本实用新型属于电子电路技术领域,尤其涉及一种电容串联均压电路。
背景技术:
在ups电源系统及开关电源系统中,大就会用到电解电容来起到检波作用,但因为母线电流比较高,单个电容耐压不足,常常就须要把2个电容甚至3个以上电容串连接在母线前面。如图1所示为现有设计电路,母线上3个电容c1,c2,c3串联使用。因为母线电流较高,单个电容的额定耐压值有限,不能满足电流等级要求,这时就须要电容串联使用,而当电容串联使用时,电容可以等效为一个内阻,因为电容个体参数的差别,每位电容的容量及漏电压不可能完全相同,我们晓得漏电压越小的电容,其两端分得的电流越高,漏电压越大的电容,其两端分得的电流越低,因而电容个体参数的差别会造成串联电容分压不均,当严重不均时,电容会由于电流过低而失效,这对正个系统来说将是致命的。
因而在电容串联使用的电路中,必须采取一定的均压举措,尽量的使串联的电容电流分配均匀。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种电容串联均压电路,以解决上述电容串联带来的电流不均的问题。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种电容串联均压电路,包括:
起码两个互相串联的电容,所有电容串联在母线上;
起码两个互相串联的阻值单元,所有内阻单元串联在母线上,且每位内阻单元分别与一个电容并联,所有内阻单元的电阻相等。
可选地,所述内阻单元包括第一阻值、第二内阻、第三电阻、第四内阻、第五内阻、稳压晶闸管、放大器和晶体管;
所述第一阻值的第一端、所述第二内阻的第二端分别和所述放大器的同相端联接;
所述第一阻值的第二端、所述第三电阻的第二端、所述第五内阻的第二端分别和所述内阻单元对应的电容的一端联接;
所述第二内阻的第一端、所述稳压晶闸管的负极端、所述晶体管的发射极分别和所述内阻单元对应的电容的另一端联接;
所述第三电阻的第一端、所述稳压晶闸管的正极端分别和所述放大器的反相端联接;
所述第四内阻的两端分别和所述放大器的输出端和所述晶体管的集电极联接;
所述第五内阻的第一端和所述晶体管的基极联接。
可选地,所述电容为超级电容器。
可选地,所述内阻单元为两个以上内阻的串联和/或并联组合,所有内阻的电阻相等。
可选地,所述电容为电解电容。
与现有技术相比,本实用新型施行例具有以下有益疗效:
本实用新型施行例提供的电容串联均压电路,每位内阻单元的电阻远远小于每位电容的等效电阻,因而,可以近似忽视电容个体参数的差别,致使串接的每位电容两端的电流近似相等,不至于出现串接的电容两端的电流过度不均而导致电容失效的情况发生。这样设计就比较好地解决了电容串联带来的电流不均的问题的发生,保护了电容的使用安全,降低了电源系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型施行例或现有技术中的技术方案,下边将对施行例或现有技术描述中所须要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下边描述中的附图仅仅是本实用新型的一些施行例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以依据这种附图获得其它的附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所阐明的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型可施行的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本实用新型所能形成的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本实用新型所阐明的技术内容所能囊括的范围内。
图1现有技术提供的一种设计电路;
图2为本实用新型施行例提供的一种电容串联均压电路;
图3为本实用新型施行例提供的另一种电容串联均压电路。
具体施行方法
为促使本实用新型的目的、特征、优点才能愈发的显著和易懂,下边将结合本实用新型施行例中的附图,对本实用新型施行例中的技术方案进行清楚、完整地描述,其实,下边所描述的施行例仅仅是本实用新型一部份施行例,而非全部的施行例。基于本实用新型中的施行例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它施行例,都属于本实用新型保护的范围。
本施行例提供了一种电容串联均压电路,包括:
起码两个互相串联的电容,所有电容串联在母线上;
起码两个互相串联的阻值单元,所有内阻单元串联在母线上,且每位内阻单元分别与一个电容并联,所有内阻单元的电阻相等。
具体的,一般所有电容之间的参数、容量相等,而每位内阻单元的电阻远远小于每位电容的等效电阻,因而,可以近似忽视电容个体参数的差别,致使串接的每位电容两端的电流近似相等,不至于出现串接的电容两端的电流过度不均而导致电容失效的情况发生。这样设计就比较好地解决了电容串联带来的电流不均的问题的发生,保护了电容的使用安全,降低了电源系统的可靠性。
具体的,作为一具体施行例,请参阅图2所示,提供了一种电容串联均压电路,包括:
三个互相串联的电容c1、c2、c3,电容c1、c2、c3串联在母线bus+、bus-上;
三个互相串联的内阻单元,分别为第一阻值单元、第二内阻单元和第三电阻单元,所有内阻单元串联在母线bus+、bus-上,且分别与三个电容c1、c2、c3并联。
具体的,第一阻值单元包括内阻r1、电阻r4;第二内阻单元包括内阻r2、电阻r5;第三电阻单元包括内阻r3、r6。其中,内阻r1~r6的电阻相等。
并联的内阻r1和r4的电阻远小于电容c1的等效电阻;并联的内阻r2和r5的电阻远小于电容c2的等效电阻;并联的内阻r3和r6的电阻远小于电容c3的等效电阻。
因而,可以近似忽视电容个体参数的差别,使电容c1、c2和c3两端的电流近似相等,不至于出现串接的电容两端的电流过度不均而导致电容失效的情况发生。
具体的,作为一具体施行例,请参阅图3所示,提供了一种电容串联均压电路,包括:
多个互相串联的电容c,多个电容c串联在母线bus+、bus-上;
多个互相串联的内阻单元,所有内阻单元串联在母线bus+、bus-上,且每位内阻单元分别与一电容c并联。
具体的,内阻单元包括第一阻值r11、第二内阻r12、第三电阻r13、第四内阻r14、第五内阻r15、稳压晶闸管dz、放大器a1和晶体管q;可选地,晶体管q为二极管;
第一阻值r11的第一端、第二内阻r12的第二端分别和放大器a1的同相端联接;
第一阻值r11的第二端、第三电阻r13的第二端、第五内阻r15的第二端分别和内阻单元对应的电容c的一端联接;
第二内阻r12的第一端、稳压晶闸管dz的负极端、晶体管q的发射极分别和内阻单元对应的电容c的另一端联接;
第三电阻r13的第一端、稳压晶闸管dz的正极端分别和放大器a1的反相端联接;
第四内阻r14的两端分别和放大器a1的输出端和晶体管q的栅极联接;
第五内阻r15的第一端和晶体管q的栅极联接。
具体的,电容c为超级电容器。因为超级电容器电流均衡电路仅限制超级电容器端电流在额定电流值或则以上,但是一般不希望在额定电流值以下有较大的漏电压。为此,实现超级电容器电流均衡电路的基本要求为,端电流vc达到设定值(稳压值)后,端电流vc的微小变化将造成很大的端电压变化,即稳压晶闸管dz的反向击穿特点。能承受较大的电压稳压值应是稳定的,不随时间体温及其他诱因的变化。
本施行例提供的一种电容串联均压电路,其工作原理为:
当超级电容器c上的电流经内阻r11、r12分压送到放大器a1的同相端、分压值在2.5v以下时,放大器a1输出低电位,扩流晶体管q不导通。
随着超级电容器c上的电流低于2.5v,放大器a1的输出电流开始上升(其上升速度取决于放大器a1的增益),扩流晶体管q的基极电压随微帧率放大器a1的输出电流上升而减小。
当晶体管q的基极电压在r15上形成的压降等于vc-vcez(sat)时,均压电路的特点为内阻r5的特点,在实际应用中,因为超级电容器c的耐压有限而不充许均压电路工作在这一区段。
本施行例提供的一种电容串联均压电路,是在超级电容器串联使用时均衡超级电容器单体电流的一种有效方案。
在此,仅为了描述特定的示例施行例的目的使用专业词汇,而且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地做出相反的表示,在此使用的双数方式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”可以意指为也包括复数方式。术语“包括()”、“包括()”、“包括()”和“具有()”是包括在内的意思,但是为此指定存在所申明的特点、整体、步骤、操作、元件和/或组件,并且不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特点、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明晰地指示了执行的顺序,在此描述的该方式步骤、处理和操作不解释为一定须要根据所阐述和示出的特定的顺序执行。还应该理解的是,可以采用附加的或则可选择的步骤。
当器件或则层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个器件或层,其可以是直接在另一个器件或则层上、与另一个器件或层接合、连接到或则连接到另一个器件或层,也可以存在介于其间的器件或则层。与此相反,当器件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接联接到”或者“直接连接到”另一个器件或层,则可能不存在介于其间的器件或则层。其他用于描述器件关系的词应该以类似的方法解释(比如,“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所列举的项目的一个或以上的任一和所有的组合。其实此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各类的器件、组件、区域、层和/或部份,这种器件、组件、区域、层和/或部份不遭到那些术语的限制。这种术语可以只用于将一个器件、组件、区域或部份与另一个器件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示,在此使用例如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或则顺序。为此,在下方阐述的第一元件、组件、区域、层或则部份可以采用第二器件、组件、区域、层或则部份的术语而不脱离该示例施行例的教导。
空间的相对术语,例如“内”、“外”、“在下边”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,在此可出于易于描述的目的使用,以描述如图中所示的一个器件或则特点和另外一个或多个器件或则特点之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描画的取向之外该装置的不同的取向。比如假如翻转该图中的装置,则描述为“在其他器件或则特点的下方”或者“在器件或则特点的下边”的器件将取向为“在其他器件或则特点的上方”。为此,示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方法取向(旋转90度或则其他取向)但是以此处的空间的相对描述解释。
以上所述,以上施行例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;虽然参照前述施行例对本实用新型进行了详尽的说明,本领域的普通技术人员应该理解:其仍然可以对前述各施行例所记载的技术方案进行更改,或则对其中部份技术特点进行等同替换;而这种更改或则替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各施行例技术方案的精神和范围。
本实用新型属于电子电路技术领域,尤其涉及一种电容串联均压电路。
背景技术:
在ups电源系统及开关电源系统中,大就会用到电解电容来起到混频作用,但因为母线电流比较高,单个电容耐压不足,常常就须要把2个电容甚至3个以上电容串连接在母线前面。如图1所示为现有设计电路,母线上3个电容c1,c2,c3串联使用。因为母线电流较高,单个电容的额定耐压值有限,不能满足电流等级要求,这时就须要电容串联使用,而当电容串联使用时,电容可以等效为一个内阻,因为电容个体参数的差别,每位电容的容量及漏电压不可能完全相同,我们晓得漏电压越小的电容,其两端分得的电流越高,漏电压越大的电容,其两端分得的电流越低,因而电容个体参数的差别会造成串联电容分压不均,当严重不均时,电容会由于电流过低而失效,这对正个系统来说将是致命的。
因而在电容串联使用的电路中,必须采取一定的均压举措,尽量的使串联的电容电流分配均匀。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种电容串联均压电路,以解决上述电容串联带来的电流不均的问题。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种电容串联均压电路电容电阻串联分压公式,包括:
起码两个互相串联的电容,所有电容串联在母线上;
起码两个互相串联的阻值单元,所有内阻单元串联在母线上,且每位内阻单元分别与一个电容并联,所有内阻单元的电阻相等。
可选地,所述内阻单元包括第一阻值、第二内阻、第三电阻、第四内阻、第五内阻、稳压晶闸管、放大器和晶体管;
所述第一阻值的第一端、所述第二内阻的第二端分别和所述放大器的同相端联接;
所述第一阻值的第二端、所述第三电阻的第二端、所述第五内阻的第二端分别和所述内阻单元对应的电容的一端联接;
所述第二内阻的第一端、所述稳压晶闸管的负极端、所述晶体管的发射极分别和所述内阻单元对应的电容的另一端联接;
所述第三电阻的第一端、所述稳压晶闸管的正极端分别和所述放大器的反相端联接;
所述第四内阻的两端分别和所述放大器的输出端和所述晶体管的集电极联接;
所述第五内阻的第一端和所述晶体管的基极联接。
可选地,所述电容为超级电容器。
可选地,所述内阻单元为两个以上内阻的串联和/或并联组合,所有内阻的电阻相等。
可选地,所述电容为电解电容。
与现有技术相比,本实用新型施行例具有以下有益疗效:
本实用新型施行例提供的电容串联均压电路,每位内阻单元的电阻远远小于每位电容的等效电阻,因而,可以近似忽视电容个体参数的差别,致使串接的每位电容两端的电流近似相等,不至于出现串接的电容两端的电流过度不均而导致电容失效的情况发生。这样设计就比较好地解决了电容串联带来的电流不均的问题的发生,保护了电容的使用安全,降低了电源系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型施行例或现有技术中的技术方案,下边将对施行例或现有技术描述中所须要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下边描述中的附图仅仅是本实用新型的一些施行例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以依据这种附图获得其它的附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所阐明的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型可施行的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本实用新型所能形成的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本实用新型所阐明的技术内容所能囊括的范围内。
图1现有技术提供的一种设计电路;
图2为本实用新型施行例提供的一种电容串联均压电路;
图3为本实用新型施行例提供的另一种电容串联均压电路。
具体施行方法
为促使本实用新型的目的、特征、优点才能愈发的显著和易懂,下边将结合本实用新型施行例中的附图,对本实用新型施行例中的技术方案进行清楚、完整地描述,其实,下边所描述的施行例仅仅是本实用新型一部份施行例,而非全部的施行例。基于本实用新型中的施行例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它施行例,都属于本实用新型保护的范围。
本施行例提供了一种电容串联均压电路,包括:
起码两个互相串联的电容,所有电容串联在母线上;
起码两个互相串联的阻值单元,所有内阻单元串联在母线上,且每位内阻单元分别与一个电容并联,所有内阻单元的电阻相等。
具体的,一般所有电容之间的参数、容量相等,而每位内阻单元的电阻远远小于每位电容的等效电阻,因而,可以近似忽视电容个体参数的差别,致使串接的每位电容两端的电流近似相等,不至于出现串接的电容两端的电流过度不均而导致电容失效的情况发生。这样设计就比较好地解决了电容串联带来的电流不均的问题的发生,保护了电容的使用安全,降低了电源系统的可靠性。
具体的,作为一具体施行例,请参阅图2所示,提供了一种电容串联均压电路,包括:
三个互相串联的电容c1、c2、c3,电容c1、c2、c3串联在母线bus+、bus-上;
三个互相串联的内阻单元,分别为第一阻值单元、第二内阻单元和第三电阻单元,所有内阻单元串联在母线bus+、bus-上,且分别与三个电容c1、c2、c3并联。
具体的,第一阻值单元包括内阻r1、电阻r4;第二内阻单元包括内阻r2、电阻r5;第三电阻单元包括内阻r3、r6。其中,内阻r1~r6的电阻相等。
并联的内阻r1和r4的电阻远小于电容c1的等效电阻;并联的内阻r2和r5的电阻远小于电容c2的等效电阻;并联的内阻r3和r6的电阻远小于电容c3的等效电阻。
因而,可以近似忽视电容个体参数的差别,使电容c1、c2和c3两端的电流近似相等,不至于出现串接的电容两端的电流过度不均而导致电容失效的情况发生。
具体的,作为一具体施行例,请参阅图3所示,提供了一种电容串联均压电路,包括:
多个互相串联的电容c,多个电容c串联在母线bus+、bus-上;
多个互相串联的内阻单元,所有内阻单元串联在母线bus+、bus-上,且每位内阻单元分别与一电容c并联。
具体的,内阻单元包括第一阻值r11、第二内阻r12、第三电阻r13、第四内阻r14、第五内阻r15、稳压晶闸管dz、放大器a1和晶体管q;可选地电容电阻串联分压公式,晶体管q为二极管;
第一阻值r11的第一端、第二内阻r12的第二端分别和放大器a1的同相端联接;
第一阻值r11的第二端、第三电阻r13的第二端、第五内阻r15的第二端分别和内阻单元对应的电容c的一端联接;
第二内阻r12的第一端、稳压晶闸管dz的负极端、晶体管q的发射极分别和内阻单元对应的电容c的另一端联接;
第三电阻r13的第一端、稳压晶闸管dz的正极端分别和放大器a1的反相端联接;
第四内阻r14的两端分别和放大器a1的输出端和晶体管q的栅极联接;
第五内阻r15的第一端和晶体管q的栅极联接。
具体的,电容c为超级电容器。因为超级电容器电流均衡电路仅限制超级电容器端电流在额定电流值或则以上,但是一般不希望在额定电流值以下有较大的漏电压。为此,实现超级电容器电流均衡电路的基本要求为,端电流vc达到设定值(稳压值)后,端电流vc的微小变化将造成很大的端电压变化,即稳压晶闸管dz的反向击穿特点。能承受较大的电压稳压值应是稳定的,不随时间体温及其他诱因的变化。
本施行例提供的一种电容串联均压电路,其工作原理为:
当超级电容器c上的电流经内阻r11、r12分压送到放大器a1的同相端、分压值在2.5v以下时,放大器a1输出低电位,扩流晶体管q不导通。
随着超级电容器c上的电流低于2.5v,放大器a1的输出电流开始上升(其上升速度取决于放大器a1的增益),扩流晶体管q的基极电压随微帧率放大器a1的输出电流上升而减小。
当晶体管q的基极电压在r15上形成的压降等于vc-vcez(sat)时,均压电路的特点为内阻r5的特点,在实际应用中,因为超级电容器c的耐压有限而不充许均压电路工作在这一区段。
本施行例提供的一种电容串联均压电路,是在超级电容器串联使用时均衡超级电容器单体电流的一种有效方案。
在此,仅为了描述特定的示例施行例的目的使用专业词汇,而且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地做出相反的表示,在此使用的双数方式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”可以意指为也包括复数方式。术语“包括()”、“包括()”、“包括()”和“具有()”是包括在内的意思,但是为此指定存在所申明的特点、整体、步骤、操作、元件和/或组件,并且不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特点、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明晰地指示了执行的顺序,在此描述的该方式步骤、处理和操作不解释为一定须要根据所阐述和示出的特定的顺序执行。还应该理解的是,可以采用附加的或则可选择的步骤。
当器件或则层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个器件或层,其可以是直接在另一个器件或则层上、与另一个器件或层接合、连接到或则连接到另一个器件或层,也可以存在介于其间的器件或则层。与此相反,当器件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接联接到”或者“直接连接到”另一个器件或层,则可能不存在介于其间的器件或则层。其他用于描述器件关系的词应该以类似的方法解释(比如,“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所列举的项目的一个或以上的任一和所有的组合。其实此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各类的器件、组件、区域、层和/或部份,这种器件、组件、区域、层和/或部份不遭到那些术语的限制。这种术语可以只用于将一个器件、组件、区域或部份与另一个器件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示,在此使用例如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或则顺序。为此,在下方阐述的第一元件、组件、区域、层或则部份可以采用第二器件、组件、区域、层或则部份的术语而不脱离该示例施行例的教导。
空间的相对术语,例如“内”、“外”、“在下边”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,在此可出于易于描述的目的使用,以描述如图中所示的一个器件或则特点和另外一个或多个器件或则特点之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描画的取向之外该装置的不同的取向。比如假如翻转该图中的装置,则描述为“在其他器件或则特点的下方”或者“在器件或则特点的下边”的器件将取向为“在其他器件或则特点的上方”。为此,示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方法取向(旋转90度或则其他取向)但是以此处的空间的相对描述解释。
以上所述,以上施行例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;虽然参照前述施行例对本实用新型进行了详尽的说明,本领域的普通技术人员应该理解:其仍然可以对前述各施行例所记载的技术方案进行更改,或则对其中部份技术特点进行等同替换;而这种更改或则替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各施行例技术方案的精神和范围。
技术特点:
1.电容串联均压电路,其特点在于,包括:
起码两个互相串联的电容,所有电容串联在母线上;
起码两个互相串联的阻值单元,所有内阻单元串联在母线上,且每位内阻单元分别与一个电容并联,所有内阻单元的电阻相等。
2.按照权力要求1所述的电容串联均压电路,其特点在于,所述内阻单元包括第一阻值、第二内阻、第三电阻、第四内阻、第五内阻、稳压晶闸管、放大器和晶体管;
所述第一阻值的第一端、所述第二内阻的第二端分别和所述放大器的同相端联接;
所述第一阻值的第二端、所述第三电阻的第二端、所述第五内阻的第二端分别和所述内阻单元对应的电容的一端联接;
所述第二内阻的第一端、所述稳压晶闸管的负极端、所述晶体管的发射极分别和所述内阻单元对应的电容的另一端联接;
所述第三电阻的第一端、所述稳压晶闸管的正极端分别和所述放大器的反相端联接;
所述第四内阻的两端分别和所述放大器的输出端和所述晶体管的集电极联接;
所述第五内阻的第一端和所述晶体管的基极联接。
3.按照权力要求2所述的电容串联均压电路,其特点在于,所述电容为超级电容器。
4.按照权力要求1所述的电容串联均压电路,其特点在于,所述内阻单元为两个以上内阻的串联和/或并联组合,所有内阻的电阻相等。
5.按照权力要求1所述的电容串联均压电路,其特点在于,所述电容为电解电容。
技术总结
本实用新型公开了一种电容串联均压电路,包括:起码两个互相串联的电容,所有电容串联在母线上;起码两个互相串联的内阻单元,所有内阻单元串联在母线上,且每位内阻单元分别与一个电容并联,所有内阻单元的电阻相等。本实用新型施行例提供的电容串联均压电路,可以近似忽视电容个体参数的差别,致使串接的每位电容两端的电流近似相等,不至于出现串接的电容两端的电流过度不均而导致电容失效的情况发生,解决了电容串联带来的电流不均的问题的发生,保护了电容的使用安全,降低了电源系统的可靠性。
技术研制人员:张鑫成
受保护的技术使用者:易事特集团股份有限公司
技术研制日:2020.09.21
技术公布日:2021.01.08