[發明專利]一種超級電容功率緩存電路

在審

• 申請號: 202011270683.4
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112311066A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 黃芳勝;賀小煥;董二寶;倪向貴;張世武;連厚泉;鮑本坤;戴童欣;劉煜川
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34;H02M1/34
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種超級電容功率緩存電路，其特征在于，包括：控制電路(1)、超級電容器充電電路(2)、超級電容器組(3)和升壓電路(4)；

所述控制電路(1)，實時檢測超級電容器組(3)的電壓V，通過CAN總線接收從外部主機處發來的最大充電功率P，根據I(max)＝P/V得到最大充電電流，將最大充電電流轉換成用以控制超級電容器充電電路(2)的電壓信號V_FI，并送至超級電容器充電電路(2)；同時通過CAN總線告知外部主機當前超級電容器組(3)的電壓；

所述超級電容器充電電路(2)，接受來自控制電路的電壓信號V_FI，并通過降壓轉換，控制從電源流向超級電容器組(3)的實時充電電流，從而控制輸入到超級電容器組(3)的功率，達到緩存電源功率的特性；此外超級電容器充電電路(2)預設了超級電容器組(3)的最大充電電壓，當超級電容器組(3)的電壓接近最大電壓時，超級電容器充電電路(2)會減小充電功率或者停止充電；

超級電容器組(3)緩存從超級電容器充電電路(2)流入的功率，還向升壓電路(4)輸出功率，保證輸出到系統負載的功率不會影響到系統電源；同時超級電容組(3)在單個超級電容超過最大耐壓時導通泄流電阻，從而保證不會出現過度充電現象；

升壓電路(4)將超級電容器組(3)的電壓升高到系統負載所需的電壓，從而為負載提供功率；升壓電路(4)具有雙向特性，不但能向系統負載提供功率，還能夠吸收系統負載回充的功率，并將回充的功率反充到超級電容器組(3)，減少輸出到系統負載的能量浪費。

2.根據權利要求1所述的超級電容功率緩存電路，其特征在于：所述控制電路包括主控芯片(101)、超級電容器電壓衰減器(102)、輸出電壓跟隨器(103)和降壓電路(104)；

主控芯片(101)包含CAN總線、ADC和DAC功能；主控芯片(101)通過CAN總線與外部主機進行數據交互，從外部主機處獲取當前設定的最大緩存功率P，告知外部主機超級電容器組(1)的當前電壓信息V；主控芯片(101)利用內部ADC對經過超級電容器電壓衰減器(102)衰減后的電壓進行采集，獲取超級電容器組(3)的電壓V；主控芯片(101)利用內部DAC將計算好的最大電流信息以電壓的形式輸出到輸出電壓跟隨器(103)進行跟隨；另外主控芯片(101)供電的電源來自降壓電路(104)；

超級電容器電壓衰減器(102)利用電阻對超級電容器組(3)的電壓進行分壓，將分壓后的電壓接入跟隨器從而提升該分壓信號的帶載能力，最終該分壓信號接到主控芯片(101)的ADC端；

輸出電壓跟隨器(103)將主控芯片(101)通過ADC輸出的電壓信號進行跟隨，提升帶載能力后接入到超級電容器充電電路(2)的電流控制端；

降壓電路(104)將電源接入的電壓降低后分給主控芯片(101)供電。