[發明專利]新能源超級電容充電電路

有效

• 申請號: 201510405061.0
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN104993564B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 周鳴放;寧濤;方立東;朱曉靜
• 申請（專利權）人: 常州東村電子有限公司;中國人民解放軍總后勤部建筑工程研究所
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙)11411
• 代理人: 黃冠華

技術領域

本發明涉及DC/DC直流充電技術領域，特別涉及到一種新能源超級電容充電電路。

背景技術

超級電容(法拉電容、黃金電容)是近幾年發展起來的一種能夠大容量存儲電荷，并且具有大功率充、放電特性，是一種介于電容器與電池之間的新型儲能器件。

超級電容與現在的可充電電池相比具有如下優點；1、安全性：可以大電流充、放電(充電時間數十秒至數分鐘)不會發熱、燃燒甚至爆炸；2、長壽命：循環壽命達幾十萬次以上；3、綠色環保：拆解后可以回收沒有污染；4、良好的低溫性能：可在零下40度正常工作；5、功率密度高：超過10KW/KG。因此，超級電容已經廣泛地用于各行各業。在人們的日常生活和工作當中，超級電容已經開始用于便攜式電動工具、便攜式移動照明燈具和應急照明燈具等方面，充分顯示出了超級電容在幾十秒至幾分鐘快速充電的優勢，大大克服了一般可充電電池需要幾小時的充電時間這個弊端。所以，研發超級電容充電器是擺在工程師們面前的一個課題。

就目前，超級電容充電器專用集成電路國內還沒有一家廠家能夠生產，而國外的一些知名的集成電路制造廠商，已經開發出幾款10A以上的DC-DC大電流恒流、恒壓充電管理集成電路，如美國的TI和凌特公司等，但是在實際使用過程中還是存在一些缺憾。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的缺憾，提供一種功耗小、溫升低，且對超級電容進行大電流快速充電過程中能夠有效反應充電狀態的新能源超級電容充電電路。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種新能源超級電容充電電路，包括AC/DC適配器、電源防反接電路、DC/DC降壓型充電管理電路、功率驅動電路、同步整流續流電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、充電指示電路、負載超級電容；所述AC/DC適配器通過電源防反接電路與DC/DC降壓型充電管理電路連接；所述功率驅動電路的一端連接在DC/DC降壓型充電管理電路上，其另一端通過電流采樣電路連接在負載超級電容上，所述電流采樣電路還連接在DC/DC降壓型充電管理電路上；所述同步整流續流電路連接在DC/DC降壓型充電管理電路上；所述電壓采樣電路一端與DC/DC降壓型充電管理電路連接，其另一端連接在負載超級電容上；所述充電指示電路一端與DC/DC降壓型充電管理電路連接，其另一端與負載超級電容連接。

根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述DC/DC降壓型充電管理電路包括芯片U1，所述芯片U1為BQ24640。

根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述電源防反接電路包括PMOS管Q8、電阻R17和穩壓管D2，所述PMOS管Q8的柵極連接穩壓管D2的陰極，穩壓管D2的陽極接地，PMOS管Q8的漏極與AC/DC適配器連接；電阻R17一端與PMOS管Q8柵極連接，其另一端與PMOS管Q8的源極連接，所述PMOS管Q8的源極通過電阻R6與芯片U1的pin1連接。

根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述的PMOS管Q8漏極與AC/DC適配器之間還設有電源熱插拔保護電路。

根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述充電指示電路包括PMOS管Q7、NMOS管Q6和雙色LED指示燈D4，所述PMOS管Q7的源極接芯片U1的pin6，PMOS管Q7的柵極與負載超級電容連接，PMOS管Q7的漏極與電容C14連接；NMOS管Q6的漏極與雙色LED指示燈D4紅燈R的陰極連接，雙色LED指示燈D4的公共陽極通過R15與AC/DC適配器連接，雙色LED指示燈D4綠燈G的陰極接地；所述NMOS管Q6的柵極與PMOS管Q7的漏極的連接處通過積分線路R16、C14與芯片U1的pin13連接。

根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述同步整流續流電路包括NMOS管Q5和肖特基二極管D3，所述NMOS管Q5的柵極與芯片U1的pin13連接，NMOS管Q5的源極接地，NMOS管Q5的漏極與功率驅動電路中的NMOS管Q4連接；所述肖特基二極管D3的正極與NMOS管Q5的源極連接，其負極與NMOS管Q5的漏極連接。

根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述電壓采樣電路包括電容CFF、電阻R1和電阻R2，所述電阻R2與電容CFF并聯后的一端與負載超級電容連接，其另一端分別與芯片U1的pin8和電阻R1連接，電阻R1的另一端于U1的pin11連接。。