一种新型电容充电核心电路的制作方法

本实用新型属于电容充电技术领域，具体来说涉及一种新型电容充电核心电路。

背景技术：

对于一些大型电器需要对电容进行充电，对这类电容进行充电的电容充电核心电路，存在许多要求，比如：提供的充电电压范围要宽，电流要大，同时往往要求充电电压可以从0v到450v变化，充电电流可以从几毫安到几十安，在现有技术中，这类电容充电核心电路一般采用单一调频率电路或调占空比电路，因此只能适应一种或者特定几种的电容型号，对于其他种类的电容，要么会产生充电电压过大损坏电容的情况，要么容易产生电压电流过小的情况，无法满足电容负载要求，充电时间过长，上述两种情况都很容易对被充电电容和电路本身造成很大的伤害。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型电容充电核心电路，该电路采用多调频率电路和调占空比电路，可以提供较大范围内的充电电压和充电电流。

为达到上述目的，本实用新型提供一种新型电容充电核心电路，包括：

开关电路；

与所述开关电路连接，并被所述开关电路传输电能的输出给电容电路；

电流电压取样处理电路，其与所述输出给电容电路连接，并从所述输出给电容电路中取样电压与电流信息；

频率控制电路，其与所述电流电压取样处理电路连接，并从所述电流电压取样处理电路中获取电压与电流信息；

占空比控制电路，其与所述电流电压取样处理电路连接，并从所述电流电压取样处理电路中获取电压与电流信息；

脉冲控制电路，其与所述频率控制电路、占空比控制电路和所述开关电路连接；

所述频率控制电路调整所述脉冲控制电路的脉冲频率，所述占空比控制电路调整所述脉冲控制电路的脉冲占空比，所述脉冲控制电路根据脉冲频率和脉冲占空比控制所述开关电路。

进一步地，所述占空比控制电路包括电流采样调占空比电路和电压采样调占空比电路。

进一步地，所述电流采样调占空比电路包括：

开关电源脉宽调制控制芯片；

与所述开关电源脉宽调制控制芯片连接的二极管d16和二极管d15，所述二极管d16和二极管d15的负极与所述开关电源脉宽调制控制芯片连接；

与所述二极管d16的正极连接的运算放大器u3a，所述运算放大器u3a的输出端1与所述二极管d16连接，所述运算放大器u3a的正极输入端3经电阻r48连接到所述运算放大器u3a的输出端1，并分设有支路分别与所述电阻r46和电阻r47连接，所述运算放大器u3a的负极输入端2经电阻r44与直流电压端vcc连接，并分设有支路经电阻r45与接地端gnd连接；所述电阻r46与电容c16连接，并分设有支路与整流桥d17的直流正极输出端连接，所述电阻r47与所述电容c16连接，并分设有支路与所述整流桥d17的直流负极输处端连接，所述电容c16接地；所述整流桥d17的交流输入端与变压器t1连接，所述变压器t1的另一边与所述电流电压取样处理电路连接；

与所述二极管d15连接的运算放大器u2a，所述运算放大器u2a的输出端1与所述二极管d15连接，所述运算放大器u2a的正极输入端3经电阻r38与直流电压端vcc连接，并分设有支路经电阻r40分别与接地端gnd和电容c15连接；所述运算放大器u2a的负极输入端2分别与电阻r26、电阻r24、电阻r30和电阻r18连接。所述电阻r24经电容c11与所述运算放大器u2a的输出端1连接，所述电阻r26与所述运算放大器u2a的输出端1连接，所述电阻r30与直流电压端vcc连接，所述电阻r18分别与电阻r16和输出给电容电路连接，所述电阻r16与所述输出给电容电路连接。

进一步地，所述电压采样调占空比电路包括：

开关电源脉宽调制控制芯片；

与所述开关电源脉宽调制控制芯片连接的电阻r14-1、电阻r11和电阻r14，所述电阻r14经可变电阻ra1接地，所述电阻r14-1接地，所述电阻r11与所述输出给电容电路连接。

进一步地，所述频率控制电路包括：

开关电源脉宽调制控制芯片；

与所述开关电源脉宽调制控制芯片连接的电容c10、电阻r20、电阻r21、电阻r22和电阻r23，所述电容c10和电阻r20接地；

与所述电阻r21连接的第一开关，所述第一开关由继电器k1控制，所述继电器k1一端与直流电压端vcc连接，另一端与三极管q9的集电极连接，所述三极管q9的发射极接地，所述三极管q9的基极与运算放大器u2b的输出端7连接，还分设有支路经电阻r28分别与电阻r25和所述运算放大器u2b的正极输入端5连接，所述运算放大器u2b的正极输入端5还与第二开关和接地端gnd分别连接，所述运算放大器u2b的负极输入端6与电阻r12和电阻r15分别连接；

与所述电阻r22连接的第二开关，所述第二开关由继电器k2控制，所述继电器k2一端与直流电压端vcc连接，另一端与三极管q10的集电极连接，所述三极管q10的发射极接地，所述三极管q10的基极与运算放大器u2d的输出端14连接，还分设有支路经电阻r29分别与电阻r26、所述运算放大器u2d的正极输入端12和电阻r36连接，所述运算放大器u2d的正极输入端12还与电阻r36连接，所述运算放大器u2d的负极输入端13与所述电阻r12和所述电阻r15分别连接；

与所述电阻r23连接的第三开关，所述第三开关由继电器k3控制，所述继电器k3一端与直流电压端vcc连接，另一端与三极管q11的集电极连接，所述三极管q11的发射极接地，所述三极管q11的基极与运算放大器u2c的输出端8连接，还分设有支路经电阻r30分别与电阻r27、所述运算放大器u2c的正极输入端10和电阻r31连接，所述运算放大器u2c的负极输入端9与所述电阻r12和所述电阻r15分别连接，所述电阻r31接地；

所述电阻r15接地，所述电阻r12与所述输出给电容电路连接。

进一步地，所述开关电源脉宽调制控制芯片型号为tl494。

进一步地，所述电流电压取样处理电路包括：

整流桥d1，所述整流桥d1的交流输入端接220v交流电压，所述整流桥d1的正极输出端分别与电容c1、电阻r3、电阻r2、电容c2和所述开关电路连接；所述整流桥d1的负极输出端分别与接地端gn、所述电容c1、所述电阻r3、电阻r4和电容c5连接变压器t1；

变压器t1，其a1脚分别与所述电容c2、电容c5、电阻r2和所述电阻r4连接，所述变压器t1的b1脚分别与电阻r1、电容c3连接，所述电阻r1和所述电容c3都连接到变压器t3上，所述变压器t1的另一边与所述占空比控制电路连接，所述变压器t3用于连接所述开关电路和所述输出给电容电路。

进一步地，所述脉冲控制电路包括：三极管q1、三极管q2、三极管q5和三极管q6，所述三极管q1的集电极和所述三极管q5的集电极与直流电压端vcc连接，所述三极管q1和所述三极管q2的基极连接到开关电源脉宽调制控制芯片tl494的11脚，所述三极管q5和三极管q6的基极连接到所述开关电源脉宽调制控制芯片tl494的8脚，所述三极管q1的发射极与所述三极管q2的发射极、电阻r9和变压器t2分别连接，所述三极管q5的发射极与所述三极管q6的发射极、电阻r9和变压器t2分别连接，所述三极管q2的集电极、三极管q6的集电极接地；所述变压器t2另一侧连接有所述开关电路。

进一步地，所述开关电路包括：

变压器t2，其用于连接所述脉冲控制电路；

变压器t3，其用于连接所述输出给电容电路；

与所述变压器t2连接的二极管d5和二极管d13，所述二极管d5的负极经电阻r5与稳压二极管d8的负极、电阻r10、场效应管q3的栅极、电流电压取样电路和场效应管q4的栅极连接，所述二极管d13经电阻r17分别与稳压二极管d14的负极、场效应管q8的栅极、电阻r19、场效应管q7的栅极连接；

所述变压器t2还分别与所述稳压二极管d8的正极、电阻r10、场效应管q3的源极、场效应管q8的漏极、二极管d6的正极、二极管d7的正极、二极管d9的负极、二极管d10的负极、场效应管q4的源极、场效应管q7的漏极、电容c8和所述变压器t3连接；所述二极管d6的负极连接到所述场效应管q3的漏极、二极管d7的正极和所述场效应管q4的漏极，所述二极管d8的正极连接到所述场效应管q8的源极、二极管d10的正极和场效应管q7的源极；所述电容c8经电阻r6分别与所述变压器t3和所述电流电压取样电路连接；

所述稳压二极管d14和所述电阻r19接地。

进一步地，所述输出给电容电路包括：

变压器t3，其用于连接所述开关电路；

所述变压器t3的一端连接到全波桥式整流电路的中间端，所述变压器t3的另一端连接到所述全波桥式整流电路的另一中间端，所述全波桥式整流电路的输入端分别与电阻r16和电阻r18连接，所述全波桥式整流电路的输出端经电感l1分别与电感l2、电阻r8和电容c6连接，所述电感l2分别与电容c7、电阻r13、电阻r11、二极管d2的正极，所述电阻r16分别与所述电阻r8、电容c6、电阻r13、电容c7、电阻r14、电阻r15和接地端gnd连接；

所述电阻r11和电阻r14还与开关电源脉宽调制控制芯片tl494的1脚连接；所述二极管d2的负极连接到外电路，所述电阻r12还连接到所述占空比控制电路。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：通过电流电压取样处理电路调控控制电路，进而控制开关电路，从而控制输出给电容电路，形成控制闭环，本实用新型克服了现有技术中电容负载与充电装置不匹配的情况，根据电容负载的需要电压电流参数，开关电路工作在合理的工作频率和占空比，输出给电容电路得到满足要求的电压电流参数，从而保证设备的正常运行。

附图说明

图1为本实用新型一种新型电容充电核心电路的电路集成图。

图2为本实用新型的电流采样调占空比电路图。

图3为本实用新型的电压采样调占空比电路图。

图4为本实用新型的脉冲控制电路图。

图5为本实用新型的频率控制电路图。

图6为本实用新型的开关电路图和输出给电容电路图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步详细的说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型不限于以下实施例。

参照图1至图6，一种新型电容充电核心电路，包括：开关电路；与所述开关电路连接，并被所述开关电路传输电能的输出给电容电路；电流电压取样处理电路，其与所述输出给电容电路连接，并从所述输出给电容电路中取样电压与电流信息；频率控制电路，其与所述电流电压取样处理电路连接，并从所述电流电压取样处理电路中获取电压与电流信息；占空比控制电路，其与所述电流电压取样处理电路连接，并从所述电流电压取样处理电路中获取电压与电流信息；脉冲控制电路，其与所述频率控制电路、占空比控制电路和所述开关电路连接；所述频率控制电路调整所述脉冲控制电路的脉冲频率，所述占空比控制电路调整所述脉冲控制电路的脉冲占空比，所述脉冲控制电路根据脉冲频率和脉冲占空比控制所述开关电路。

所述占空比控制电路包括电流采样调占空比电路和电压采样调占空比电路。

所述电流采样调占空比电路包括：开关电源脉宽调制控制芯片tl494；与所述开关电源脉宽调制控制芯片tl494的16脚连接的二极管d16和二极管d15，所述二极管d16和二极管d15的负极与所述开关电源脉宽调制控制芯片连接；与所述二极管d16的正极连接的运算放大器u3a，所述运算放大器u3a的输出端1与所述二极管d16连接，所述运算放大器u3a的正极输入端3经电阻r48连接到所述运算放大器u3a的输出端1，并分设有支路分别与所述电阻r46和电阻r47连接，所述运算放大器u3a的负极输入端2经电阻r44与直流电压端vcc连接，并分设有支路经电阻r45与接地端gnd连接；所述电阻r46与电容c16连接，并分设有支路与整流桥d17的直流正极输出端连接，所述电阻r47与所述电容c16连接，并分设有支路与所述整流桥d17的直流负极输处端连接，所述电容c16接地；所述整流桥d17的交流输入端与变压器t1连接，所述变压器t1的另一边与所述电流电压取样处理电路连接；与所述二极管d15连接的运算放大器u2a，所述运算放大器u2a的输出端1与所述二极管d15连接，所述运算放大器u2a的正极输入端3经电阻r38与直流电压端vcc连接，并分设有支路经电阻r40分别与接地端gnd和电容c15连接；所述运算放大器u2a的负极输入端2分别与电阻r26、电阻r24、电阻r30和电阻r18连接。所述电阻r24经电容c11与所述运算放大器u2a的输出端1连接，所述电阻r26与所述运算放大器u2a的输出端1连接，所述电阻r30与直流电压端vcc连接，所述电阻r18分别与电阻r16和输出给电容电路连接，所述电阻r16与所述输出给电容电路连接。

所述电压采样调占空比电路包括：开关电源脉宽调制控制芯片tl494；与所述开关电源脉宽调制控制芯片tl494的1脚连接的电阻r14-1、电阻r11和电阻r14，所述电阻r14经可变电阻ra1接地，所述电阻r14-1接地，所述电阻r11与所述输出给电容电路连接。tl494的2脚经电阻r39连接到13脚和14脚。

所述频率控制电路包括：开关电源脉宽调制控制芯片tl494；与所述开关电源脉宽调制控制芯片tl494的5脚连接的电容c10，与tl494的6脚连接的电阻r20、电阻r21、电阻r22和电阻r23，所述电容c10和电阻r20接地；与所述电阻r21连接的第一开关，所述第一开关由继电器k1控制，所述继电器k1一端与直流电压端vcc连接，另一端与三极管q9的集电极连接，所述三极管q9的发射极接地，所述三极管q9的基极与运算放大器u2b的输出端7连接，还分设有支路经电阻r28分别与电阻r25和所述运算放大器u2b的正极输入端5连接，所述运算放大器u2b的正极输入端5还与第二开关和接地端gnd分别连接，所述运算放大器u2b的负极输入端6与电阻r12和电阻r15分别连接；与所述电阻r22连接的第二开关，所述第二开关由继电器k2控制，所述继电器k2一端与直流电压端vcc连接，另一端与三极管q10的集电极连接，所述三极管q10的发射极接地，所述三极管q10的基极与运算放大器u2d的输出端14连接，还分设有支路经电阻r29分别与电阻r26、所述运算放大器u2d的正极输入端12和电阻r36连接，所述运算放大器u2d的正极输入端12还与电阻r36连接，所述运算放大器u2d的负极输入端13与所述电阻r12和所述电阻r15分别连接；与所述电阻r23连接的第三开关，所述第三开关由继电器k3控制，所述继电器k3一端与直流电压端vcc连接，另一端与三极管q11的集电极连接，所述三极管q11的发射极接地，所述三极管q11的基极与运算放大器u2c的输出端8连接，还分设有支路经电阻r30分别与电阻r27、所述运算放大器u2c的正极输入端10和电阻r31连接，所述运算放大器u2c的负极输入端9与所述电阻r12和所述电阻r15分别连接，所述电阻r31接地；所述电阻r15接地，所述电阻r12与所述输出给电容电路连接。

在具体实施时，对于充电电压在0-100v内的电容，采用10khz频率；对于充电电压在100-200v内的电容，采用20khz频率；对于充电电压在200-325v内的电容，采用40khz频率；对于充电电压在325-450v内的电容，采用60khz频率。上述不同的频率可以通过三个运算放大器电路实现，频率需求越高，工作的运算放大器电路越多。

所述电流电压取样处理电路包括：整流桥d1，所述整流桥d1的交流输入端接220v交流电压，所述整流桥d1的正极输出端分别与电容c1、电阻r3、电阻r2、电容c2和所述开关电路连接；所述整流桥d1的负极输出端分别与接地端gn、所述电容c1、所述电阻r3、电阻r4和电容c5连接变压器t1；变压器t1，其a1脚分别与所述电容c2、电容c5、电阻r2和所述电阻r4连接，所述变压器t1的b1脚分别与电阻r1、电容c3连接，所述电阻r1和所述电容c3都连接到变压器t3上，所述变压器t1的另一边与所述占空比控制电路连接，所述变压器t3用于连接所述开关电路和所述输出给电容电路。

所述脉冲控制电路包括：三极管q1、三极管q2、三极管q5和三极管q6，所述三极管q1的集电极和所述三极管q5的集电极与直流电压端vcc连接，所述三极管q1和所述三极管q2的基极连接到开关电源脉宽调制控制芯片tl494的11脚，所述三极管q5和三极管q6的基极连接到所述开关电源脉宽调制控制芯片tl494的8脚，所述三极管q1的发射极与所述三极管q2的发射极、电阻r9和变压器t2分别连接，所述三极管q5的发射极与所述三极管q6的发射极、电阻r9和变压器t2分别连接，所述三极管q2的集电极、三极管q6的集电极接地；所述变压器t2另一侧连接有所述开关电路。

所述开关电路包括：变压器t2，其用于连接所述脉冲控制电路；变压器t3，其用于连接所述输出给电容电路；与所述变压器t2连接的二极管d5和二极管d13，所述二极管d5的负极经电阻r5与稳压二极管d8的负极、电阻r10、场效应管q3的栅极、电流电压取样电路和场效应管q4的栅极连接，所述二极管d13经电阻r17分别与稳压二极管d14的负极、场效应管q8的栅极、电阻r19、场效应管q7的栅极连接；所述变压器t2还分别与所述稳压二极管d8的正极、电阻r10、场效应管q3的源极、场效应管q8的漏极、二极管d6的正极、二极管d7的正极、二极管d9的负极、二极管d10的负极、场效应管q4的源极、场效应管q7的漏极、电容c8和所述变压器t3连接；所述二极管d6的负极连接到所述场效应管q3的漏极、二极管d7的正极和所述场效应管q4的漏极，所述二极管d8的正极连接到所述场效应管q8的源极、二极管d10的正极和场效应管q7的源极；所述电容c8经电阻r6分别与所述变压器t3和所述电流电压取样电路连接；所述稳压二极管d14和所述电阻r19接地。

所述输出给电容电路包括：变压器t3，其用于连接所述开关电路；所述变压器t3的一端连接到全波桥式整流电路的中间端，所述变压器t3的另一端连接到所述全波桥式整流电路的另一中间端，所述全波桥式整流电路的输入端分别与电阻r16和电阻r18连接，所述全波桥式整流电路的输出端经电感l1分别与电感l2、电阻r8和电容c6连接，所述电感l2分别与电容c7、电阻r13、电阻r11、二极管d2的正极，所述电阻r16分别与所述电阻r8、电容c6、电阻r13、电容c7、电阻r14、电阻r15和接地端gnd连接；所述电阻r11和电阻r14还与开关电源脉宽调制控制芯片tl494的1脚连接；所述二极管d2的负极连接到外电路，所述电阻r12还连接到所述占空比控制电路。

在具体工作时，tl494的1脚接电阻r11、r14和可变电阻ra1；tl494的2脚接电容c14、电阻r35、电阻r39；tl494的3脚接电容c13、电阻r33和电阻r35；tl494的4脚接电阻r25和电容c12；tl494的5脚接电容c10；tl494的6脚接频率控制电路；tl494的7脚接接地端gnd、电容c10和电阻r25；tl494的8脚接三极管q5和三极管q6的基极；tl494的9脚接tl494的10脚和接地端gnd；tl494的11脚接三极管q1和三极管q2的基极；tl494的12脚接vcc直流电压端；tl494的15脚经电阻r32接tl494的13脚、14脚和电阻r39；tl494的16脚分别接到接地端gnd和二极管d16的负极以及二极管d15的负极。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。