CN221263435U - 母线电解电容充电控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电解电容技术领域，尤其涉及一种母线电解电容充电控制电路及装置，该电路包括：电压检测模块、控制器和开关模块；电压检测模块，用于检测电解电容电压，并输出电解电容电压至控制器；控制器，用于在接收到电解电容电压时，输出电解电容电压对应的调制信号至开关模块；开关模块，用于在接收到调制信号后，基于调制信号导通母线与电解电容之间的连接，以使母线输出电源电压为电解电容充电，从而实现对电解电容充电过程的调节和控制，确保在充电过程中电流的稳定性和安全性，避免了电解电容充电瞬间电流极大的问题。

Description

母线电解电容充电控制电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电解电容技术领域，尤其涉及一种母线电解电容充电控制电路及装置。

背景技术

在现阶段的日常生活中，电动工具的使用率极高。为了确保这些机器能够正常运行并输出足够的动力，电容器的添加是非常关键的。电解电容器在电路中的作用是储存电荷并提供额外的电流供应。

通常情况下，电解电容器直接连接在整流出来的母线上，而电源接上则直接给电容器充电。然而，这种方法会导致电容器在充电瞬间承受极大的电流，而且电容器的容量越大，充电电流也越大。这样就无法有效地控制电容器的充电过程，可能会对电路和电源造成负荷和冲击。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种母线电解电容充电控制电路及装置，旨在解决现有技术中电解电容器直接连接在整流出来的母线上，而电源接上则直接给电解电容器充电导致电解电容器充电瞬间电流极大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种母线电解电容充电控制电路，所述电路包括：电压检测模块、控制器和开关模块；

其中，所述电压检测模块分别与所述控制器和电解电容的正极连接，所述控制器与所述开关模块的控制端连接，所述开关模块的输入端与所述母线连接，所述开关模块的输出端与所述电解电容的正极连接，所述电解电容的负极接地；

所述电压检测模块，用于检测电解电容电压，并输出所述电解电容电压至所述控制器；

所述控制器，用于在接收到所述电解电容电压时，输出所述电解电容电压对应的调制信号至所述开关模块；

所述开关模块，用于在接收到所述调制信号后，基于所述调制信号导通所述母线与所述电解电容之间的连接，以使所述母线输出电源电压为所述电解电容充电。

可选地，所述电路还包括：过零检测模块；

其中，所述过零检测模块分别与所述控制器和所述母线连接；

所述过零检测模块，用于检测所述母线输出的电源电压，并输出所述母线的电源电压至所述控制器；

所述控制器，用于在接收到所述母线的电源电压和所述电解电容电压时，输出所述母线的电源电压和所述电解电容电压对应的调制信号至所述开关模块。

可选地，所述电路还包括：驱动模块；

其中，所述驱动模块分别与所述控制器和所述开关模块的控制端连接；

所述驱动模块，用于在接收到所述控制器输出的调制信号时，输出所述调制信号对应的不同占空比的控制信号至所述开关模块。

可选地，所述电路还包括：整流模块；

所述整流模块分别与所述过零检测模块和所述母线连接；

所述整流模块，用于对所述母线输出的电源电压进行整流，并将整流后的电源电压输出至所述过零检测模块。

可选地，所述开关模块，还用于在所述电解电容电压达到预设阈值时导通所述母线与所述电解电容之间的连接。

可选地，所述电解电容的正极还与负载连接；

所述电解电容，还用于在所述负载电压低于预设阈值时，输出电解电容电压至所述负载。

可选地，所述开关模块包括：第一开关管；

所述第一开关管的控制端与所述驱动模块连接，所述第一开关管的输入端与所述母线连接，所述第一开关管的输出端与所述电解电容的正极连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种母线电解电容充电控制装置，所述母线电解电容充电控制装置包括上文所述的母线电解电容充电控制电路。

在本实用新型中母线电解电容充电控制电路包括：电压检测模块、控制器和开关模块；其中，所述电压检测模块分别与所述控制器和电解电容的正极连接，所述控制器与所述开关模块的控制端连接，所述开关模块的输入端与所述母线连接，所述开关模块的输出端与所述电解电容的正极连接，所述电解电容的负极接地；所述电压检测模块，用于检测电解电容电压，并输出所述电解电容电压至所述控制器；所述控制器，用于在接收到所述电解电容电压时，输出所述电解电容电压对应的调制信号至所述开关模块；所述开关模块，用于在接收到所述调制信号后，基于所述调制信号导通所述母线与所述电解电容之间的连接，以使所述母线输出电源电压为所述电解电容充电。本实用新型通过开关模块在接收到调制信号后，基于调制信号导通母线与电解电容之间的连接，使得母线输出电源电压以给电解电容充电，从而实现对电解电容充电过程的调节和控制，确保在充电过程中电流的稳定性和安全性，避免了电解电容充电瞬间电流极大的问题。

附图说明

图1是本实用新型母线电解电容充电控制电路第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型母线电解电容充电控制电路第二实施例的结构示意图；附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	电压检测模块	20	控制器
30	开关模块	40	过零检测模块
				50	驱动模块	60	整流模块
Q1	第一开关管	C1	电解电容

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。

本实用新型实施例提供了一种母线电解电容C1充电控制电路，参照图1所示，图1是本实用新型母线电解电容C1充电控制电路第一实施例的结构框图。本实用新型的母线电解电容C1充电控制电路包括：电压检测模块10、控制器20和开关模块30；

其中，所述电压检测模块10分别与所述控制器20和电解电容C1的正极连接，所述控制器20与所述开关模块30的控制端连接，所述开关模块30的输入端与所述母线连接，所述开关模块30的输出端与所述电解电容C1的正极连接，所述电解电容C1的负极接地；

所述电压检测模块10，用于检测电解电容C1电压，并输出所述电解电容C1电压至所述控制器20；

所述控制器20，用于在接收到所述电解电容C1电压时，输出所述电解电容C1电压对应的调制信号至所述开关模块30；

所述开关模块30，用于在接收到所述调制信号后，基于所述调制信号导通所述母线与所述电解电容C1之间的连接，以使所述母线输出电源电压为所述电解电容C1充电。

需要说明的是，电压检测模块10的作用是检测电解电容C1的电压，并将检测到的电解电容C1电压输出给控制器20。控制器20在接收到电解电容C1电压后，会输出对应的调制信号给开关模块30。开关模块30在接收到这个调制信号后，基于信号的指示导通母线与电解电容C1之间的连接，使得母线输出电源电压以给电解电容C1充电。

应理解的是，所述的调制信号是指控制器20输出的一种特定信号。这个信号的目的是控制开关模块30何时打开或关闭，从而控制母线与电解电容C1之间的连接。具体而言，当控制器20接收到电解电容C1电压信号时，它会根据预设的电压阈值或控制策略，生成一个调制信号。调制信号的特定形式和频率可以根据设计需要而确定。

在本实施例中母线电解电容C1充电控制电路包括：电压检测模块10、控制器20和开关模块30；其中，所述电压检测模块10分别与所述控制器20和电解电容C1的正极连接，所述控制器20与所述开关模块30的控制端连接，所述开关模块30的输入端与所述母线连接，所述开关模块30的输出端与所述电解电容C1的正极连接，所述电解电容C1的负极接地；所述电压检测模块10，用于检测电解电容C1电压，并输出所述电解电容C1电压至所述控制器20；所述控制器20，用于在接收到所述电解电容C1电压时，输出所述电解电容C1电压对应的调制信号至所述开关模块30；所述开关模块30，用于在接收到所述调制信号后，基于所述调制信号导通所述母线与所述电解电容C1之间的连接，以使所述母线输出电源电压为所述电解电容C1充电。本实施例通过开关模块30在接收到调制信号后，基于调制信号导通母线与电解电容C1之间的连接，使得母线输出电源电压以给电解电容C1充电，从而实现对电解电容C1充电过程的调节和控制，确保在充电过程中电流的稳定性和安全性，避免了电解电容C1充电瞬间电流极大的问题。

参照图2，图2是本实用新型母线电解电容C1充电控制电路第二实施例的结构示意图；基于上述第一实施例，提出本实用新型母线电解电容C1充电控制电路的第二实施例。

在本实施例中，所述电路还包括：过零检测模块40；

其中，所述过零检测模块40分别与所述控制器20和所述母线连接；

所述过零检测模块40，用于检测所述母线输出的电源电压，并输出所述母线的电源电压至所述控制器20；

所述控制器20，用于在接收到所述母线的电源电压和所述电解电容C1电压时，输出所述母线的电源电压和所述电解电容C1电压对应的调制信号至所述开关模块30。

需要说明的是，在母线上的电压通常是一个交流电压，它的数值会有周期性的变化。通过添加过零检测模块40可以更好地检测和跟踪母线电压的变化情况。过零检测模块40的作用是检测交流电信号何时通过零电平，也就是何时电压的正负极性发生变化。当检测到电压通过零电平时，过零检测模块40会输出一个信号给控制器20。

控制器20利用过零检测信号，可以更精确地控制开关模块30的通断时机。通过控制开关模块30的操作，在电压通过零电平时开关母线与电解电容C1的连接，可以避免电流冲击和功率损失，并提供更稳定的充电过程。因此，过零检测模块40的添加可以帮助调节开关模块30的通断时机，使其与母线电压的变化同步，提高电解电容C1充电控制电路的有效性和稳定性。

进一步地，在本实施例中，所述电路还包括：驱动模块50；

其中，所述驱动模块50分别与所述控制器20和所述开关模块30的控制端连接；

所述驱动模块50，用于在接收到所述控制器20输出的调制信号时，输出所述调制信号对应的不同占空比的控制信号至所述开关模块30。

需要说明的是，驱动模块50与控制器20和开关模块30的控制端连接。它的作用是接收控制器20输出的调制信号，并根据这个调制信号的不同占空比，输出相应的控制信号给开关模块30的控制端。通过控制信号的不同占空比，驱动模块50可以控制开关模块30的导通时间和断开时间，以实现对母线与电解电容C1之间连接的控制。

应理解的是，当控制器20输出的调制信号占空比较大时，驱动模块50会输出一个较长的导通时间，使得开关模块30较长时间处于导通状态；而当调制信号占空比较小时，驱动模块50会输出一个较短的导通时间，使得开关模块30较短时间处于导通状态。通过对开关模块30的导通时间和断开时间进行精确的控制，可以调整电解电容C1充电过程中的电流和电压，以满足设计要求和优化充电效率。

可理解的是，驱动模块50的添加可以根据控制器20输出的调制信号，在开关模块30上生成不同占空比的控制信号，进而更精确地控制母线与电解电容C1之间的连接，对充电过程进行更灵活和精准的控制，避免电解电容C1充电瞬间电流极大的问题。

进一步地，在本实施例中，所述电路还包括：整流模块60；

所述整流模块60分别与所述过零检测模块40和所述母线连接；

所述整流模块60，用于对所述母线输出的电源电压进行整流，并将整流后的电源电压输出至所述过零检测模块40。

需要说明的是，引入整流模块60可以确保负载驱动电路获得所需的直流电压，从而实现准确和稳定的负载驱动。整流模块60与过零检测模块40和母线连接，并且它的作用是对母线输出的电源电压进行整流处理。整流的过程将交流电压转换为直流电压，并将整流后的电源电压输出给过零检测模块40。

应理解的是，整流模块60对母线输出的交流电压进行整流处理，将其转换为直流电压。然后，过零检测模块40检测这个变化的直流电压，并判断出母线电压的变化情况。一旦过零检测模块40检测到电压通过零电平，它会生成一个过零信号，该信号将被发送给控制器20。控制器20通过接收过零信号，可以更准确地判断母线电压的变化，并相应地生成调制信号。这些调制信号将用于控制开关模块30，以实现更精确和高效的电解电容C1充电控制。

进一步地，在本实施例中，所述开关模块30，还用于在所述电解电容C1电压达到预设阈值时导通所述母线与所述电解电容C1之间的连接。

需要说明的是，上述预设阈值指的是电解电容C1的电量达到了预先设定的阈值，在电解电容C1电量达到预设阈值时，不需要过量充电，也不会产生过大的电流。因此，在这种情况下，开关模块30可以保持开启状态，允许母线与电解电容C1之间的连接一直保持。

进一步地，在本实施例中，所述电解电容C1的正极还与负载连接；

所述电解电容C1，还用于在所述负载电压低于预设阈值时，输出电解电容C1电压至所述负载。

需要说明的是，上述负载电压的预设阈值可以是负载正常工作时的运行电压，当负载电压低于预设阈值时，电解电容C1可以充当一个能量储存器，以输出电解电容C1的电压给负载，以补充负载的电力需求。

应理解的是，当母线输出的电源电压满足负载的驱动电压时，负载直接由母线输出的电源电压驱动运行。然而，当母线输出电源电压不满足负载的驱动电压，也就是负载电压低于预设阈值时，电解电容C1会输出补偿电压给负载。在这种情况下，电解电容C1充当一个能量储存器，并且在母线电源电压无法满足负载需求时，释放储存的能量作为补偿电压，以保持负载的稳定工作。当电解电容C1充电时，它会从母线吸收电力，储存能量；当电解电容C1放电时，它会将储存的能量释放给负载，以补偿负载电压的不足。

可理解的是，通过上述方式，电解电容C1的充放电循环能够稳定地维持负载的工作，确保负载(例如电动工具)稳定运行，即使在母线输出电源电压变化的情况下。

此外，需要注意的是，电解电容C1的容量和电压额定值应根据负载的功率需求和母线电源电压的波动范围进行选择，以确保电解电容C1能够提供足够的补偿能量，并且在充放电循环中保持稳定的工作。

进一步地，在本实施例中，所述开关模块30包括：第一开关管Q1；

所述第一开关管Q1的控制端与所述驱动模块50连接，所述第一开关管Q1的输入端与所述母线连接，所述第一开关管Q1的输出端与所述电解电容C1的正极连接。

需要说明的是，第一开关管Q1可以是电流耐受能力较大的管子。在某些高功率应用或需要承受较大电流的情况下，选择电流耐受能力较大的开关管可以确保其在工作过程中的可靠性和稳定性。例如，针对高功率负载或电流要求较高的应用，可以选择一些功率MOSFET(例如超级结MOSFET)或者功率IGBT，它们能够提供较大的电流承受能力，确保系统在高负载条件下的正常运行。

应理解的是，当驱动模块50对第一开关管Q1施加控制信号时，第一开关管Q1会打开或关闭，控制电解电容C1与母线之间的连接。当第一开关管Q1打开时，电解电容C1的正极与母线相连，电解电容C1开始充电；当第一开关管Q1关闭时，电解电容C1的正极则与母线断开，电解电容C1开始向负载输出补偿电压。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种母线电解电容充电控制装置，所述母线电解电容充电控制装置包括如上述的母线电解电容充电控制电路。该母线电解电容充电控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本母线电解电容充电控制装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种母线电解电容充电控制电路，其特征在于，所述电路包括：电压检测模块、控制器和开关模块；

其中，所述电压检测模块分别与所述控制器和电解电容的正极连接，所述控制器与所述开关模块的控制端连接，所述开关模块的输入端与所述母线连接，所述开关模块的输出端与所述电解电容的正极连接，所述电解电容的负极接地；

所述电压检测模块，用于检测电解电容电压，并输出所述电解电容电压至所述控制器；

所述控制器，用于在接收到所述电解电容电压时，输出所述电解电容电压对应的调制信号至所述开关模块；

所述开关模块，用于在接收到所述调制信号后，基于所述调制信号导通所述母线与所述电解电容之间的连接，以使所述母线输出电源电压为所述电解电容充电。

2.如权利要求1所述的母线电解电容充电控制电路，其特征在于，所述电路还包括：过零检测模块；

其中，所述过零检测模块分别与所述控制器和所述母线连接；

所述过零检测模块，用于检测所述母线输出的电源电压，并输出所述母线的电源电压至所述控制器；

所述控制器，用于在接收到所述母线的电源电压和所述电解电容电压时，输出所述母线的电源电压和所述电解电容电压对应的调制信号至所述开关模块。

3.如权利要求2所述的母线电解电容充电控制电路，其特征在于，所述电路还包括：驱动模块；

其中，所述驱动模块分别与所述控制器和所述开关模块的控制端连接；

所述驱动模块，用于在接收到所述控制器输出的调制信号时，输出所述调制信号对应的不同占空比的控制信号至所述开关模块。

4.如权利要求3所述的母线电解电容充电控制电路，其特征在于，所述电路还包括：整流模块；

所述整流模块分别与所述过零检测模块和所述母线连接；

所述整流模块，用于对所述母线输出的电源电压进行整流，并将整流后的电源电压输出至所述过零检测模块。

5.如权利要求4所述的母线电解电容充电控制电路，其特征在于，所述开关模块，还用于在所述电解电容电压达到预设阈值时导通所述母线与所述电解电容之间的连接。

6.如权利要求5所述的母线电解电容充电控制电路，其特征在于，所述电解电容的正极还与负载连接；

所述电解电容，还用于在所述负载电压低于预设阈值时，输出电解电容电压至所述负载。

7.如权利要求6所述的母线电解电容充电控制电路，其特征在于，所述开关模块包括：第一开关管；

所述第一开关管的控制端与所述驱动模块连接，所述第一开关管的输入端与所述母线连接，所述第一开关管的输出端与所述电解电容的正极连接。

8.一种母线电解电容充电控制装置，其特征在于，所述母线电解电容充电控制装置包括权利要求1至7中任一项所述的母线电解电容充电控制电路。