本发明专利技术公开了一种储能电容开环PWM控制恒流充电方法及装置，适用于需要电容快速储能的技术领域，如用储能电容快速充电然后瞬时放电的方式，产生脉冲电场、脉冲磁场、脉冲激光、脉冲微波、闪光等的应用领域。包括变换器(302)、PWM发生器(310)、电流控制(311)、电压控制(312)、电感(304)、储能电容(306)。该装置采用预设充电曲线的开环PWM控制方法，能使充电过程接近理想的恒流充电以减小充电过程的电流冲击，又能减小充电电感的电感量降低电感的工程制作难度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种储能电容开环PWM控制恒流充电方法及装置，适合于需要电容快速储能的
，如用储能电容快速充电然后瞬时放电的方式产生脉冲电场、脉冲磁场、脉冲激光、脉冲微波、闪光等的应用领域。
技术介绍
对储能电容充电，再将电容快速放电，这种方法能产生很强的脉冲功率，是产生脉冲强磁场、脉冲激光、脉冲微波、闪光等的一种切实可行的方法。提高脉冲重复频率，可以通过控制充放电过程时间，减小充电时间为主要手段。理想的充电方式希望充电电源对储能电容恒流充电，既能使储能电容充电电压快速上升，缩短充电时间，也能减小充电过程对开关器件产生的电流冲击提高电源的电流利用率。现有的恒流充电方法有闭环PWM恒流充电方法和串联谐振式恒流充电方法。闭环 PWM控制方式，是将电流实时采样与给定的恒流电流比较，然后控制占空比的大小使电流恒定，2006年公开的专利CN101013850公开了这种方法。这种方法充电电感比较小，但由于闭环控制时间比较长，适应于充电周期几百毫秒以上的长时间恒流充电系统。串联谐振式恒流充电方法，是使充电电感和储能电容发生串联谐振，在谐振过程中，电容的充电电流接近恒流，这个过程中减小谐振频率就能减小电容的充电时间。这种方法充电时间较快，但是充电时间不可控；而且发生谐振需要很大的充电电感，不利于减小充电装置的重量和体积，同时大电流大电感量的电感也给制造工艺带来很大难度。开环PWM控制就是不通过反馈来控制充电电流恒流，而是使充电过程按预先设定的充电PWM曲线进行，通过优选的曲线使充电电流恒定。开环控制适用于电源负载和电路参数都不变化的场合，储能电容充电过程中充电电源的等效负载没有发生改变，充电过程相关的电容电感等主要元件参数恒定，这给开环控制提供了可能。开环PWM控制的储能电容充电电路原理图如附图说明图1，直流电压矩形波脉冲E (t)通过电感给储能电容充电，其电压值和脉冲宽度可以通过开关电源变换器产生。如图2 (a)，设其高电压维持时间为t。n，电压为零的时间为t。ff，该电压通过电感给储能电容充电。在提供峰值电压存续期间，电感电流的上升按下式计算权利要求1.一种储能电容恒流充电装置，包括变换器(302)、PWM发生器(310)、电流控制(311)、 电压控制(312)、电感(304)、储能电容(306)；该装置采用开环PWM控制方法。2.根据权利要求1中所述的变换器，可以是buck变换器、隔离的推挽变换器、桥式变换器；其特征是将直流电压(301)变换为直流脉冲电压(303)，且该直流脉冲电压通过电感 (304)对储能电容(306)进行充电；该直流脉冲电压占空比受PWM控制信号(309)控制。3.根据权利要求1中所述PWM发生器，其特征是根据占空比变化曲线产生PWM控制信号(309)来控制变换器(302)。4.根据权利要求1中所述电流控制(311)，其特征是采样储能电容的充电电流(305)， 当该电流超出设定值时输出控制信号(313)，该控制信号控制PWM发生器(310)减小占空比。5.根据权利要求1中所述电压控制(312)，其特征是采样储能电容的充电电压(307)， 当该充电电压值超出设定值时输出控制信号(314)，该控制信号控制PWM发生器(310)减小占空比。6.根据权利要求1中所述的开环PWM控制方法，其特征是根据占空比变化曲线产生 PWM信号米控制变换器。7.根据权利要求6中所述占空比变化曲线，包含电流上升阶段Tl、恒流充电阶段T2、电流下降阶段T3 ；这三个阶段的特征是电流上升阶段Tl，采用大占空比工作使充电电流上升；在恒流充电阶段T2，占空比从小逐步增大，充电电流维持恒定；在电流下降阶段T3，占空比维持最大。8.根据权利要求7中所述占空比变化曲线，其产生方式是将该曲线以表格方式存储在数据存储器中，由程序查表产生；或者该曲线直接编入程序产生。全文摘要本专利技术公开了一种储能电容开环PWM控制恒流充电方法及装置，适用于需要电容快速储能的
，如用储能电容快速充电然后瞬时放电的方式，产生脉冲电场、脉冲磁场、脉冲激光、脉冲微波、闪光等的应用领域。包括变换器(302)、PWM发生器(310)、电流控制(311)、电压控制(312)、电感(304)、储能电容(306)。该装置采用预设充电曲线的开环PWM控制方法，能使充电过程接近理想的恒流充电以减小充电过程的电流冲击，又能减小充电电感的电感量降低电感的工程制作难度。文档编号H02J15/00GK102468748SQ201010555730公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日专利技术者危立辉 申请人:中南民族大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：危立辉，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：
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