高压电容器组充放电参数采集装置的设计与实现

更新时间：2020-03-18 15:07:36 大小：1M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：高压电容器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

高压电容器组有效的充放电在脉冲功率技术的应用中起到了很重要的作用。而脉冲功率技术目前已经在电磁脉冲模拟、环境工程以及生物医学工程等国防科研、现代科学和工业民用领域得到了广泛的应用。高压电容器组做为脉冲信号产生装置中的储能方式之一，采集和控制电容器组的充放电过程不仅能够提高脉冲功率技术的应用范围，而且会增强应用效率。本文在分析研究高压电容器组充放电过程机制基础上，采用工业触摸屏与可编程逻辑控制器(PLC)、单片机完成对电容器组的定时定值充放电，具体研究内容包括以下几个方面：

首先，针对本文需要设计的高压电容器组充放电参数采集系统，确立设计方案，建立系统的RLC振荡电路数学模型，并对其进行理论分析，研究系统放电回路在欠阻尼状态下，储能电容器组在放电过程中能量的转化过程。仿真分析表明，储能电容器组在放电过程中，当放电线圈两端的电压为零的时候，放电电流的脉冲峰值达到最大值；储能电容器组两端电压为0V时，线圈脉冲放电电流为0A。

其次，在系统硬件电路的实现中，使用工业触摸屏和PLC作为高压电容器组充放电参数采集系统的主要显示监控设备。高压电容器组在充放电过程中具有短时间的充放电特性，本文提出了以单片机最小系统为核心的电容器组充放电控制电路，并实现了其充放电时间、周期以及充放电次数可控的电路设计。在系统电路的设计中，放电回路参数值要匹配，而基于触摸屏和PLC的高压电容器组充放电参数采集系统，提高了系统应用的安全性和方便性。

最后，结合生物医学电磁特性，研究了高压电容器组放电过程在磁刺激技术中的典型应用，并分析了放电回路参数，包括放电回路中总电容值（C）、放电电压值(V)以及放电线圈的电感值(L)和电阻值(R)对线圈放电电流的时域特性和频域特性的影响。研究表明，单独增大储能电容值，增大了线圈放电电流幅值，延长了脉冲电流上升沿时间和脉宽的持续时间，减小了电流信号的主频；单独减小回路总电阻值，增大了脉冲电流的幅值，提搞了电流信号的主频，但更容易使脉冲电流出现多次振荡；单独增大回路电感值，减小了脉冲电流幅值，延长了脉冲电流的上升沿时间和脉宽持续时间，而电流信号主频先增大后减小。本论文的研究内容对磁刺激放电线圈的选型具有理论参考价值。