

电路中波纹电阻两端的总阻值为R=3.9Ω*3+2Ω=13.7Ω。

故，电路中的最大电流值I=Uo/R=360/13.7=26.3A。而AF52接触器的额定工作电压Ue max=690V〉Uo，AC-1使用类别下额定工作电流Ie=100A〉I，AC-3使用类别下最大额定工作电流Ie=53A〉I,可满足使用要求。

最后，带入公式计算可得t=-13.7Ω*4.75F*ln(20V/360V)≈189s。

生产时间成本的允许范围为5min，故放电时间在生产时间成本允许范围内。

在simulink中搭建简单模型进行仿真。刚开始电容两端电压为360V，一段时间后闭合开关，观察电容两端电压波形和回路中的电流波形。

观察电容两端电压波形图可知，电容两端电压从360V降到20V以下大约需要189s，与理论计算值相符合。观察电路中电流波形图可知，冲击电流最大值为27A，以后不断下降。则单个电阻的瞬时最大功率为P=27A*27A*3.9Ω=2844W。波纹电阻额定功率为600W，耐冲击30倍，满足使用要求。

根据仿真得到的电流波形，可以看出所选AF52接触器满足使用要求。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。