[發明專利]一種支持雙向電流與超級電容充電的數字電源

在審

• 申請號: 202211720705.1
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115714526A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 劉昱歌;陳慶倫;張玉秋
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M3/157;H02M3/158
• 代理公司: 廣州慧宇中誠知識產權代理事務所(普通合伙) 44433
• 代理人: 胡燕

本發明提供一種支持雙向電流與超級電容充電的數字電源，包括主控芯片和控制電路，所述控制電路包括主控模塊、電壓輸入端口和電壓輸出端口；所述主控模塊包括電感線圈L1，所述電感線圈L1的輸入端連接電壓輸入端口，電感線圈L1的輸出端連接電壓輸出端口；所述在電感線圈L1與電源輸入端口之間設有降壓電路；在電感線圈L1與電源輸出端口之間設有升壓電路，上述結構的數字電源，能夠改善電流反向時數字電源無法保持正常工作模式的情況。

技術領域

本發明涉及數字電源技術領域，具體涉及一種支持雙向電流與超級電容充電的數字電源。

背景技術

數字電源實現了數字和模擬技術的融合，具備監視、處理與適應系統的能力，具有很強的適應性與靈活性，能滿足大部分的電源要求。超級電容是一種新興的綠色節能儲存電能器件，在性能上比傳統物理電容器更加優秀。但超級電容的充能與釋能對電壓和電流的控制精度有著較為嚴格的要求。因此，使用數字電源給超級電容供電成在許多情況下是一種優秀的解決方案。

目前市面上的大部分數字電源僅支持正向的電流，有些數字電源無法直接連接超級電容等有源器件，因為有源器件在數字電源端電壓過低時進行放電操作，從而產生負向電流，從而破壞數字電源，而有些為了使得數字電源與有源器件之間防止負向電流的情況，通過增加阻隔電路，將數字電源與有源器件進行隔開，這樣僅僅是防止負向電流反流，但是無法利用負向電流的特性對數字電源進行補充電，浪費資源。

發明內容

本發明的目的在于提供一種支持雙向電流與超級電容充電的數字電源，改善電流反向時數字電源無法保持正常工作模式的情況。

為達到上述目的，一種支持雙向電流與超級電容充電的數字電源，包括主控模塊和控制電路，所述控制電路包括調整模塊、檢測模塊、電壓輸入端口和電壓輸出端口；

所述調整模塊包括電感線圈L1、升壓電路和降壓電路，所述電感線圈L1的輸入端連接電壓輸入端口，電感線圈L1的輸出端連接電壓輸出端口；

所述在電感線圈L1與電源輸入端口之間設有降壓電路；在電感線圈L1與電源輸出端口之間設有升壓電路；

所述降壓電路包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q3；所述升壓電路包括第三MOS管Q2和第四MOS管Q4；

所述第一MOS管Q1的D極連接電壓輸入端口，第一MOS管的S極連接電感線圈L1，所述第一MOS管Q1的G極通過第一檢波二極管D13連接降壓MOS驅動電路；

所述第二MOS管Q3的D極連接電感線圈L1，第二MOS管Q3的S極接地，所述第二MOS管的Q3的G極通過第二檢波二極管D16連接降壓MOS驅動電路；

所述第三MOS管Q2的D極連接電壓輸出端口，第三MOS管Q2的S極連接電感線圈L1，所述第三MOS管Q2的G極通過第三檢波二極管D14連接升壓MOS驅動電路；

所述第四MOS管Q4的D極連接電感線圈L1，第四MOS管Q4的S極接地，所述第四MOS管Q4的G極通過第四檢波二極管D17連接升壓MOS驅動電路；

調整模塊上連接有用于檢測電壓輸入端口和電壓輸出端口上電流值的檢測模塊；

主控模塊根據檢測到的電流值產生PWM信號并將該信號發送至升壓MOS驅動電路和降壓MOS驅動電路，升壓MOS驅動電路和降壓MOS驅動電路即可根據PWM信號控制升壓電路以及降壓電路的開關頻率。