一种电子电容电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电子电容电路，所述电子电容电路包括：充放电回路、PWM控制电路和驱动电路，充放电回路包括四个IGBT与限流电感和电子电容，PWM控制电路输出一路PWM波形经驱动电路后接第一IGBT和第四IGBT的门控级，控制第一IGBT和第四IGBT的通断，PWM控制电路输出的一路PWM波形还连接一反相器，再经驱动电路后接第二IGBT和第三IGBT的门控级，控制第二IGBT和第三IGBT的通断。该实用新型专利技术能将大量取代某些场合大电容，节约经济成本，大大提高了生产的安全性能，有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
—种电子电容电路
[0001 ] 本技术涉及电容
，具体涉及一种电子电容电路。
技术介绍
所谓电容，就是容纳和释放电荷的元件。电容主要应用在以下几种重要的场合中。电源电路:旁路、去耦、滤波和储能的作用；信号处理电路:耦合和震荡的作用。随着功率器件的不断升级，大电容的应用场合逐渐增多。普通大电容的主要缺点是制作流程比较复杂，工艺精度要求较高。另外，大电容的体积比较大，生产安全系数不高，比较难以维护等诸多缺点。电荷等效原理:大电容的电荷一次性吞吐量大于电子电容电路，但是电子电容通过控制和它连接的四个IGBT，可以多次的来吸收或释放电荷，直至与大电容的电荷吞吐量相同。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种电子电容电路，所提供的电子电容电路能替换某些场合的大电容的应用。本技术通过如下技术方案实现。一种电子电容电路，其包括:充放电回路、PWM控制电路和驱动电路；充放电回路包括四个IGBT与限流电感和电子电容，四个IGBT分别是第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT，每个IGBT的内部均反并联着一个二极管，分别是第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；PWM控制电路输出一路PWM波形经驱动电路后接第一 IGBT和第四IGBT的门控级，控制第一 IGBT和第四IGBT的通断，PWM控制电路输出的一路PWM波形还连接一反相器，再经驱动电路后接第二 IGBT和第三IGBT的门控级，控制第二 IGBT和第三IGBT的通断。进一步地，PWM控制电路包括顺次连接的误差放大器电路、PI调节电路和PWM产生电路。进一步地，PWM控制电路采用UC3842芯片及外围电路构成。进一步地，第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT的门控极均接有一路PWM波形，这四路P丽波形两两相同，第一 IGBT和第四IGBT门控极所接入的PWM波形相同，第二IGBT和第三IGBT门控极所接入的PWM波形相同；第一 IGBT的集电极、第二 IGBT的发射极和限流电感的负端连接；第一 IGBT的发射极、第三IGBT的发射极和电子电容的正端连接；第三IGBT的集电极、第四IGBT的发射极和电源的负端连接；第二 IGBT的集电极、第四IGBT的集电极、电子电容的负端连接；从限流电感的正端和第三IGBT的集电极各引出一根线作为电子电容电路的两端。与现有技术相比，本技术具有如下优点和技术效果:本技术基于电荷等效原理，利用功率器件和电子电容组成一个新的电路拓扑结构，利用闭环控制，使得电子电容的输出很好地跟踪了大电容的充放电特性曲线，电子电容与大电容有基本相同的外部特性，由此可以取代某些场合大电容的使用，不仅节约了经济成本，而且提高了生产的安全性，便于维护等诸多优点，具有良好的市场前景。【附图说明】图1是实例中的大电容充电特性曲线产生原理图。图2是PWM控制电路的内部原理图。图3是PWM控制电路实例连接图。图4是电子电容应用电路的拓扑结构图。图5是大电容10mF的电压波形。图6是电子电容电路两端的电压波形。【具体实施方式】下面结合附图和实例对本技术的【具体实施方式】作详细说明。如图1，为了验证本技术，作为实例，先在PSM中搭建大电容的充电特性方程，阶跃响应和地经过比较 器后的输出，与仿真步长(常数)经过第一乘法器，第一乘法器的输出经过一个积分环节，与比例系数K相乘后，得到输入I。等效电阻R和大电容C经过第 车俞Tv I二乘法器得到输入2，输入I和输入2经过除法器()，除法器的输出经过exp(输入)年酣人2环节，常数减去exp (输入)环节的输出值，得到的结果与电源电压经过第三乘法器，得到最终设计大电容的充电特性曲线，即大电容电压的参考值。图2是本技术PWM控制电路的内部原理图，在UC3842芯片电路中，将大电容的充电特性曲线上每点的数值作为期望电压值，与电子电容上的实时输出值比较得到差值，对得到的差值进行PI调节，PI调节后的输出与特定频率的三角波进行一比较器，产生第一 IGBT和第四IGBT所需的PWM波形，即PWM1/4，经驱动电路后接第一 IGBT和第四IGBT的门控级；将产生的PWM经过一个反相器，得到第二 IGBT和第三IGBT所需的PWM波形，即PWM2/3,经驱动电路后接第二 IGBT和第三IGBT的门控级，两路互补的PWM波形分别控制电子电容电路中的开关器件，从而控制电子电容的充放电。图3为PWM控制电路的连接图。大电容的充电理论值Uoutl作为UC3842的参考电压值，电子电容电路两端的电压Uout2作为UC3842的电压反馈端的输入，UC3842的输出引脚PWM1/4，接第一 IGBT和第四IGBT的门控级，输出引脚接一反相器得到PWM2/3，接第二IGBT和第三IGBT的门控级。图4是电子电容应用电路的拓扑结构实例图。图中充放电回路41包括四个IGBT与限流电感LI和电子电容Cl，四个IGBT分别是第一 IGBT VT1、第二 IGBT VT2、第三IGBTVT3和第四IGBT VT4，每个IGBT的内部均反并联着一个二极管，分别是第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3和第四二极管VD4 ;电路中由四个IGBT组成了两条互补的放电电路(第一 IGBT和第四IGBT、第二 IGBT和第三IGBT)，两路PWM来让电子电容实现任意期望充放电曲线。充放电回路41中除了双桥臂的开关元器件，还串联了一个限流电感，限流电感用于限制两桥臂切换过程中产生的冲击电流。图中LC组成的滤波模块42，两条互补的充放电回路相互切换的过程中，会产生很大的冲击电流，因此必须引入LC滤波电路。所述的四个IGBT构成两条通路对电子电容进行放电，所述的四个二极管构成两条通路对电子电容进行充电，当其中任何一个IGBT导通时，反并联在其内部的二极管便会自动截止，利用所述的四路PWM来控制这四个IGBT的通断。图5是大电容10mF的电压波形。如图5所示，大电容两端的电压值在0.04s时刻达到80V左右，最终输出稳定在90V左右。图6是电子电容电路两端的电压波形。如图6所示，同样地，电子电容电路两端的电压值在0.04s时刻达到80V左右，最终输出也稳定在90V左右。对图5和图6进行比较，两者的电压具有类似的动态响应和静态响应。由此可见，电子电容电路可以替代大电容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子电容电路，其特征在于，包括充放电回路、PWM控制电路和驱动电路；充放电回路包括四个IGBT与限流电感（L1）和电子电容（C1），四个IGBT分别是第一IGBT（VT1）、第二IGBT（VT2）、第三IGBT（VT3）和第四IGBT（VT4），每个IGBT的内部均反并联着一个二极管，分别是第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）、第三二极管（VD3）和第四二极管（VD4）；PWM控制电路输出一路PWM波形经驱动电路后接第一IGBT和第四IGBT的门控级，控制第一IGBT和第四IGBT的通断，PWM控制电路输出的一路PWM波形还连接一反相器，再经驱动电路后接第二IGBT和第三IGBT的门控级，控制第二IGBT和第三IGBT的通断；第一IGBT的集电极、第二IGBT的发射极和限流电感的负端连接；第一IGBT的发射极、第三IGBT的发射极和电子电容（C1）的正端连接；第三IGBT的集电极、第四IGBT的发射极和电源的负端连接；第二IGBT的集电极、第四IGBT的集电极、电子电容（C1）的负端连接；从限流电感的正端和第三IGBT的集电极各引出一根线作为电子电容电路的两端。

【技术特征摘要】
1.一种电子电容电路，其特征在于，包括充放电回路、PWM控制电路和驱动电路；充放电回路包括四个IGBT与限流电感(LI)和电子电容(Cl)，四个IGBT分别是第一 IGBT(VTl)、第二 IGBT (VT2)、第三IGBT (VT3)和第四IGBT (VT4)，每个IGBT的内部均反并联着一个二极管，分别是第一二极管(VD1)、第二二极管(VD2)、第三二极管(VD3)和第四二极管(VD4)；PWM控制电路输出一路PWM波形经驱动电路后接第一 IGBT和第四IGBT的门控级，控制第一IGBT和第四IGBT的通断，PWM控制电路输出的一路PWM波形还连接一反相器，再经驱动电路后接第二 IGBT和第三IGBT的门控级，控制第二 IGBT和第三IGBT的通断；第一 IGBT的集电极、第二 IGBT的发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：康龙云，黄志臻，魏业文，齐如军，冯自成，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44