[实用新型]串联电容的动态均压电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电容器技术领域，尤其涉及一种用于电容串联时实现电压平衡的动态均压电路。 

背景技术

在电解电容串联使用时，由于电容器的阻抗不同造成分压不均，可能早成电容器过压损坏。现有的做法是在电容器两端都并上一个比电容器阻值小的均压电阻来平衡电压。这种方法的缺陷在于均压电阻的体积大，要求功率高，同时造成消耗额外的功率，效率变低。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种串联电容的动态均压电路，克服现有均压电阻方式存在的上述缺陷，以较小的功率消耗实现串联电容上的电压平衡。 

本实用新型的技术方案如下： 

一种串联电容的动态均压电路，包括分别与串联电容的正极、串联电容的负极、串联电容的中心点相连接的第一端子、第二端子以及第三端子，还包括相互并联的电容和稳压二极管；所述稳压二极管的正极与N沟道MOSFET的源极相连接，并作为所述第三端子；所述稳压二极管的负极与N沟道MOSFET的栅极相连接；所述第二端子通过第一电阻组与稳压二极管的负极相连接，并通过第二电阻组与稳压二极管的正极相连接；所述第一端子通过第三电阻组与稳压二极管的负极相连接，并通过第四电阻组与N沟道MOSFET的漏极相连接； 

第一端子和第三端子之间的电解电容的内阻抗>第二端子和第三端子之间的电解电容的内阻抗//第二电阻组的阻值； 

第二端子和第三端子之间的电解电容的内阻抗//第二电阻组的阻值>第一端子和第三端子之间的电解电容的内阻抗//第四电阻组的阻值； 

第一电阻组的阻值=第三电阻组的阻值。 

其进一步的技术方案为：所述第一电阻组由三个阻值为150KΩ的电阻串联构成；所述第二电阻组由三个阻值为100K Ω的电阻串联构成；所述第三电 阻组由三个阻值为150KΩ的电阻串联构成；所述第四电阻组由三个阻值为47KΩ的电阻串联构成。 

本实用新型的有益技术效果是： 

本实用新型在串联电容电压差不大时保持高阻抗，降低电阻上消耗的功率；当电容压差变大时，电阻变小并入电容端使压差变小，达到动态平衡。本实用新型可使用小功率SMD电阻，电阻体积小、消耗功率小效率高、多种电容可使用同一种规格设计，方便批量生产，降低采购成本。 

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。 

如图1所示，P点为两颗电解电容串联之正极，N点为两颗电解电容串联之负极，Mid点为两颗串联电容的中心点。本实用新型动态均压电路的三端，分别与上述的P点、N点以及Mid点相连接。 

设两颗电解电容C2以及C3为4700UF/400V，漏电流4mA，内阻抗Rc=400V/4mA=100KΩ。电阻R1～R3、R7～9的阻值分别为150KΩ，电阻R4～R6的阻值分别为100KΩ，电阻R10～R12的阻值分别为47KΩ。A点电压＝Vpn/2=600V/2=300V。 

以下结合动作时序，说明本实用新型的工作原理。 

情况1：当电解电容C3的内阻抗波动至为电解电容C2的内阻抗的80％时，R(C3)=100K*80％=80KΩ，R(C2)=100KΩ。 

第一阶段： 

此时，P点与Mid点之间（P-Mid）的阻抗为R(C2)=100KΩ，Mid点与N点之间（Mid-N）的阻抗为R(C3)//（R4+R5+R6）=80K//300K=63KΩ。注：上述符号“//”为并联符号。 

由于电压V(A)=300V，电压Vmid=600V*63K/（100K+63K）=232V，因此Vmid<V（A）。则A点通过电阻R4～R6向电容C1充电。 

第二阶段： 

当电容C1上的电压达到N沟道MOSFET Q1的开启电压时，N沟道MOSFET Q1导通。此时，P点与Mid点之间（P-Mid）的阻抗为R(C2)//（R10+R11+R12）=100KΩ//(47KΩ*3)=58.5KΩ，Mid点与N点之间（Mid-N） 的阻抗为R(C3)//（R4+R5+R6）=80K//300K=63KΩ。 

由于电压V(A)=300V，电压Vmid=600V*63K/(63K+58.5K)=311V，因此Vmid>V（A）。则电解电容C3充电。 

第三阶段：