[发明专利]一种面向感性负载的高速电源系统

权利要求书

1.一种面向感性负载的高速电源系统，其特征在于，包括充电电源、m个并联的升流电容器组、n个并联的稳流电容器组、与电容器数量相同的选通充电开关、与电容器数量相同的选通放电开关和控制选通开关通断的信号控制装置；m和n均为大于1的自然数；

所述升流电容器组和稳流电容器组中，每一个电容器通过一个选通放电开关与负载连接，进而对负载供电；在全部选通放电开关导通时，所有电容器并联在负载的输入端；

所述升流电容器组和稳流电容器组中，每一个电容器通过一个选通充电开关与充电电源连接，使充电电源对电容器充电；在全部选通充电开关导通时，所有电容器并联在充电电源的输出端；

所述信号控制装置控制选通充电开关和选通放电开关的通断；

对负载供电的主要步骤如下：

1)预设对负载的输出波形，该波形分为若干个阶段，每一个阶段对应一个稳态电流；

2)断开全部选通放电开关，打开全部选通充电开关，对所有电容器进行充电；所述升流电容器组的充电电压大于稳流电容器组的充电电压；

3)选定m个升流电容器组中的部分升流电容器组，断开对应的选通充电开关，打开对应的选通放电开关，对负载进行供电；

4)稳态供电：

4.1)延时放电，直到对负载的供电电流上升到本阶段的稳态电流或达到一个过冲值时，断开步骤3)选定的电容器的选通放电开关，打开步骤3)选定的电容器的选通充电开关；

4.2)选定n个稳流电容器组中的部分稳流电容器组，断开对应的选通充电开关，打开对应的选通放电开关，对负载进行供电，直至本阶段结束；

5)延时放电，直至步骤3)供电阶段结束，打开这些电容器对应的选通充电开关，断开这些电容器对应的选通放电开关；

6)比较输出波形的下一阶段对应的稳态电流与本阶段的稳态电流：

6.1)若下一阶段对应的稳态电流低于本阶段的稳态电流，在步骤4)选定的稳流电容器组放电低于本阶段的稳态电流后，延迟放电，直到本阶段稳态电流和下一阶段对应的稳态电流差的绝对值小于阈值E，打开这些电容器对应的选通充电开关，断开这些电容器对应的选通放电开关；重新选定n个稳流电容器组中的部分没有放电的稳流电容器组，并返回步骤4.2)；

6.2)若下一阶段对应的稳态电流高于本阶段的稳态电流，在步骤4)选定的稳流电容器组放电至本阶段结束，延迟放电，直到本阶段稳态电流和下一阶段对应的稳态电流差的绝对值小于阈值E，打开这些电容器对应的选通充电开关，断开这些电容器对应的选通放电开关；重新选定m个升流电容器组中的部分没有放电的升流电容器组，并返回步骤3)。

2.根据权利要求1所述一种面向感性负载的高速电源系统，其特征在于，在步骤5)延时放电结束前，若步骤4)选定的稳流电容器组放电低于本阶段的稳态电流，打开这些电容器对应的选通充电开关，断开这些电容器对应的选通放电开关；重新选定n个稳流电容器组中的部分没有放电的稳流电容器组，并返回步骤4.2)，重新执行对应的步骤。

3.根据权利要求1所述一种面向感性负载的高速电源系统，其特征在于，升流电容器组和稳流电容器组对负载供电的过程如下：升流电容器组先行放电，当升流电容器组电流上升至i_o或超过预设过冲i_x时，断开升流电容器组，并在切换时间τ_s内接通稳流电容器组；升流电容器组断开后的τ_s时间内负载上存在的感应电流仍然存在，从而在稳流电容器组输出电流和负载感应电流共同作用下，对负载实现预期电流i的加载。