專利名稱：電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明內(nèi)容屬于電子電力設(shè)備器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可適時(shí)定量檢測并控制電容器儲能狀態(tài)的電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置。
背景技術(shù)：
電容器是重要的電子和電力器件之一，是一種能夠囤積電荷或貢獻(xiàn)電荷的器件。 在電子電力設(shè)備中，電容器被分別應(yīng)用在電路中的隔直通交、旁路、濾波、振蕩、耦合、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償和控制等方面。但電容器所完成的眾多功能，都是在電容器的基本功能——充電和放電(即儲存能量和釋放能量)的基礎(chǔ)之上演化而來。充電是把從外界獲得的電能儲存在電容器中，放電是把電容器中儲存的電能轉(zhuǎn)化為其它所需形式的能量，如聲能、磁能和熱能等。既然電容器工作的基礎(chǔ)就是儲能和釋放能量，因此，對電容器的使用，就必須關(guān)注其儲能的過程和狀態(tài)。但迄今為止，本領(lǐng)域現(xiàn)有的關(guān)于電容器的電路設(shè)計(jì)以及在電容器產(chǎn)品的具體使用過程中，卻往往忽視了對這一方面的考慮，只要能夠滿足工作需要，至于能量是否浪費(fèi)、器件的參數(shù)選擇是否過大和用電器的壽命是否縮短等，都沒有考慮，即或是考慮了，也未能有效解決或控制。比如，某用電設(shè)備啟動(dòng)的閾值能量是100焦耳，但大于這個(gè)能量，它也能夠啟動(dòng)，這樣一來，如果儲能過多，從能量和所選配件的角度講就必然造成浪費(fèi)， 設(shè)備的使用壽命也將縮短。鑒于上述問題的存在，從設(shè)計(jì)和使用方面的實(shí)際考慮，研發(fā)出能夠依據(jù)需要精確檢測和控制電容器的儲能過程和狀態(tài)的裝置，是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)在應(yīng)用過程中暴露的問題加以解決，從電容器儲能和釋放能量的機(jī)理出發(fā)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、性能穩(wěn)定、使用方便、成本低且具有應(yīng)用的廣譜性的電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置由電源、導(dǎo)通控制電路、可控硅開關(guān)、電容儲能器、人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路、采樣電路和用電設(shè)備反饋電路組成，導(dǎo)通控制電路的輸出作為可控硅開關(guān)的觸發(fā)信號控制可控硅開關(guān)的導(dǎo)通與非導(dǎo)通，采樣電路的輸入為經(jīng)過電容儲能器正負(fù)極間電壓分壓后的電壓，采樣電路的輸出端與導(dǎo)通控制電路的被控制端聯(lián)接，電容儲能器的放電輸出端接至用電設(shè)備反饋電路的工作輸入端，用電設(shè)備反饋電路的反饋輸出端回接至導(dǎo)通控制電路的被控制端，人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路的輸出端與導(dǎo)通控制電路的被控制端聯(lián)接。實(shí)際工作中，電容器儲能過程和狀態(tài)的檢測由采樣電路完成，而電容器是否繼續(xù)儲能則受導(dǎo)通控制電路、人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路、采樣電路和用電設(shè)備反饋電路四部分控制。當(dāng)采樣電路采集到的信號小于參考值時(shí)，導(dǎo)通控制電路產(chǎn)生儲能觸發(fā)脈沖信號，可控硅開關(guān)導(dǎo)通，電容儲能器處于儲能狀態(tài)；當(dāng)采樣電路采集到的信號等于或大于參考值時(shí)，導(dǎo)通控制電路輸出低電平，可控硅開關(guān)非導(dǎo)通，電源不對電容器充電儲能。本發(fā)明裝置在工作時(shí)可以根據(jù)用電設(shè)備的使用情況，將提出的請求信號反饋給導(dǎo)通控制電路的被控制端，改變儲能狀態(tài)，從而保證用電設(shè)備的正常工作和良好的使用效果。比如，用電設(shè)備為磁控開關(guān)，當(dāng)線圈通過的電流大小剛好滿足開關(guān)吸合的要求時(shí)，開關(guān)吸合，這一電流值就可作為用電器的請求信號，通過用電器的反饋電路，以反饋信號的方式回接至導(dǎo)通控制電路的被控制端，控制導(dǎo)通控制電路的工作狀態(tài)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案還包括裝置中所說的導(dǎo)通控制電路由第一 555定時(shí)器及其外圍電路組成，第一 555定時(shí)器的3端通至可控硅開關(guān)的控制端；采樣電路由分壓電路和 LM324比較器組成，分壓電路的輸入端和輸出端分別與電容儲能器的正負(fù)極板的電壓采樣輸出端(或電容儲能器的正負(fù)極板分壓后的輸出端)和LM324比較器的反向輸入端聯(lián)接， LM324比較器的輸出端接至第一 555定時(shí)器的2端；用電設(shè)備反饋電路由第二 555定時(shí)器及其外圍電路組成，第二 555定時(shí)器的2端與用電設(shè)備的請求信號相連接，3端回接至第一 555定時(shí)器外圍電路的被控制端。另外，所說的人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路由四2輸入與非門 74LS00構(gòu)成，其輸出端接至第一 555定時(shí)器外圍電路的被控制端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是(1)本發(fā)明通過采樣、反饋和多路控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能夠?qū)ΤＳ玫碾娙萜鲀δ苓^程和狀態(tài)進(jìn)行定量、適時(shí)的檢測與控制；(2)因?yàn)殡娙萜鞯膬δ苓^程和狀態(tài)受到多方面的控制，因而能夠確保電容器的儲
能穩(wěn)定可靠；(3)該裝置的電路簡單、成本低、操作方式多樣，可自控或手控，普適性強(qiáng)，具有廣泛的用途，且性能價(jià)格比好。


圖1為該電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置的工作原理框圖。圖2為導(dǎo)通控制電路一個(gè)實(shí)施例的聯(lián)線結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路一個(gè)實(shí)施例的聯(lián)線結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為采樣電路一個(gè)實(shí)施例的聯(lián)線結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為用電設(shè)備反饋電路一個(gè)實(shí)施例的聯(lián)線結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明內(nèi)容做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)際制作結(jié)構(gòu)并不僅限于附圖所示的實(shí)施例。參見圖1，本發(fā)明所述的電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置由電源1、導(dǎo)通控制電路2、可控硅開關(guān)3、電容儲能器4、人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路5、采樣電路6和用電設(shè)備反饋電路7組成?？煽毓栝_關(guān)3串接在導(dǎo)通控制電路2至電容儲能器4的通路上，當(dāng)可控硅開關(guān)3 的控制端接收到儲能觸發(fā)脈沖時(shí)，可控硅開關(guān)3導(dǎo)通，電源1對電容儲能器4充電儲能。人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路5的輸出與與導(dǎo)通控制電路2的被控制端聯(lián)接。電容儲能器4的正負(fù)極板間電壓接采樣電路6的輸入端和用電設(shè)備反饋電路7的工作輸入端，采樣電路6的輸出端與導(dǎo)通控制電路2的被控制端聯(lián)接。用電設(shè)備反饋電路7的反饋輸出端回接至導(dǎo)通控制電路2的被控制端。
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圖2為自動(dòng)產(chǎn)生儲能觸發(fā)脈沖電路，它由第一 555定時(shí)器U2及其外圍電路(R5/R6 分壓電路以及Ql開關(guān)電路等)組成，當(dāng)被控制端為高電平時(shí)，555定時(shí)器U2不斷產(chǎn)生方波觸發(fā)脈沖。圖3為人工干預(yù)產(chǎn)生儲能觸發(fā)脈沖電路，由四2輸入與非門74LS00構(gòu)成，其輸出端接至第一 555定時(shí)器U2外圍電路的被控制端。74LS00工作在單穩(wěn)狀態(tài)，當(dāng)74LS00的信號輸出端為低電平時(shí)，可控硅開關(guān)3不導(dǎo)通，電容器儲能停止；反之，74LS00輸出為高電平時(shí)，可控硅開關(guān)3導(dǎo)通，電容器儲能。采樣控制電路的結(jié)構(gòu)如圖4所示，它由分壓電路(R1/R2、R3/R4)和LM324比較器組成。將電容儲能器4正極板的電壓通過Rl和R2分壓后，加到比較器LM3M的反向輸入端(“_”端)，當(dāng)反向輸入端的電壓高于LM324正向輸入端的參考電壓值時(shí)，LM3M輸出低電平，由于圖2的555定時(shí)器U2外圍電路的被控制端為低電平，即圖2的555定時(shí)器U2觸發(fā)信號為低電平，故可控硅開關(guān)3不導(dǎo)通，電容器儲能停止；反之，LM324輸出高電平，圖2 中555定時(shí)器U2的3端不斷產(chǎn)生方波觸發(fā)脈沖，電容器儲能。通過采樣得到的電壓值，再結(jié)合電容器的容值，便可得到電容器所儲存的電場能量，即實(shí)現(xiàn)了檢測電容器儲能的過程和狀態(tài)。圖5為用電設(shè)備反饋電路一個(gè)實(shí)施例的聯(lián)線結(jié)構(gòu)示意圖，由第二 555定時(shí)器U3及其外圍電路組成，第二 555定時(shí)器U3的2端與用電設(shè)備的請求信號相連接，3端回接至第一 555定時(shí)器U2外圍電路的被控制端。工作時(shí)借助請求信號，控制圖2中第一 555定時(shí)器U2 的3端輸出。反饋信號為低電平，儲能觸發(fā)為低電平，可控硅開關(guān)3不導(dǎo)通，電容器儲能停止；反之，電容器儲能。
權(quán)利要求
1.一種電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置，其特征在于由電源(1)、導(dǎo)通控制電路 O)、可控硅開關(guān)(3)、電容儲能器G)、人工干預(yù)電路(5)、采樣電路(6)和用電設(shè)備反饋電路(7)組成，導(dǎo)通控制電路O)的輸出作為可控硅開關(guān)(3)的觸發(fā)信號控制可控硅開關(guān)的導(dǎo)通與非導(dǎo)通，采樣電路(6)的輸入為經(jīng)過電容儲能器⑷正負(fù)極間電壓分壓后的電壓，采樣電路(6)的輸出端與導(dǎo)通控制電路(2)的被控制端聯(lián)接，電容儲能器⑷的放電輸出端接至用電設(shè)備反饋電路(7)的工作輸入端，用電設(shè)備反饋電路(7)的反饋輸出端回接至導(dǎo)通控制電路⑵的被控制端，人工干預(yù)電路(5)的輸出端與導(dǎo)通控制電路(2)的被控制端聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置，其特征在于導(dǎo)通控制電路O)由第一 555控制器(似)及其外圍電路組成，第一 555控制器(似)的3端通至可控硅開關(guān)C3)的控制端；采樣電路(6)由分壓電路和LM3M比較器組成，分壓電路的輸入端和輸出端分別與電容儲能器⑷的正負(fù)極板的電壓采樣輸出端和LM3M比較器的反向輸入端聯(lián)接，LM324比較器的輸出端接至第一 555控制器(U2)的2端；用電設(shè)備反饋電路(7)由第二 555控制器(TO)及其外圍電路組成，第二 555定時(shí)器(TO)的2端與用電設(shè)備的請求信號相連接，3端回接至第一 555定時(shí)器(似)外圍電路的被控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置，其特征在于人工干預(yù)電路(5)由四2輸入與非門74LS00構(gòu)成，其輸出端接至第一 555控制器(似)外圍電路的被控制端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電容器儲能過程狀態(tài)精確控制裝置，由電源、導(dǎo)通控制電路、可控硅開關(guān)、電容儲能器、人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路、采樣電路和用電設(shè)備反饋電路組成，導(dǎo)通控制電路的輸出觸發(fā)信號控制可控硅開關(guān)的導(dǎo)通，采樣電路的輸出端與導(dǎo)通控制電路的被控制端聯(lián)接，電容儲能器的放電輸出端接至用電設(shè)備反饋電路的工作輸入端，用電設(shè)備反饋電路的反饋輸出端回接至導(dǎo)通控制電路的被控制端，人工干預(yù)導(dǎo)通控制電路的輸出端與導(dǎo)通控制電路的被控制端聯(lián)接。本發(fā)明的電路簡單、成本低、普適性強(qiáng)，通過采樣、反饋和多路控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可對常用的電容器儲能過程和狀態(tài)進(jìn)行定量、適時(shí)的檢測與控制，確保電容器的儲能穩(wěn)定可靠。
文檔編號H02J7/00GK102355029SQ20111031913
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者張曉軍, 文峻, 文曉成, 李彥, 湯池, 邱力軍 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)