CN113162020B - 一种大量电容并联连接的均流电路结构及球马克装置电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大量电容并联连接的均流电路结构及球马克装置电源，单组电容结构包括若干个电容、正组连接排和负组连接排，若干个电容并联连接，所有电容的正极均连接到正组连接排上，且正组连接排连接所有电容的正极后沿电容排列方向A出线；所有电容的负极均连接到负组连接排上，且负组连接排连接所有电容的负极后沿电容排列方向B出线，走线方向在最后一个电容处旋转180度转变为沿电容排列方向A，并与正组连接排的出线汇总接出形成回路；方向A与方向B平行且方向相反。多组电容结构包括多组单组电容结构，且多组单组电容结构并排设置形成电容组并联矩阵结构。本发明在不增加额外器件的情况下，即可让电容组并联矩阵结构达到均流效果。

Description

一种大量电容并联连接的均流电路结构及球马克装置电源
技术领域
本发明涉及大量电容并联连接的均流技术领域，具体涉及一种大量电容并联连接的均流电路结构及球马克装置电源。
背景技术
现有技术通过与电容串联一个阻抗匹配部分，阻抗匹配部分采用功率电阻、正温度系数的温敏电阻或者感抗，如果将这种均流方式应用到电容均流中，其缺点是串联的阻抗会消耗电路中的能量，且额外增加的部件让成本增加。
因此，大量电容并联连接的电路中，存在以下弊端：多个电容并联带来的电容互相放电、放电不均流等问题会让电容放电不充分或者放电能力偏低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是多个电容并联带来的电容互相放电、放电不均流等问题会让电容放电不充分或者放电能力偏低的问题。本发明目的在于提供一种大量电容并联连接的均流电路结构及球马克装置电源，本发明的电路结构主要是为了解决电容放电不均流的问题，让电容充分放电。本发明主要提供了一种电容组并联的连接方式，在不增加额外器件的情况下，即可让电容组并联矩阵结构达到均流效果。
本发明通过下述技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，包括若干个电容、正组连接排和负组连接排，若干个电容并联连接，所有电容的正极均连接到所述正组连接排上，且所述正组连接排连接所有电容的正极后沿电容排列方向A出线；
所有电容的负极均连接到所述负组连接排上，且所述负组连接排连接所有电容的负极后沿电容排列方向B出线，走线方向在最后一个电容处旋转180度转变为沿电容排列方向A，并与所述正组连接排的出线汇总接出形成回路；
沿电容排列方向A与沿电容排列方向B，两者平行且方向相反。
本发明的电容并联结构使每个电容的放电回路长度相等，避免了由放电回路不一致引起的电容不均流问题，电容组放电回路示意图见图3，图中C11、....、C1k、...、C1n的放电回路长度基本相等。本发明的均流电路结构使多并联回路的每个并联回路长度相等，可以用于其它有并联器件的应用场合，用于避免由并联回路长度不等引起的器件不均流问题。
作为进一步地优选方案，每个所述电容的放电回路长度相等，用于避免由并联回路长度不等引起的电容或者其它器件不均流问题。
作为进一步地优选方案，若干个电容并列呈一排。
作为进一步地优选方案，所述正组连接排、负组连接排均与并列呈一排的电容平行。
作为进一步地优选方案，每个所述电容可以采用无极性电容或者有极性电容，当采用有极性电容时，可以为螺栓型电解电容，主要是为了减少并联电容之间的环流。
第二方面，本发明还提供了一种多组大量电容并联连接均流电路结构，包括多组所述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，且多组所述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构并排设置形成电容组并联矩阵结构；
所有电容组的正极汇总后沿所有电容组方向C出线输出U+；所有电容组的负极汇总后沿所有电容组方向D出线，且走线方向到最后一组电容组处旋转180度转变为沿所有电容组方向C输出U-，最终与U+汇合接出形成回路；
沿所有电容组方向C与沿所有电容组方向D，两者平行且方向相反；及沿所有电容组方向C与沿电容排列方向A垂直。
第三方面，本发明还提供了一种电容储能的球形托卡马克装置磁场线圈电源，包括多个螺栓型电解电容，所述多个螺栓型电解电容按照所述的一种多组大量电容并联连接均流电路结构进行布置与连接，每个螺栓型电解电容的放电回路长度相等，实现球形托卡马克装置磁场线圈电源中的电容均流。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明的电容并联结构布局与连接使每个电容的放电回路长度相等，避免了由放电回路不一致引起的电容不均流问题。
2、本发明的电容并联结构均流替代器件均流，应用在大量电容并联的场合可降低成本。
3、本发明结构使多并联回路的每个并联回路长度相等，适应于一种电容储能的球形托卡马克装置磁场线圈电源中上千个螺栓型电解电容能够实现均流；本发明还可以用于其它有并联器件的应用场合，用于避免由并联回路长度不等引起的器件不均流问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明单组电容连接示意图。
图2为本发明多个电容组连接示意图。
图3为本发明图2中多个电容组放电回路示意图。
图4为本发明球形托卡马克装置磁场线圈电源中的多个螺栓型电解电容排布结构示意图。
图5为本发明球形托卡马克装置磁场线圈电源中电容的实测波形示意图。
图6为本发明实施例中电容C11放电回路长度示意图。
图7为本发明实施例中电容C1k放电回路长度示意图。
图8为本发明实施例中电容C1n放电回路长度示意图。
附图标记及对应的零部件名称：
1-正组连接排，2-负组连接排。
具体实施方式
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，包括若干个电容C11、....、C1k、...、C1n、正组连接排1和负组连接排2，若干个电容C11、....、C1k、...、C1n并联连接，以上所有电容的正极均连接到所述正组连接排1上，且所述正组连接排1连接所有电容的正极后沿电容排列方向A(即沿电容C11到C1n的方向)出线；
以上所有电容的负极均连接到所述负组连接排2上，且所述负组连接排2连接所有电容的负极后沿电容排列方向B(即沿电容C1n到C11的方向)出线，走线方向在最后一个电容(即电容C11)处旋转180度转变为沿电容排列方向A(即沿电容C11到C1n的方向)，并与所述正组连接排1的出线汇总接出形成回路；
沿电容排列方向A与沿电容排列方向B，两者平行且方向相反。
若干个电容并列呈一排，所述正组连接排1、负组连接排2均与并列呈一排的电容平行。
本实施例中，每个所述电容的放电回路长度相等，用于避免由并联回路长度不等引起的电容或者其它器件不均流问题。
本实施例中，每个所述电容可以采用无极性电容或者有极性电容，当采用有极性电容时，可以为螺栓型电解电容，主要是为了减少并联电容之间的环流。
本发明的电容并联结构使每个电容的放电回路长度相等，避免了由放电回路不一致引起的电容不均流问题，电容组放电回路示意图见图3，图中C11、....、C1k、...、C1n的放电回路长度基本相等。本发明的均流电路结构使多并联回路的每个并联回路长度相等，可以用于其它有并联器件的应用场合，用于避免由并联回路长度不等引起的器件不均流问题。
实施例2
如图1至图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种多组大量电容并联连接均流电路结构，包括多组实施例1所述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，且多组所述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构并排设置形成电容组并联矩阵结构；
如图2所示，所有电容组的正极汇总后沿所有电容组方向C出线输出U+；所有电容组的负极汇总后沿所有电容组方向D出线，且走线方向到最后一组电容组处旋转180度转变为沿所有电容组方向C输出U-，最终与U+汇合接出形成回路；
沿所有电容组方向C与沿所有电容组方向D，两者平行且方向相反；及沿所有电容组方向C与沿电容排列方向A垂直。
具体实施时：电容组放电回路示意图见图3，图3中第一电容组中的电容C11放电回路长度为图6中虚线长度的总和，图3中第一电容组中的电容C1k放电回路长度为图7中虚线长度的总和，图3中第一电容组中的电容C1n放电回路长度为图8中虚线长度的总和。由此可知，第一电容组中C11、....、C1k、...、C1n的放电回路长度基本相等。
同理，第二电容组中Ck1、....、Ckk、...、Ckn的放电回路长度基本相等，第三电容组中Cn1、....、Cnk、...、Cnn的放电回路长度基本相等，并且第一电容组、第二电容组和第三电容组中的各个电容回路长度基本相等。
实施例3
如图1至图5所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种电容储能的球形托卡马克装置磁场线圈电源，包括多个螺栓型电解电容，所述多个螺栓型电解电容设置于架体上，所述架体包括多层，每层上按照实施例2布置多个电容，层之间也按照实施例2布置多组电容组；且相邻电容之间及架体的层之间均设有绝缘措施，以避免相互之间的影响。
所述多个螺栓型电解电容按照实施例3中所述的一种多组大量电容并联连接均流电路结构进行布置与连接，每个螺栓型电解电容的放电回路长度相等，实现球形托卡马克装置磁场线圈电源中的电容均流。
本发明的一种电容储能的球形托卡马克装置磁场线圈电源中包括上千个螺栓型电解电容，上千个螺栓型电解电容按照实施例3中所述的一种多组大量电容并联连接均流电路结构进行布置与连接，见图4，连接方式见图1和图2。本发明的电容并联结构使每个电容的放电回路长度相等，避免了由放电回路不一致引起的电容不均流问题。
实测波形图5中三个通道分别测试三个不同位置的电容电压，波形基本重合，可以说明实际测试中每个电容几乎同时放电，没有明显的延迟放电现象。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，其特征在于，包括若干个电容、正组连接排（1）和负组连接排（2），若干个电容并联连接，所有电容的正极均连接到所述正组连接排（1）上，且所述正组连接排（1）连接所有电容的正极后沿电容排列方向A出线；
所有电容的负极均连接到所述负组连接排（2）上，且所述负组连接排（2）连接所有电容的负极后沿电容排列方向B出线，走线方向在最后一个电容处旋转180度转变为沿电容排列方向A，并与所述正组连接排（1）的出线汇总接出形成回路；
沿电容排列方向A与沿电容排列方向B，两者平行且方向相反；
每个所述电容的放电回路长度相等。
2.根据权利要求1所述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，其特征在于，若干个电容并列呈一排。
3.根据权利要求2述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，其特征在于，所述正组连接排（1）、负组连接排（2）均与并列呈一排的电容平行。
4.根据权利要求1所述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，其特征在于，每个所述电容均为螺栓型电解电容。
5.一种多组大量电容并联连接均流电路结构，其特征在于，包括多组如权利要求1至4中任一所述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构，且多组如权利要求1至4中任一所述的一种单组大量电容并联连接的均流电路结构并排设置形成电容组并联矩阵结构；
所有电容组的正极汇总后沿所有电容组方向C出线输出U+；所有电容组的负极汇总后沿所有电容组方向D出线，且走线方向到最后一组电容组处旋转180度转变为沿所有电容组方向C输出U-，最终与U+汇合接出形成回路；
沿所有电容组方向C与沿所有电容组方向D，两者平行且方向相反；及沿所有电容组方向C与沿电容排列方向A垂直；
所有电容组的放电回路长度相等。
6.一种电容储能的球形托卡马克装置磁场线圈电源，其特征在于，包括多个螺栓型电解电容，所述多个螺栓型电解电容按照如权利要求5中的多组大量电容并联连接均流电路结构进行布置与连接，每个螺栓型电解电容的放电回路长度相等，实现球形托卡马克装置磁场线圈电源中的电容均流。
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