[發明專利]一種滯環控制的配電終端超級電容充電電路

在審

• 申請號: 201811271118.2
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109193865A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 歐世鋒;陶中云;高立克;李克文;況成忠;周楊珺;吳麗芳;歐陽健娜;陳紹南;俞小勇;李珊;梁朔;秦麗文;鄒巧明
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院;廣西電網有限責任公司南寧供電局;廣西電網有限責任公司柳州供電局
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;裴康明

1.一種滯環控制的配電終端超級電容充電電路，其特征在于：包括開關管、二極管、電感、滯環比較器、電流傳感器、驅動電路；所述開關管的漏極與電源的正極連接，所述開關管的源極分別與二極管的負極、電感的一端連接，所述二極管的正極接地，所述電感的另一端分別與電流傳感器的輸入端、超級電容的正極連接；所述電流傳感器的輸出端與滯環比較器的反相輸入端連接；所述滯環比較器的同相輸入端接參考電壓V_ref；所述滯環比較器的輸出端與驅動電路的輸入端連接；所述驅動電路的輸出端與開關管的柵極連接；所述電流傳感器用于將流過電感的電流i_o按比例轉換成電流傳感器的輸出電壓V_T并輸入至滯環比較器的反相輸入端，通過調整電流傳感器的輸出電壓的大小，使得滯環比較器的輸出端輸出脈沖寬度調制信號，以控制開關管導通或截止，進而控制流過電感的電流的大小，以實現對超級電容平緩充電。

2.根據權利要求1所述的一種滯環控制的配電終端超級電容充電電路，其特征在于：所述電流傳感器的輸出電壓V_T=f×i_o，f為正的常數，通過調整電流傳感器的電阻參數改變f的大小。

3.根據權利要求1所述的一種滯環控制的配電終端超級電容充電電路，其特征在于：所述滯環比較器的參考電壓的上限閾值為V_MAX=V_ref+ΔV，參考電壓的下限閥值為V_MIN=V_ref-ΔV；電流傳感器的輸出電壓V_T>V_MIN時，滯環比較器的輸出端輸出高電平信號，電流傳感器的輸出電壓V_T>V_MAX時，滯環比較器的輸出端輸出低電平信號。

4.根據權利要求1所述的一種滯環控制的配電終端超級電容充電電路，其特征在于：開關管的漏極與電源的正極連接后，當流過電感的電流i_o<（V_MAX/f），滯環比較器的輸出端輸出高電平信號，驅動電路的輸入端接收到高電平信號后驅動開關管導通，電感兩端的電壓為：

；（1）

流過電感電流為：

；（2）

其中，V_MAX為滯環比較器的參考電壓的上限閾值，f為，

V_DC為電源的輸出電壓，u₀為超級電容兩端的電壓；L為電感的電感量；

在開關管導通期間，流過電感的電流i_o隨時間增加而增加，當i_o>（V_MAX/f）時，滯環比較器的輸出端輸出低電平信號，驅動電路的輸入端接收到低電平信號后驅動開關管截止，電流從二極管繼流，電感兩端的電壓為：

；（3）

流過電感電流為：

；（4）

在開關管截止期間，流過電感的電流i_o隨時間增加而減小，當流過電感的電流i_o<（V_MIN/f）時，滯環比較器的輸出端輸出高電平信號，驅動電路的輸入端接收到高電平信號后驅動開關管導通，如此循環實現對超級電容平緩充電。

5.根據權利要求4所述的一種滯環控制的配電終端超級電容充電電路，其特征在于：充電過程中流過電感的平均電流暨充電平均電流為：

；（5）

其中，I_MAX為流過電感的電流i_o的最大值，I_MIN為流過電感的電流i_o的最小值。