一种扩展式电容储能电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种扩展式电容储能电路，解决了电源电压不稳定情况下，维持稳定电压，必须电容储能大，导致成本高、体积庞大的问题。一种扩展式电容储能电路，包括：目标电容，与电源并联，对电源产生的目标电压进行储能并滤波；扩展电容，将电能以电压的形式储存起来，接收目标电容转移的电能和提供电能转移到目标电容；控制电路，检测目标电压，并通过信号控制升压电路和降压电路，实现电能转移；升压电路，连接在目标电容和扩展电容之间，目标电压高于上限电压时，将电能从目标电容转移到扩展电容；降压电路，连接在目标电容和扩展电容之间，目标电压低于下限电压时，将电能从扩展电容转移到目标电容。通过上述技术方案，便可很好的解决现有技术中的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种扩展式电容储能电路
本技术属于电学领域，具体涉及一种扩展式电容储能电路。
技术介绍
在电子
，电容可以储存电能，电容储能的多少与电压的高低相关。在某些供电不稳但需求稳定电压、需要储能的场合，传统做法用大电容来储能维持稳定电压，由于电容本身的储能特性所致，如果稳压要求更高，容量将会呈几何级数增长，这样电容的利用率低，成本非常高，体积非常庞大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种扩展式电容储能电路，能够解决现有技术中的问题。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案如下：一种扩展式电容储能电路，包括：目标电容，与电源并联，对电源产生的目标电压进行储能并滤波；扩展电容，扩展电容作为目标电容外的扩展，将电能以电压的形式储存起来，接收目标电容转移的电能和提供电能转移到目标电容；目标电容充电时，扩展电容同时吸取电能，目标电容放电时，扩展电容同时释放电能；扩展电容以电压波动来换取目标电压的稳定；控制电路，检测目标电压，并通过信号控制升压电路和降压电路，实现电能转移；升压电路，连接在目标电容和扩展电容之间，目标电压高于上限电压时，升压电路将电能从目标电容转移到扩展电容；降压电路，连接在目标电容和扩展电容之间，目标电压低于下限电压时，降压电路将电能从扩展电容转移到目标电容；上述控制电路包括：电压信号取样元件，电压信号取样元件获取目标电压并输出至电压比较元件；两个电压提供元件，分别提供下限电压信号和上限电压信号至电压比较元件；两个电压比较元件，分别将目标电压与下限电压和上限电压进行比较；当目标电压信号电平高于上限电压，开通升压电路；当目标电压信号电平电压低于下限电压，开通降压电路。作为一种优选技术方案，所述升压电路包括BOOST升压电路和控制元件；控制元件输出信号以控制所述BOOST升压电路电流的导通与截止。作为一种优选技术方案，降压电路包括BUCK降压电路和控制元件；控制元件输出信号以控制所述BUCK降压电路的导通与截止。作为一种优选技术方案，控制电路还包括限压保护电路，用于检测扩展电容电压，输出信号关断升压电路。本技术与现有技术相比，具有以下有益效果：扩展电容作为目标电容外的扩展，作用是将电能以电压的形式储存起来，正常工作时以较大的电压波动来换取目标电压的稳定，相当于将目标电容的容量大大的增加了。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的电路原理图其中，附图标记如下所示：1-控制电路，2-降压电路，3-升压电路。具体实施方式本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种扩展式电容储能电路，下面结合实施例对本技术作进一步详细说明。实施例一种扩展式电容储能电路，包括目标电容、扩展电容、控制电路、升压电路和降压电路。如图1所示，在目标电容和扩展电容之间连接有控制电路、降压电路和升压电路；上述控制电路还连接在降压电路与升压电路之间。本技术的主要作用是对一个电压储能并滤波，这个电压在这里称作目标电压，跨接在目标电压上的电容在这里称作目标电容，使用时，将电源与本电路的目标电容并联，即可对电源进行储能并滤波。其中，利用升压电路和降压电路，可以将电能在目标电容与扩展电容之间转移，以实现目标电压的相对稳定；目标电压偏高时，使电能从目标电容向扩展电容转移；目标电压偏低时，使电能从扩展电容向目标电容转移，以实现目标电压的相对稳定；目标电容充电时，扩展电容同时吸取电能，目标电容放电时，扩展电容同时释放电能；扩展电容以较大的电压波动来换取目标电压的稳定。如图2所示，以下依次对上述控制电路、升压电路和降压电路的电路结构和原理进行说明：控制电路，包括光耦合器U2，光耦合器的输出端与降压电路连接，光耦合器的1脚接入电压VCC，光耦合器的2脚与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端连接比较器U4的输出端，比较器U4的反相输入端与比较器U3的同相输入端连接，比较器U3的反相输入端与电阻R5的一端连接后连接到电阻R4的一端；电阻R5的另一端与比较器U4的同相输入端连接后连接到稳压二极管DZ1的负极，稳压二极管DZ1的正极依次连接有电阻R9、R7，电阻R9、R7之间的公共端连接到比较器U4的反相输入端和比较器U3的正相输入端之间。比较器U3的输出端依次连接的电阻R6、三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R12与稳压二极管DZ2的正极连接。电阻R7和电阻R9取样的电压信号，与稳压二极管DZ1提供的下限电压，在比较器U4进行比较；当电压信号电平低于下限电压，比较器U4输出高电平，光耦合器关断，降压电路工作；反之，当电压信号高于电压时，降压电路停止工作。稳压二极管DZ1电压叠加R5上的压降作为上限电压，与电阻R7和电阻R9取样的电压信号，在比较器U3进行比较；当电压信号电平高于上限电压，比较器U3输出高电平，开通升压电路；反之，当电压信号低于电压时，升压电路停止工作。稳压二极管DZ2、电阻R12、三极管Q3的作用是为升压电路和扩展电容提供限压保护，当扩展电容电压上升到设定值时，稳压二极管DZ2有小电流流过，经过电阻R12，驱动三极管Q3开通，关断升压电路。降压电路包括芯片U1，芯片U1的FB脚与上述控制电路中光耦合器U2的3脚连接，芯片U1的R1脚连接到电阻R1的一端，电阻R1的另一端与上述光耦合器U2的4脚连接；电阻R1的另一端还与芯片U1的GND脚连接后连接到电容C1的一端，电容C1的另一端与二极管D1的负极连接后连接到芯片U1的VDD脚，二极管D1的正极接入电压VCC；电容C1的另一端、二极管D1的负极、芯片U1的VDD脚之间的公共端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接到开关管Q1的漏极，开关管Q1的栅极连接到芯片U1的GATE脚，开关管Q1的源极与芯片U1的SENSE脚连接后连接到电阻R3的一端；电阻R3的另一端与二极管D2的负极连接后连接到电感L1的一端，二极管D2的正极接地；电阻R1的另一端还连接到二极管D2的负极。电感L1的另一端与上述控制电路中R4的另一端连接后连接到目标电容C2的一端。降压电路中，开关管Q1、电感L1、二极管D2组成一个BUCK的降压电路，电阻R3为取样电阻。芯片U1为PWM控制芯片，电阻R1作用是设定比较器U4的工作频率，属于芯片内部工作所需。U1第VDD脚是芯片供电端，电阻R2、二极管D1、电热C1为芯片U1提供15V左右的电源供给。工作时扩展电容有一定电压，通过电阻R2向电容C1提供微小的电流，电容C1电压达到一定时，芯片U1启动，但如果光耦合器U2开通，FB脚为低电平，芯片U1不会有输出。芯片U1第FB脚内部自带上拉电阻，当光耦合器U2关断时，FB脚为高电平，升压电路工作。GATE输出PWM信号，驱动开关管Q1，开关管Q1开通时，电流从扩展电容C3经过开关管Q1、电阻R3、电感L1到目标电容C2，实现了电能从扩展电容转移至目标电容。开关管Q1关断瞬间由于电感L1电流不能突变，将通过目标电容C1和二极管D2形成回路，此时目标电容C2充电，实现了电能从扩展电容转移至目标电容。同时，由于二极管D2导通，外部电源通过二极管D1给电容C1充电，实现了芯片U1的供电。电阻R3是电流检测电阻，开关管Q1工作时，芯片U1的SENSE脚检测电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩展式电容储能电路，其特征在于，包括：目标电容，与电源并联，对电源产生的目标电压进行储能并滤波；扩展电容，扩展电容作为目标电容外的扩展，将电能以电压的形式储存起来，接收目标电容转移的电能和提供电能转移到目标电容；目标电容充电时，扩展电容同时吸取电能，目标电容放电时，扩展电容同时释放电能；扩展电容以电压波动来换取目标电压的稳定；控制电路，检测目标电压，并通过信号控制升压电路和降压电路，实现电能转移；升压电路，连接在目标电容和扩展电容之间，目标电压高于上限电压时，升压电路将电能从目标电容转移到扩展电容；降压电路，连接在目标电容和扩展电容之间，目标电压低于下限电压时，降压电路将电能从扩展电容转移到目标电容；上述控制电路包括：电压信号取样元件，电压信号取样元件获取目标电压并输出至电压比较元件；两个电压提供元件，分别提供下限电压信号和上限电压信号至电压比较元件；两个电压比较元件，分别将目标电压与下限电压和上限电压进行比较；当目标电压信号电平高于上限电压，开通升压电路；当目标电压信号电平电压低于下限电压，开通降压电路。

【技术特征摘要】
1.一种扩展式电容储能电路，其特征在于，包括：目标电容，与电源并联，对电源产生的目标电压进行储能并滤波；扩展电容，扩展电容作为目标电容外的扩展，将电能以电压的形式储存起来，接收目标电容转移的电能和提供电能转移到目标电容；目标电容充电时，扩展电容同时吸取电能，目标电容放电时，扩展电容同时释放电能；扩展电容以电压波动来换取目标电压的稳定；控制电路，检测目标电压，并通过信号控制升压电路和降压电路，实现电能转移；升压电路，连接在目标电容和扩展电容之间，目标电压高于上限电压时，升压电路将电能从目标电容转移到扩展电容；降压电路，连接在目标电容和扩展电容之间，目标电压低于下限电压时，降压电路将电能从扩展电容转移到目标电容；上述控制电路包括：电压信号取样元件，电压信号取样元件获取目标电压并输出至电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：关灯景，甘耀东，唐春，
申请(专利权)人：四川君健万峰医疗器械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51