CN105896680B - 一种电容器充电和放电电压单独可控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电容器充电和放电电压单独可控制的方法，具体涉及开关电路、电容器、分压电路、模拟转数字电路、微控制器电路和微控制器的技术领域。本发明使用采样电阻回路并联在电容的两端，其电容为待充电或放电的电容，把电容上的电压转换成小电压信号，再把小电压信号送到ADC模拟转数字电路，通过ADC把被小电压信号转成数字信号，该数字信号被MCU微控器的处理单元接收；本发明对电容的充电电压值和放电电压值可以实时监测，并能及时控制接通和断开充电电路，也能及时控制接通和断开放电回路，达到控制电容上的充电电压值和放电电压值，并且充电电压值和放电电压值可以调整，不需要调整电路。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容器充电和放电电压单独可控制的方法，具体涉及开关电路、电容器、分压电路、模拟转数字电路、微控制器电路和微控制器的技术领域。
背景技术
现有技术：在有关的电容充电电路中，有一种是对电容充电时，利用充分长的时间，进行充电，以致达到提供充电的电源电压，误差在1%内；另外一种是利用硬件比较电路方式，把电容电压控制在固定的值，不能在软件中更改充电电压。电容放电时，电容两端的电压几乎不控制，为了加快放电速度，并联一个放电电阻。
发明内容
本发明目的为了在电容充电时和电容放电时，能够及时控制电容上的电压达到预期值，并且预期值可以调整，不需要调整电路，提供了一种电容器充电和放电电压单独可控制的方法。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种电容器充电和放电电压单独可控制的方法，使用采样电阻回路并联在电容的两端，其电容为待充电或放电的电容，把电容上的电压转换成小电压信号，再把小电压信号送到ADC模拟转数字电路，通过ADC把被小电压信号转成数字信号，该数字信号被MCU微控器的处理单元接收，这样，MCU微控器实时采集电容上的电压；
在达到预期的充电电压时，断开充电开关，停止充电，预期的充电电压值在MCU的程序里可以设置；
在电容放电时，达到预期的放电电压时，断开放电开关，停止放电，预期的放电电压值在MCU的程序里也可以设置。
其中MCU微控器可以实时采集电容上的电压，是指利用可编程的器件中的程序读取数字信号后，转换成电容的电压值或成比例的电压值。
电源和开关合并成一个模块或者分开的模块，ADC模块和MCU模块合并成一个模块或者分开的模块。
本发明的有益效果：
本发能够及时控制电容上的电压达到预期值，并且预期值可以调整，不需要调整电路，能够任意控制电容的充电电压值和电容的放电电压值。
附图说明
图1是本发明中电容器充电和放电电压可控制的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明进行详细说明：
电源1是直流电源，它的输出电流最大值应该受限，电源1的正极端与第一开关2的一端相连，电源1的负极端与电容3的一端相连，连接在节点L2处。第一开关2的另一端与电容3一端相连，第一开关2的接通与断开受MCU（可编程微控制单元）的S1信号控制。第一电阻5是放电电阻，应根据充点电容上的最大电压值和电容值所决定能量来选放电电阻的功率，根据放电时间选择阻值。第二开关4一端连接第一电阻5，另一端连接到节点L2处，第二开关4的接通与断开受MCU（可编程微控制单元）的S2信号控制。第二电阻6和第三电阻7串联后并联在电容3的两端，作为电容3的取样电阻，阻值应不影响电容放电时间来选择，都在100K以上，也要考虑功率。电容3的电压在第三电阻7上转换成小电压。第三电阻7的取值，需要考虑电容3上最大电压时，转成小电压，应在ADC模块8输入电压范围内。连着第三电阻7的节点L1连接到ADC模块8，ADC模块8（模拟转数字模块）负责把小电压转成数字信号，选择ADC原则，至少12位分辨率，这样能保证所控制的充电电压和放电电压的准确性在0.1%内。MCU模块9负责读取ADC模块8输出的数字信号，在MCU模块9中，使用程序把读取到的数字信号值转换成电容3上的电压值，这样MCU模块9可以实时知道电容3上的电压值。
具体工作过程是：
在电容3充电时，MCU模块9发出信号S2低电平，控制第二开关4断开，MCU模块9发出信号S1高电平，控制第一开关2接通，电容3开始充电，电容3上电压经过第二电阻6和第三电阻7分压后，转成<3.3v小信号，MCU模块9实时读取ADC模块8，与程序中预期充电电压值进行比较，等于预期电压值时，MCU模块9发出信号S1低电平，控制第一开关2断开，停止充电。
在电容3放电时， MCU模块9发出信号S1低电平，控制第一开关2断开，MCU模块9发出信号S2高电平，控制第二开关4接通，电容3开始放电，电容3上电压经过第二电阻6和第三电阻7分压后，转成<3.3v小信号，MCU模块9实时读取ADC模块8，与程序中预期放电电压值进行比较，等于预期电压值时，MCU模块9发出信号S2低电平，控制第二开关4断开，停止放电。
预期充电电压值和预期放电电压值在MCU模块9中可以任意设置。
Claims (3)
1.一种电容器充电和放电电压单独可控制的方法，其特征在于：使用采样电阻回路并联在电容的两端，其电容为待充电或放电的电容，把电容上的电压转换成小电压信号，再把小电压信号送到ADC模拟转数字电路，通过ADC把小电压信号转成数字信号，该数字信号被MCU微控器的处理单元接收，这样，MCU微控器实时采集电容上的电压；
在达到预期的充电电压时，断开第一开关，停止充电，预期的充电电压值在MCU的程序里可以设置；
在电容放电时，达到预期的放电电压时，断开第二开关，停止放电，预期的放电电压值在MCU的程序里也可以设置；
在电容充电时，MCU模块发出信号低电平，控制第二开关断开，MCU模块发出信号高电平，控制第一开关接通，电容开始充电，电容上电压经过第二电阻和第三电阻分压后，转成<3.3v小信号，MCU模块实时读取ADC模块，与程序中预期充电电压值进行比较，等于预期充电电压值时，MCU模块发出信号低电平，控制第一开关断开，停止充电；
在电容放电时， MCU模块发出信号低电平，控制第一开关断开，MCU模块发出信号高电平，控制第二开关接通，电容开始放电，电容上电压经过第二电阻和第三电阻分压后，转成<3.3v小信号，MCU模块实时读取ADC模块，与程序中预期放电电压值进行比较，等于预期放电电压值时，MCU模块发出信号低电平，控制第二开关断开，停止放电。
2.根据权利要求1所述的电容器充电和放电电压单独可控制的方法，其特征在于：其中MCU微控器实时采集电容上的电压，是指利用可编程的器件中的程序读取数字信号后，转换成电容的电压值或成比例的电压值。
3.根据权利要求1所述的电容器充电和放电电压单独可控制的方法，其特征在于：电源和开关合并成一个模块或者分开的模块，ADC模块和MCU模块合并成一个模块或者分开的模块。
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