[发明专利]电容器充电器系统和数字控制模块以及用于这种电容器充电器系统的隔离采集模块

说明书

技术领域

本发明大体上涉及电容器充电器系统，并且特别地，涉及一种具有高稳定性和/或精确性的电容器充电器系统和一种用于这种电容器充电器系统的数字控制模块和隔离采集模块。

背景技术

只要采用了高电流短脉冲，电容器充电器系统就会普遍使用。应用实例包括功率调制器、加速器、闪光灯和Z射线系统等等。当电容被部分或完全放电时，获得高电流。电流的稳定性直接取决于由电容器充电器系统供给的电压。因此，稳定的电容器充电器电压将从脉冲系统给出稳定电流。由于在相同系统中通常都会具有高电流尖峰和敏感的电子设备，因此充电速度和端电压水平的调节很难达到精确。整个调节系统的稳定性在很大程度上取决于电容器充电器系统的输出电压测量的精确性。通常，经由电阻分压器测量输出电压，并且，失真的起因通常是在电容器充电器模块中接通和断开的高电流。这些开关事件导致电压失真，既与共地(common ground)相关，又与输出端的基于充电电容器的电缆电感的实际电压变化相关。

发明内容

本发明克服现有技术设置的这些和其它缺陷。总体目的是提供一种改进的电容器充电器系统。

具体目的是提供一种基于充电器电容器系统的功率调制器。

另一个目的是提供一种用于电容器充电器系统的数字控制模块。

另一个目的是提供一种用于电容器充电器系统的隔离采集模块。

如权利要求所定义的，这些和其它目的得到满足。

在第一方面，本发明涉及一种电容器充电器系统，包括电容器充电器模块、隔离采集模块和数字控制模块。所述隔离采集模块被设置为对所述电容器充电器模块的输出电压水平进行采样。所述数字控制模块经由双向链路连接至所述隔离采集模块，并经由控制信号接口连接至所述电容器充电器模块。所述数字控制模块被设置为：基于表示经由所述双向链路从所述隔离采集模块接收的采样输出电压水平的数据，产生控制信号信息和同步信号信息。所述数字控制模块还被设置为：经由所述控制信号接口向所述电容器充电器模块发送所述控制信号信息，以及经由所述双向链路向所述隔离采集模块发送所述同步信号信息。基于来自所述数字控制模块的所述控制信号信息来控制所述电容器充电器模块，并且，所述隔离采集模块被配置为基于所述同步信号信息来执行采样。

优选地，所述隔离采集模块被设置为：基于同步信号信息，以与电容器充电器模块的输出脉冲相关的控制时序来执行采样。

举例来说，可以想到的是将所述电容器充电器模块实现为脉冲宽度调制的(PWM)电容器充电器模块，其中，所述数字控制模块被设置为产生包括PWM控制脉冲的以PWM控制图样的形式的控制信号信息。优选地，在这个实例中，所述隔离采集模块被设置为在下一PWM控制脉冲之前以关闭关系(in close relation)执行电容器充电器模块的输出电压水平的采样，这样，来自上一输出脉冲的电容器充电器模块的输出电压的失真就衰减到可接受的水平。

举例来说，电容器充电器模块的输出脉冲频率高于10千赫，并且优选地为25千赫量级，而且所述采样频率优选地至少和所述输出脉冲频率一样高。

使用这种数量级的采样频率，在所述双向链路上传输的信息量可能会相当可观，因此，将所述双向链路实现为数字光链路可能是有益的。为了这个目的，所述隔离采集模块和所述数字控制模块可以各具有光输入/输出接口。

第二方面是提供一种用于电容器充电器系统的数字控制模块。所述电容器充电器系统具有电容器充电器模块和隔离采集模块，用于对所述电容器充电器模块的输出电压水平进行采样。所述数字控制模块经由双向链路连接至所述隔离采集模块，并经由控制信号接口连接至所述电容器充电器模块。所述数字控制模块被设置为：基于表示经由所述双向链路从所述隔离采集模块接收的电容器充电器模块的采样输出电压水平的数据，产生控制信号信息和同步信号信息。所述数字控制模块还被设置为经由所述控制信号接口向所述电容器充电器模块发送所述控制信号信息，以控制所述电容器充电器模块的输出脉冲，并被设置为经由所述双向链路向所述隔离采集模块发送同步信号信息，以控制所述隔离采集模块的采样操作。

第三方面提供一种用于电容器充电器系统的隔离采集模块。所述所述电容器充电器系统具有电容器充电器模块和数字控制模块。所述隔离采集模块经由双向链路连接至所述数字控制模块，而所述隔离采集模块被设置为：基于来自数字控制模块的同步信号信息，以与电容器充电器模块的输出脉冲相关的控制时序来对电容器充电器模块的输出电压水平进行采样。