[发明专利]一种对电容实现恒流充电的数字控制方法及装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种对电容实现恒流充电的数字控制方法及装置。这种电容用于充磁机、点焊机的储能电容，用于如作为电源的超级电容等。

背景技术

目前，电容的恒流充电采用的有模拟控制方法和数字控制方法。因实际的工业场所交流电源电压波形与标准正弦波相差很大、交流电压有效值的高低也时有变化，现有的模拟电路控制方法对信号处理的方法较为简单，在过程充电中随着被充电电容电压的上升，难以保持较好的恒流充电效果。数字控制方法较多，有的对交流电源电压按标准正弦波推算充电脉冲导通初始角，恒流控制效果不好；有的采用高频充电，电路复杂，成本高。

发明内容

为了克服现有的电容充电恒流控制效果不好或电路复杂、成本高的不足，本发明提供一种交流电源适应性好、对电容充电恒流控制效果好、电路简单、成本低的数字控制方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：以现场实际的交流电源电压的充电脉冲前的相近周期的同向波形为依据，按充电电流与在充电脉冲时间段内交流电源电压曲线以下、被充电电容的该时实际电压对应到变压器电源绕组的等效电压以上部分的面积近似成正比的关系，根据设定的充电电流值预算出充电脉冲的导通初始角，实现恒流充电的效果。为弥补运算方法上的误差，达到更好的恒流充电的效果，在这基础上，还可采集实际的充电电流值，与设定的充电电流值相比较，实现闭环控制，达到更好的恒流充电的效果。还可在充电回路中充电电容前增加扼流线圈和续流二极管，既利于恒流控制，又能提高充电效率。

本发明的有益效果是，交流电源适应性好、对电容充电恒流控制效果好、电路简单、成本低。

附图说明

图1是交流电源电压正弦波和充电脉冲信号示意图；

图2是本发明的实施装置A的结构示意图。

图3是本发明的实施装置B的结构示意图。

图1中纵轴Vac是交流电压值，另一纵轴AWc是充电脉冲控制信号值，横轴t/φ是时间/相位值。1是交流电源电压的过零处。2是现场交流电源电压相对时间或相位的近似正弦的曲线，在工业环境中交流电源电压曲线与标准正弦曲线相差很大。3是充电脉冲的起始点，这一点的相位角φ就是充电脉冲的导通初始角。4是充电脉冲的终止点，4的高度就是被充电电容的该时实际电压对应到变压器电源绕组的等效值。5是充电脉冲控制信号，控制充电回路功率器件的断、通。

图2中的1是由具有相应运算速度和模/数转换速度的微控制器或微处理器或数字信号处理器及其外围元、器件组成的控制单元。2是IGBT，它和它周围的二极管桥路也可用双向可控硅或两个单向可控硅代替。3是为检测现场交流电源瞬时电压用的交流电源电压信号输入端。4是从充电回路提取的电流信号输入端。设定充电电流值的输入信号Ics和设定被充电电容需要充达的电压值的输入信号Vcsf可以用按键、电位器、档位开关来实现。Vcsg是与被充电电容实际电压成正比的输入信号。AWm是充电脉冲控制输出信号，可通过光电耦合器件驱动2(IGBT或双向可控硅或两个单向可控硅)。若要放电，还可增加放电按纽和放电器件。也还可增加用于其他辅助功能的电路、按纽或开关。