CN115621054A - 一种多路容值可变的电容器装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，涉及可变电容器装置领域。本发明的接入点X、接入点Y和第二电容器单元构成回路，电容器C_B1至电容器C_B(n‑1)两端分别通电容器C_A1至C_An连接接入点X，电容器C_Ai与接入点X之间设有接触器S_1r；接入点Y、接入点Z和第三电容器单元构成回路，电容器C_C1至电容器C_C(n‑1)两端分别通电容器C_D1至C_Dn与接入点Z建立连接，电容器C_Dl与相应电容器C_Ck之间分别设有接触器S_2s；电容器C_B1至电容器C_B(n‑1)两端分别通过接触器S_3t分别连接电容器C_C1至电容器C_C(n‑1)两端。本发明通过调节接触器组合得到所需的电容值，工作过程更为简单、灵活。

Description

一种多路容值可变的电容器装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及可变电容器装置领域。更具体地，公开了一种多路容值可变的电容器装置的工作方法。

背景技术

电容器以其电容量变化范围为分类标准可以分为两种，第一种是可变电容器，它又称为可调电容器，这种电容器的电容量是可以随时变化的，它的介质通常为空气介质和薄膜介质的形式；另一种是半可变电容器，它又称为微调电容器，这种电容器的电容值是固定值，不会随时变化，它的介质通常为空气介质、陶瓷介质和薄膜介质的形式。

可变电容器以其介质材料为分类标准可分为空气介质可变电容器和固体介质可变电容器两种。空气介质可变电容器的电极由一组动片和一组定片组成，动片是电极中可以转动的一组，定片是电极中不能转动、固定不变的一组，空气为动片与定片之间的介质材料。固体介质可变电容器也有一组动片和一组定片，在两组金属片之间添加塑料薄膜或云母片作为介质，它的外壳为透明塑料。

上述为传统可变电容器，这种可变电容器采用机械结构，其优点是自身体积较小、重量较轻，可以应用在微电子仪器中，但它也存在诸多缺点，如操作过程中噪声大，由于采用机械结构，各个金属片之间容易磨损，存在影响可变电容器的使用寿命的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，满足电容值不同调节范围和不同调节精度的要求。

本发明第一方面提供了一种多路容值可变的电容器装置，包括电容器装置和控制系统，所述电容器装置包括接入点X、接入点Y、接入点Z、第一电容器单元、第二电容器单元、第三电容器单元和第四电容器单元，第一电容器单元包括n个并联连接的电容器C_Ai，i＝1,2，…，n；第二电容器单元包括依次串联连接的n个电容器C_Bj，j＝1,2，…，n；第三电容器单元包括依次串联连接的n个电容器C_Ck，k＝1,2，…，n；第四电容器单元包括n个并联的电容器C_Dl，l＝1,2，…，n；

接入点X、接入点Y和第二电容器单元构成回路，电容器C_B1至电容器C_B(n-1)两端分别通电容器C_A1至C_An与接入点X建立连接，电容器C_Ai与接入点X之间分别设有接触器S_1r，r＝1,2，…，n；接入点Y、接入点Z和第三电容器单元构成回路，电容器C_C1至电容器C_C(n-1)两端分别通电容器C_D1至C_Dn与接入点Z建立连接，电容器C_Dl与相应电容器C_Ck之间分别设有接触器S_2s，s＝1,2，…，n；电容器C_B1至电容器C_B(n-1)两端分别通过接触器S_3t分别连接电容器C_C1至电容器C_C(n-1)两端，其中t＝1,2，…，n。

进一步的，所述电容器C_Ai和电容器C_Bn的电容值均为C_m/2，其中i＝1,2，…，n；

所述电容器C_Bj、电容器C_Ck和电容器C_Dl的电容值均为C_m，其中，j＝1,2，…，n-1，k＝1,2，…，n，l＝1,2，…，n。

进一步的，所述控制系统包括上位机、CAN分析仪和电容器控制装置。

本发明第二方面提供了一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，基于所述的一种多路容值可变的电容器装置实现，包括：

根据所需电容值范围选择电容调节区，所述电容调节区包括X-Y调节区、Y-Z调节区和X-Z调节区；

X-Y调节区中，以接入点X和接入点Y作为直流电输入端点，第一电容器单元中的电容器C_Ai和第二电容器单元中的电容器C_Bj为X-Y调节区中的电容器，其中，i＝1,2，…，n；j＝1,2，…，n；

Y-Z调节区中，以接入点Y和接入点Z作为直流电输入端点，第二电容器单元中的电容器C_Bj、第三电容器单元中的电容器C_Ck和第四电容器单元中的电容器C_Dl为Y-Z调节区中的电容器，接触器S_3t均保持在接通状态，其中，j＝1,2，…，n-1，k＝1,2，…，n；l＝1,2，…，n；t＝1,2，…，n；

X-Z调节区中，以接入点Y和接入点Z作为直流电输入端点，第一电容器单元中的电容器C_Ai、第二电容器单元中的电容器C_Bj、第三电容器单元中的电容器C_Ck和第四电容器单元中的电容器C_Dl为X-Z调节区中的电容器，其中，i＝1,2，…，n；j＝1,2，…，n；k＝1,2，…，n；l＝1,2，…，n。

进一步的，X-Y调节区的电容值调节方法为：调节接触器S_1r的接通和断开，各接触器S_1r的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。

进一步的，X-Y调节区中，当接触器S_1r均接通时，达到最大电容值C_max1，当接触器S_1r均断开时，达到最小电容值C_min1。

进一步的，Y-Z调节区的电容值调节方法为：调节接触器S_2s的接通和断开，各接触器S_2s的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。

进一步的，Y-Z调节区中，当接触器S_2s均接通时，达到最大电容值C_max2，当接触器S_2s均断开时，达到最小电容值C_min2。

进一步的，X-Z调节区的电容值调节方法包括

接触器S₃₁接通，S₃₂至S_3n断开，调节接触器S_1r和接触器S_2s的接通和断开，各接触器S_1r和接触器S_2s的接通和断开组合建立相应的电容调节电路；

接触器S_3n接通，S₃₁至S_3(n-1)断开，调节接触器S_1r和接触器S_2s的接通和断开，各接触器S_1r和接触器S_2s的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。

进一步的，X-Z调节区中，接触器S₃₁接通，S₃₂至S_3n断开情况下，当接触器S_1r和接触器S_2s均接通时，达到最大电容值C_max3，当接触器S_1r和接触器S_2s均关断时，达到最小电容值C_min3；

接触器S_3n接通，S₃₁至S_3(n-1)断开情况下，当接触器S_1r和接触器S_2s均接通时，达到最大电容值C_max4，当接触器S_1r和接触器S_2s均关断时，达到最小电容值C_min4。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明的一种多路容值可变的电容器装置包括不同的电容调节区，可以根据电容值调节范围和电容值调节精度选择不同的调节区，利用接触器实现增大和减少电容值。每个调节区中采用多种串、并联的连接方式，变化的电容数量和连接方式能更能拓展电容值的调节范围和调节精度。

2、本发明的电容器在通过上位机实现对电容值的自动调节，与传统的控制方式先比，操作简单、控制灵活、维护方便，所得电容值精确度高、控制范围宽。

3、本发明的电容器装置工作过程中，通过调节不同的接触器得到电容调节回路，输出所需的电容值，工作过程更为简单、灵活。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明一具体实施例的控制系统结构原理图；

图2是本发明一具体实施例的电容器装置的电路原理图；

图3是本发明一具体实施例的电容器装置的控制原理图；

图4是本发明一具体实施例的电容器装置选择X-Y调节区的电路原理图；

图5是本发明一具体实施例的电容器装置选择Y-Z调节区的电路原理图；

图6是本发明一具体实施例的电容器装置选择X-Z调节区的电路原理图；

图7是本发明一具体实施例中，接触器S₃₁接通，S₃₂至S₃₈断开时，电容器装置选择X-Z调节区的电路原理图；

图8是本发明一具体实施例中，接触器S₃₁至S₃₇断开，S₃₈接通时，电容器装置选择X-Z调节区的电路原理图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了阐释的目的而描述了本发明的一些示例性实施例，需要理解的是，本发明可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。

如图1所示，一种多路容值可变的电容器装置，包括电容器装置、上位机、CAN分析仪和电容器控制装置，所述上位机、CAN分析仪和电容器控制装置构成控制系统，电容器控制装置主要由电源、单片机控制系统、继电器、警报器等组成，所述电容器包括多路电容和接触器。上位机控制控制接触器的通断来实现电容值的变化；采用CAN通信方式通过上位机控制接触器的通断，从而实现电容值的变化。将CAN分析仪接口与上位机接口相连，从而接收上位机的指令，而后将该指令转换为CAN通信指令发送至电容器控制装置，该装置中的单片机控制系统接收到CAN通信指令后，控制相应的继电器工作，继电器的作用是利用小电流回路来控制大电流回路，因此继电器可以控制电容器装置中的接触器工作，通过上位机指令控制各个接触器的通断，进而调节电容值。

所述电容器装置包含X、Y和Z三个直流端点，因此为外部设备提供电容时，有三种接入直流电的方式，即X-Y、X-Z、Y-Z。根据接线方式不同，所选择的调节区也不同，即可变电容值范围及精度不同。

如图2所示，在一具体实施例中，所述电容器装置包括第一电容器单元、第二电容器单元、第三电容器单元和第四电容器单元，第一电容器单元包括8个并联连接的电容器C_A1、C_A2、C_A3、C_A4、C_A5、C_A6、C_A7、C_A8；第二电容器单元包括依次串联连接的8个电容器C_B1、C_B2、C_B3、C_B4、C_B5、C_B6、C_B7、C_B8；第三电容器单元包括依次串联连接的8个电容器C_C1、C_C2、C_C3、C_C4、C_C5、C_C6、C_C7、C_C8；第四电容器单元包括8个并联的电容器C_Dl、C_D2、C_D3、C_D4、C_D5、C_D6、C_D7、C_D8；

接入点X、接入点Y和第二电容器单元构成回路，电容器C_B1至电容器C_B7的两端分别通电容器C_A1-C_A8与接入点X建立连接，电容器C_A1、C_A2、C_A3、C_A4、C_A5、C_A6、C_A7、C_A8与接入点X之间分别设有接触器S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄、S₁₅、S₁₆、S₁₇、S₁₈；接入点Y、接入点Z和第三电容器单元构成回路，电容器C_C1-C_C7两端分别通电容器C_D1-C_D8与接入点Z建立连接，电容器C_Dl-C_D8与相应电容器C_C1-C_C8之间分别设有接触器S₂₁-S₂₈；电容器C_B1-C_B7两端分别通过接触器S_31-S₃₈分别连接电容器C_C1至电容器C_C8两端。

本实施例中，所述电容器C_A1-C_A8和电容器C_B8的电容值均为C_m/2；所述电容器C_B1-C_B7、电容器C_C1-C_C8和电容器C_D1-C_D8的电容值均为C_m。

每个电容器单元中电容的数量根据需要进行设定，若要进一步提高可变电容器装置的调节精度时，可在现有结构的基础上以相同方式继续串、并联电容器和接触器，当多串、并联一组电容器和接触器，其调节精度可提高2倍，相反，当调节精度不高时，也可以以同样的方式减少串、并联电容器的数量。

基于上述一种多路容值可变的电容器装置，其控制方法如图2所示，包括：

首先根据所需电容的范围在X-Y、Y-Z和X-Z三种连接方式中进行选择，三种连接方式分别表示X-Y调节区、Y-Z调节区和X-Z调节区，通过上位机进行设定连接方式；

根据需要设定所需电容值的具体数值，通过所选定的X-Y调节区、Y-Z调节区和X-Z调节区得到所需电容值，当设定的电容值超出该连接方式下的可变范围时，断路模式启动将电容器装置断电，用以保护电容器装置，同时警报器发出警报声。

如图4所示，X-Y调节区中，接触器S₃₁一直处于接通状态，以接入点X和接入点Y作为直流电输入端点，第一电容器单元中的电容器C_A1-C_A8和第二电容器单元中的电容器C_B1-C_B8为X-Y调节区中的电容器，电容器采用多种串、并联连接方式实现电容值的调节。

该调节区的调节方法包括：调节接触器S₁₁-S₁₈的接通和断开，接触器S₁₁-S₁₈中不同接触器的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。

将接触器S₁₁-S₁₈的开关状态用“0”和“1”表示，其中，“0”代表接触器断开，“1”代表接触器接通，即用二进制00000000到11111111中的任意一组数字可代表S₁₁-S₁₈的开关状态，由此可知，接触器S₁₁-S₁₈的不同状态一共有2⁸(256)种组合，分别对应256种电容值。

1)当接触器S₁₁-S₁₈全部接通时，此时接触器S₁₁-S₁₈的状态记为11111111，达到最大电容值C_max1。该状态下的电容值可从电路图中右侧开始计算，此时电容器C_A8与电容器C_B8的并联电容值计算公式如式(1)所示：

并联后的电容器C_A8、C_B8再与C_B7串联，串联后电容值为0.5C_m，接着与C_A7并联，并联后电容值为C_m，以此类推，最终得到的X、Y两端的总电容值为C_m，即此时X、Y两端最大电容值C_max1为C_m。

2)当接触器S₁₁-S₁₈全部断开时，此时接触器S₁₁-S₁₈的状态记为00000000，该状态下的电容值与C_A1-C_A8无关，即该电路变为C_B1-C_B8串联，达到X、Y两端最小电容值C_min1。总电容值计算公式如式(2)所示：

经计算，得到该状态下的X-Y两端的总电容值为0.11Cm，即最小电容值C_min1为0.11C_m。

3)当接触器S₁₁-S₁₈的开关状态同时存在接通和断开情况时，例如，当接触器S₁₁-S₁₈的状态为11000000时，电容值可以从电路最右侧开始计算，即该电路中C_B2-C_B8串联，而后与C_A2并联，再与C_B1串联、与C_A1并联，最终得到该状态下的的X、Y两端的总电容值为0.88C_m。当接触器S₁₁-S₁₈的状态为其他组合时，采用与之相似的计算方法得到不同状态组合下的电容值。

如图5所示，Y-Z调节区中，以接入点Y和接入点Z作为直流电输入端点，第二电容器单元中的电容器C_B1-C_B7、第三电容器单元中的电容器C_C1-C_C8和第四电容器单元中的电容器C_Dl-C_D8为Y-Z调节区中的电容器，电容器采用多种串、并联连接方式实现电容值的调节，所述接触器S₁₁-S₁₈均保持在断开状态，接触器S₃₁-S₃₈均保持在接通状态；

Y-Z调节区的电容值调节方法为：调节接触器S₂₁-S₂₈的接通和断开，各接触器S_2s的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。

与上述实施例相似，用“0”“1”表明接触器S₂₁-S₂₈的状态，用二进制00000000到11111111中的任意一组数字即可代表S₂₁-S₂₈的开关状态，由此可知，接触器S₂₁-S₂₈一共有2⁸(256)种组合，分别对应256种电容值。

1)电容器C_C1-C_C7与C_B1-C_B7分别对应并联，即C_C1与C_B1并联、C_C2与C_B2并联，以此类推，并联后电容值均为2C_m。当接触器S₂₁-S₂₈的开关状态为11111111，达到最大电容值C_max2。此时电容值可从电路最右侧开始计算，即电容器C_C8与C_D8并联，电容值计算公式如式(3)所示：

C＝C_C8+C_D8＝C_m+C_m＝2C_m (3)

然后C_C7和C_B7并联后与其串联，串联后电容值为C_m，接着与C_D7并联，并联后电容值为2C_m，以此类推，最终得到的Y、Z两端的总电容值为2C_m，即Y、Z两端的最大电容值C_max2为2C_m。

2)当接触器S₂₁-S₂₈的开关状态为00000000，则Y、Z两端的总电容值与C_Dl-C_D8无关，此时达到最小电容值C_min2。该种状态下，该电路变为C_C1-C_C7和C_B1-C_B7对应并联后再与C_B8串联，Y、Z两端电容值计算公式如式(4)所示：

最终得到的Y、Z两端的总电容值为0.22C_m，即Y、Z两端的最小电容值C_min2为0.22C_m。

3)当接触器S₂₁-S₂₈的开关状态同时存在接通和断开情况时，例如，当接触器S₂₁-S₂₈的状态为11000000时，此时电容值可以从电路最右侧开始计算，即该电路中C_C2-C_C7和C_B2-C_B7对应并联后再与C_C8串联，而后与C_D2并联，再串联C_C1与C_B1的并联，再与C_D1并联，最终得到的Y、Z两端的总电容值为1.77C_m。当接触器S₂₁-S₂₈的状态为其他组合时，采用与之相似的计算方法得到不同状态组合下的电容值。

如图6所示，X-Z调节区中，以接入点Y和接入点Z作为直流电输入端点，第一电容器单元中的电容器C_A1-C_A8、第二电容器单元中的电容器C_B1-C_B8、第三电容器单元中的电容器C_C1-C_C8和第四电容器单元中的电容器C_D1-C_D8为X-Z调节区中的电容器,电容器采用多种串、并联连接方式实现电容值的调节。

X-Z调节区为X-Y调节区和Y-Z调节区的结合，使用了所有的电容器和接触器。将接触器S₂₁-S₂₈和S₁₁-S₁₈的开关状态定义为“0”和“1”，其中，“0”代表接触器断开，“1”代表接触器接通，即用二进制00000000到11111111中的任意一组数字即可代表S₂₁-S₂₈和S₁₁-S₁₈的开关状态，接触器S₃₁-S₃₈用于实现两功能区的串联。根据选择接触器通断状态的不同，可以分为以下2种方式：

模式1：如图7所示，该模式下接触器S₃₁接通，S₃₂至S₃₈断开，调节接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的接通和断开，各接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的接通和断开组合建立相应的电容调节电路；接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈分别有2⁸种组合，通过S₃₁串联后，其电容值可达2¹⁶种。

1)当接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈开关状态均为11111111时，这种情况上半部分电路和X-Y调节区的第一种情况相同，则电容值可以从电路最右侧开始计算，即电容器C_B8和C_A8并联，电容值计算公式如式(1)所示，再与C_B7串联，串联后电容值为0.5C_m，接着与C_A7并联，并联后电容值为C_m，以此类推，得到上半部分的总电容值为C_m，同理，计算出下半部分总电容值为1.62C_m，上下两部分电容串联，得到该模式下X-Z两端点的总电容值为0.62C_m。

2)当接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的开关状态均为00000000时，此时X-Z量端点的总电容值与C_D1-C_D8和C₂₅-C₃₂无关，即该电路变为C_C1-C_C8与C_B1-C_B8串联。其接触器S₃₁上半部分电路和第一功能区第三种情况一样，即电容值计算公式如式(2)所示，得到接触器S₃₁上半部分的总电容值为0.11C_m，同理，计算出下半部分总电容值为0.13C_m，两部分电容串联，其总电容值为0.06C_m。

由上述可知，模式1中，当接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈全部接通时，达到最大电容值C_max3为0.62C_m，当接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈全部关断时，达到最小电容值C_min3，为0.06C_m。当接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的开关状态采用其他组合时，可以得到所需的电容值。

模式2，如图8所示，接触器S₃₈接通，S₃₁至S₃₇断开，调节接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的接通和断开，各接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈分别有2⁸种组合，通过S₈串联后，其电容值可达2¹⁶种。

1)当接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的开关状态均为11111111时，这种情况下，上半部分电路右侧是电容器C_B8和C_A8并联，电容值计算公式如式(1)所示，得到电容值为C_m，左侧先是C_B1和C_A1串联，串联后的电容值为C_m/3，再与C_A2并联，以此类推，得到上半部分的总电容值为1.50 C_m，同理，也可以计算出下半部分总电容值为2.62C_m，两部分电容串联，其总电容值为0.95C_m。

2)当接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的开关状态均为00000000，这种情况下，总电容值与C_A1-C_A8、C_B1-C_B7、C_C1-C_C7和C_D1-C_D8无关，即该电路变为C_C8与C_B8串联，总电容值计算公式如式(5)所示：

故得到总电容值为C_m/3，即0.33C_m。

由上述可知，模式2中，接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈全部接通时，得到X-Z两端电容值最大值C_max4为0.95C_m；接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈全部断开时，得到X-Z两端电容值最小值C_min4为0.33C_m，当接触器S₁₁-S₁₈和接触器S₂₁-S₂₈的状态采用其他组合是，得到在0.33C_m和0.95C_m之间的其余电容值。

上述实施例中的三个调节区中，X-Y调节区有256种电容值，其最小值为0.11C_m，最大值为C_m，即电容值范围在0.11C_m和C_m之间，由于该区间内仅有256种电容值，因此该功能区定义为低精度区。Y-Z调节区有256种电容值，其最小值为0.22C_m，最大值为2C_m，即电容值范围在0.22C_m和2C_m之间。与X-Y调节区相比，Y-Z调节区的范围是第一功能区的2倍，由于该区间内仅有256种电容值，因此该功能区定义为低精度区。X-Z调节区的两种工作方式内都有2¹⁶种电容值，其电容值范围分别为0.06C_m-0.62C_m、0.33C_m-0.95C_m，因此将该功能区定义为高精度区。

该装置通过串并联方式将多路电容与接触器相连，并利用上位机控制接触器的通断来实现电容值的变化，同时分成多个调节区，各功能区可调电容值范围不同，同时分为高精度区与低精度区，以满足对不同电容值的需求。该可变电容器装置具备过电容保护功能，当预设值超出其可变范围时，它将自动停止运行以保护该装置，并发出警报。该装置的所有操作均由上位机完成，与传统可变电容器相比采取自动控制方式，操作简单、控制灵活、维护方便，所得电容值精确度高、控制范围宽。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种多路容值可变的电容器装置，其特征在于，包括电容器装置和控制系统，所述电容器装置包括接入点X、接入点Y、接入点Z、第一电容器单元、第二电容器单元、第三电容器单元和第四电容器单元，第一电容器单元包括n个并联连接的电容器C_Ai，i＝1,2，…，n；第二电容器单元包括依次串联连接的n个电容器C_Bj，j＝1,2，…，n；第三电容器单元包括依次串联连接的n个电容器C_Ck，k＝1,2，…，n；第四电容器单元包括n个并联的电容器C_Dl，l＝1,2，…，n；

接入点X、接入点Y和第二电容器单元构成回路，电容器C_B1至电容器C_B(n-1)两端分别通电容器C_A1至C_An与接入点X建立连接，电容器C_Ai与接入点X之间分别设有接触器S_1r，r＝1,2，…，n；接入点Y、接入点Z和第三电容器单元构成回路，电容器C_C1至电容器C_C(n-1)两端分别通电容器C_D1至C_Dn与接入点Z建立连接，电容器C_Dl与相应电容器C_Ck之间分别设有接触器S_2s，s＝1,2，…，n；电容器C_B1至电容器C_B(n-1)两端分别通过接触器S_3t分别连接电容器C_C1至电容器C_C(n-1)两端，其中t＝1,2，…，n。

2.根据权利要求1所述一种多路容值可变的电容器装置，其特征在于，电容器C_Ai和电容器C_Bn的电容值均为C_m/2，其中i＝1,2，…，n；

电容器C_Bj、电容器C_Ck和电容器C_Dl的电容值均为C_m，其中，j＝1,2，…，n-1，k＝1,2，…，n，l＝1,2，…，n。

3.根据权利要求1所述一种多路容值可变的电容器装置，其特征在于，所述控制系统包括上位机、CAN分析仪和电容器控制装置。

4.一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，其特征在于，基于权利要求1-3任一项权利要求所述的一种多路容值可变的电容器装置实现，包括：

根据所需电容值范围选择电容调节区，所述电容调节区包括X-Y调节区、Y-Z调节区和X-Z调节区；

X-Y调节区中，以接入点X和接入点Y作为直流电输入端点，第一电容器单元中的电容器C_Ai和第二电容器单元中的电容器C_Bj为X-Y调节区中的电容器，其中，i＝1,2，…，n；j＝1,2，…，n；

Y-Z调节区中，以接入点Y和接入点Z作为直流电输入端点，第二电容器单元中的电容器C_Bj、第三电容器单元中的电容器C_Ck和第四电容器单元中的电容器C_Dl为Y-Z调节区中的电容器，接触器S_3t均保持在接通状态，其中，j＝1,2，…，n-1，k＝1,2，…，n；l＝1,2，…，n；t＝1,2，…，n；

X-Z调节区中，以接入点Y和接入点Z作为直流电输入端点，第一电容器单元中的电容器C_Ai、第二电容器单元中的电容器C_Bj、第三电容器单元中的电容器C_Ck和第四电容器单元中的电容器C_Dl为X-Z调节区中的电容器，其中，i＝1,2，…，n；j＝1,2，…，n；k＝1,2，…，n；l＝1,2，…，n。

5.根据权利要求4所述一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，其特征在于，X-Y调节区的电容值调节方法为：调节接触器S_1r的接通和断开，各接触器S_1r的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。

6.根据权利要求5所述一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，其特征在于，X-Y调节区中，当接触器S_1r均接通时，达到最大电容值C_max1，当接触器S_1r均断开时，达到最小电容值C_min1。

7.根据权利要求4所述一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，其特征在于，Y-Z调节区的电容值调节方法为：调节接触器S_2s的接通和断开，各接触器S_2s的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。

8.根据权利要求7所述一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，其特征在于，Y-Z调节区中，当接触器S_2s均接通时，达到最大电容值C_max2，当接触器S_2s均断开时，达到最小电容值C_min2。

9.根据权利要求4所述一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，其特征在于，X-Z调节区的电容值调节方法包括

接触器S₃₁接通，S₃₂至S_3n断开，调节接触器S_1r和接触器S_2s的接通和断开，各接触器S_1r和接触器S_2s的接通和断开组合建立相应的电容调节电路；

接触器S_3n接通，S₃₁至S_3(n-1)断开，调节接触器S_1r和接触器S_2s的接通和断开，各接触器S_1r和接触器S_2s的接通和断开组合建立相应的电容调节电路。

10.根据权利要求9所述一种多路容值可变的电容器装置的工作方法，其特征在于，X-Z调节区中，接触器S₃₁接通，S₃₂至S_3n断开情况下，当接触器S_1r和接触器S_2s均接通时，达到最大电容值C_max3，当接触器S_1r和接触器S_2s均关断时，达到最小电容值C_min3；

接触器S_3n接通，S₃₁至S_3(n-1)断开情况下，当接触器S_1r和接触器S_2s均接通时，达到最大电容值C_max4，当接触器S_1r和接触器S_2s均关断时，达到最小电容值C_min4。

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