我的课题是做一个电容充电器,给断路器的分合闸储能电容充电。
电容的充电特性:
•电容器的寿命(电容值)跟重复频率成正比
因此需要一种恒流充电实现快速充电并且延长电容器的寿命。
常规的电容充电有以下几种方式:
我选择选择拓扑方式:全桥串联谐振
LC谐振频率大家都知道怎么计算,因此小弟就不多说,规定谐振频率为Fr,开关频率为Fs。根据开关频率的不同存在两种种模式:断续模式和连续模式,当fs < fr/2 为连续模式,一个开关周期包括两个完整的谐振周期,且其电流断续工作,为电流不连续模式(即 DCM 模式)。选择此方式能够实现开关器件零电流通断,损耗低且电磁干扰小。谐振电流的波形如图:
可以看出:
(1) 在输入电压以及其他电路参数一定的情况下,负载电容充电电流恒定不变,只取决于开关频率,与负载电压无关。
(3) 谐振电容电压会在每一个谐振周期后产生一定的残压,且这个残压值随开关次数成等比增加(即每个周期增加的幅值大小相同)。
(5) 由于在实际中,负载 C2 的值远大于谐振电容 C1 的数值,电源充电时,充电电压在每个周期内变化的幅度很小,且是“恒流”充电,因此可以应用开环控制的控制策略,不需闭环反馈,只控制开关次数即可控制输出电压的大小。
基本原理就到此位置。
我是通过变频控制实现期望的充电电流,当然这其中包括DSP控制程序的编写、电流电压的采样、光耦隔离驱动等工作,就不一一说明了,下面贴几张实物图: