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一种测量电容器寄生电感参数的系统和方法 

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申请/专利权人:上海海事大学

摘要:本发明涉及一种测量电容器寄生电感参数的系统与方法,该系统包括:电容器;标准电感,与所述电容器串联形成串联电路;电容充放电测量模块,与电容器和标准电感的串联电路连接,用于对电容器进行充电与放电;数据采集与处理模块,与电容充放电测量模块连接,用于发出控制信号控制电容充放电测量模块对电容器充放电的导通与关断,以及采集电容器放电前后电容器和标准电感两端的电压,根据采集到的电压计算得到电容器寄生电感的电感值。本发明解决了传统测量方法存在的耗时长、精度低等问题,可以实现快速地测量电容器寄生电感参数。

主权项:1.一种测量电容器寄生电感参数的系统,其特征在于,包括:电容器100;标准电感200,与所述电容器100串联形成串联电路;电容充放电测量模块300,与电容器100和标准电感200的串联电路连接,用于对电容器100进行充电与放电;数据采集与处理模块400,与电容充放电测量模块300连接,用于发出控制信号通过控制电容充放电测量模块300对电容器100进行充电与放电,以及采集电容器100放电前后电容器100两端的电压以及标准电感200两端的电压,根据采集到的电压计算得到电容器100的寄生电感;所述电容充放电测量模块300包含:电容充放电主电路302、驱动电路301;所述电容充放电主电路302与所述电容器100、标准电感200连接,对电容器100进行充电与放电;所述驱动电路301分别与电容充放电主电路302、数据采集与处理模块400相连接,用于接收数据采集与处理模块400发出的控制信号,驱动电路301接收该控制信号产生驱动信号驱动所述电容充放电主电路302对电容器100进行充电与放电;所述电容充放电主电路302包含直流源、限流电阻、第一开关管、第二开关管;所述直流源与限流电阻、第一开关管、第二开关管电路连接形成串联回路,其中第二开关管与由所述电容器100与标准电感200构成的串联电路并联;所述数据采集与处理模块400包含:电压采集单元402、信号控制单元401、数据处理单元403;所述电压采集单元402分别与电容充放电主电路302、数据处理单元403相连接,用于采集电容器100两端的电压以及标准电感200两端的电压;所述信号控制单元401与驱动电路301连接,用于发出控制信号至驱动电路301,驱动电路301接收控制信号后发出驱动信号驱动所述电容充放电主电路302对电容器100进行充电与放电;所述数据处理单元403根据采集到的电容器100两端电压和标准电感200两端电压数据计算电容器100的寄生电感的电感值;获得所述电容器寄生电感参数的方法包括以下步骤:S1:信号控制单元401发出控制信号至驱动电路301,驱动电路301接收控制信号后驱动电容充放电主电路302的第一开关管导通,驱动第二开关管关断,并对电容器100进行充电;S2:信号控制单元401发出控制信号至驱动电路301,驱动电路301接收控制信号后驱动电容充放电主电路302的第一开关管关断,驱动第二开关管导通,电容器100通过放电回路进行放电;电压采集单元402采集电容器100放电前后的电容器100两端的电压以及标准电感200两端的电压;S3:利用公式U=L·didt及由电容器和标准电感的电压比例关系求解电容器寄生电感的电感值;其中U为电容器或标准电感两端的电压值,L为电容器寄生电感值或标准电感值,didt为放电回路电流对时间的导数;根据电容器放电回路可构建S3步骤计算电容器的寄生电感的电感值的方程,具体方程如下所示: 其中Rσ和Lσ分别为电容器的内阻和寄生电感,LS为标准电感,其中RS为标准电感的内阻,UC0为电容器在充电阶段的充电电压值,UC为放电阶段电容器两端的电压,i为放电回路电流,didt为电流变化率,ULS为标准电感两端电压;由于放电回路上寄生电感的影响,电容器放电瞬间回路上没有电流流过,放电回路电流i=0,放电回路上的电阻两端均没有压降,因此对放电瞬间的放电回路进行简化,方程1简化后得到以下方程: 其中电容器100的寄生电感Lσ两端的电压为ULσ,则ULσ=UC0-UC;因此方程2可化简为以下方程: 由方程3可得到Lσ=LS·ULσULS=LS·UC0-UCULS,其中LS为定值,UC0为定值,UC、ULS均可通过电压采集单元402测量得到。

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