CN107359680B - 电源补偿器充电电容蓄电管理系统 - Google Patents
电源补偿器充电电容蓄电管理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107359680B CN107359680B CN201710820467.4A CN201710820467A CN107359680B CN 107359680 B CN107359680 B CN 107359680B CN 201710820467 A CN201710820467 A CN 201710820467A CN 107359680 B CN107359680 B CN 107359680B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- power supply
- capacitor
- charging
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 143
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 6
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H02J7/0086—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
本发明提供了一种电源补偿器充电电容蓄电管理系统，包括：充放电单元，其包括：充电电源模块、超级电容以及开关控制电路模块，充电电源模块的输入端用于连接至输入电源，充电电源模块的输出端连接至超级电容的正极，超级电容的负极连接至开关控制电路模块的输入端，开关控制电路模块的输出端用于连接至负载；监控单元，其包括：MCU模块、第一采样模块、第二采样模块、第一隔离驱动模块、第二隔离驱动模块以及监控电源模块，充放电单元还包括电源开关模块。该电源补偿器充电电容蓄电管理系统解决了现有技术中第一超级电容电压补偿单元和第二超级电容电压补偿单元会相互供电而导致耗能较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及充放电电路，具体涉及一种电源补偿器充电电容蓄电管理系统。
背景技术
中国专利公开了一种公告号为CN 102868287 B的纹波补偿电路和超级电容充放电装置，该纹波补偿电路包括电网侧充电电压采样单元，用于在为超级电容充电时采样电网侧输入的实时电压；充电电压比较单元，与所述电网侧充电电压采样单元连接，用于在为超级电容充电时比较该实时电压与预先设定的标准充电电压，得到充电电压校正信号；第一超级电容电压补偿单元，与所述充电电压比较单元连接，用于在为超级电容充电时根据该充电电压校正信号调整超级电容两端的电压。虽然该纹波补偿电路实现了为超级电容充电过程中减小由电网侧输入的脉动电压引起的超级电容两端输出纹波电压的目的，但是该纹波补偿电路存在缺点为：
其设置的第一超级电容电压补偿单元目的在于：根据采样在为超级电容充电时采样电网侧输入的实时电压，调节在为超级电容充电时超级电容两端的电压；设置的第二超级电容电压补偿单元目的在于：根据在为超级电容充电时采样超级电容两端的实时电压，调整在为超级电容充电时超级电容两端的电压，但是第一超级电容电压补偿单元和第二超级电容电压补偿单元对超级电容两端电压是相互独立的，极有可能存在相互冲突的情况，一个对超级电容两端电压调节较小，一个对超级电容两端电压调节较大，第一超级电容电压补偿单元和第二超级电容电压补偿单元都相当于电源，一个供电电压较大的电源会向另一个供电电压较小的电源充电，导致供电电压较小的电源(也即是：第一超级电容电压补偿单元或第二超级电容电压补偿单元)，导致第一超级电容电压补偿单元和第二超级电容电压补偿单元也存在耗能的可能，不利于环保。再者，第一超级电容电压补偿单元和第二超级电容电压补偿单元内分别存在一个补偿电源，两个补偿电源同时设置在一个板子上，会占用大量的空间，整个补偿电路形成的体积较大，不符合集成芯片的小体积话要求。
发明内容
本发明提供了一种电源补偿器充电电容蓄电管理系统，解决了现有技术中第一超级电容电压补偿单元和第二超级电容电压补偿单元会相互供电而导致耗能较高的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种电源补偿器充电电容蓄电管理系统，包括：充放电单元，其包括：充电电源模块、超级电容以及开关控制电路模块，充电电源模块的输入端用于连接至输入电源，充电电源模块的输出端连接至超级电容的正极，超级电容的负极连接至开关控制电路模块的输入端，开关控制电路模块的输出端用于连接至负载；监控单元，其包括：MCU模块、第一采样模块、第二采样模块、第一隔离驱动模块、第二隔离驱动模块以及监控电源模块，监控电源模块的第一输出端为MCU模块、第一隔离驱动模块以及第二隔离驱动模块供电，监控电源模块的第二输出端为开关控制电路模块的电源端供电，第一采样模块的输入端连接至充电电源模块与输入电源的节点，以采集充电电源模块的输入电压值并对输入电压值进行采样形成输入电压采样信号，第一采样模块的输出端连接至MCU模块的第一输入端；第二采样模块的输入端连接至充超级电容与开关控制电路模块的节点，以采集超级电容的输出电压值并对输出电压值进行采样形成输出电压采样信号，第二采样模块的输出端连接至MCU模块的第二输入端；第一隔离驱动模块的控制输入端连接至MCU模块的第一输出端，第一隔离驱动模块的控制输出端连接至充电电源模块的控制端；第二隔离驱动模块的控制输入端连接至MCU模块的第二输出端，第二隔离驱动模块的控制输出端连接至开关控制电路模块的控制端；MCU模块判断输入电压采样信号是否大于充电阈值、当输入电压采样信号大于充电阈值时通过第一隔离驱动模块控制充电电源模块停止工作、判断输出电压采样信号是否大于放电阈值、并当输出电压采样信号大于放电阈值时通过第二隔离驱动模块控制开关控制电路模块的输入端和输出端断开；其中，监控电源模块具有可充电功能，充放电单元还包括电源开关模块，电源开关模块的第一不动端连接至充电电源模块与输入电源的节点，电源开关模块的第二不动端连接至超级电容与开关控制电路模块的节点，电源开关模块的动端连接至监控电源模块的输入端，电源开关模块的控制端连接至MCU模块。
优选的是，开关控制电路模块包括：555定时器，其调控端用于接收外部控制信号，以当外部控制信号为高时输出方波电压信号；当外部控制信号为低时输出直流电压信号；电荷泵组件，555定时器的输出端连接至电荷泵组件的输入端，以当电荷泵组件的输入端输入方波电压信号时电荷泵组件的高输出端与低输出端的压差为大于零的恒定值；当电荷泵组件的输入端输入直流电压信号时电荷泵组件的高输出端与低输出端的压差为零；以及开关组件，其控制端与电荷泵组件的高输出端相连，其输入端用于连接至供电电源，其输出端用于连接至负载且与电荷泵组件的低输出端相连。
优选的是，开关组件包括第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2，第一MOS管Q1漏极连接至第二MOS管Q2漏极，第一MOS管Q1漏极与第二MOS管Q2漏极的节点为开关组件的输入端；第一MOS管Q1源极连接至第二MOS管Q2源极，第一MOS管Q1源极与第二MOS管Q2源极的节点为开关组件的输出端；第一MOS管Q1栅极连接至第二MOS管Q2源极，第一MOS管Q1栅极与第二MOS管Q2栅极的节点为开关组件的控制端。
优选的是，开关组件还包括保护二极管D6，保护二极管D6的阳极连接至第一MOS管Q1的漏极，保护二极管D6的阴极连接至第一MOS管Q1的源极。
优选的是，555计时器U1的VCC端和R端用于连接至启动电源，555计时器U1的DIS端接入高电平，555计时器U1的CVolt端、TRIG端以及TUR端用于接地，555计时器U1的GND端为555计时器U1调控端，555计时器U1调控端通过一三极管Q4接收外部控制信号，555计时器U1调控端与三极管Q4集电极连接，三极管Q4基极用于接收外部控制信号，三极管Q4的发射极接地。
优选的是，555计时器U1的VCC端和R端均通过一电阻NC3连接至15v启动电源，三极管Q4的基极通过一电阻R18连接至接收外部控制信号，三极管Q4的基极通过电阻R19接地，555计时器U1的TRIG端以及TUR端通过电容C27接地，555计时器U1的DIS端连接至电阻R21一端，电阻R21另一端连接至电容C27的正极，555计时器U1的DIS端通过电阻R2连接至555计时器U1的VCC端，555计时器U1的CVolt端通过电容C26接地。
优选的是，电荷泵组件包括电容C28、第一二极管组、第二二极管组、电阻R22、电阻R23以及电阻R24，电容C28的正极为电荷泵组件输入端，电容C28负极连接至第一二极管组正极和第二二极管组正极，第一二极管组负极连接至电阻R22，电阻R22连接至电阻R23，电阻R22与电阻R23的节点为电荷泵组件的高输出端，第二二极管组正极连接至电阻R24一端，电阻R24另一端为电荷泵组件的低输出端。
优选的是，第一二极管组和第二二极管组均包括二极管D4以及二极管D5，二极管D4阳极连接至二极管D5阳极，二极管D4阳极与二极管D5阳极的节点为第一二极管组正极或第二二极管组正极，二极管D4阴极连接至二极管D5阴极，二极管D4阴极与二极管D5阴极的节点为第一二极管组负极或第二二极管组负极。
优选的是，还包括散热壳，充放电单元以及监控单元均设置于散热壳内，且第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2紧贴散热壳内壁。
优选的是，监控电源模块包括用于将输入电压值或输出电压值转化为15v直流电的第一电源转换芯片P1以及用于将15v直流电转化为3.3v直流电的电源转换芯片U3，电源转换芯片P1的VIN端连接至一稳压二极管的阳极，稳压二极管的阴极为监控电源模块的输入端，第一电源转换芯片P1的Vo端连接至一电感L5，电感L5另一端连接至电容C23正极，电容C23负极接地，电源转换芯片P1的VIN端连接至一电容C22的正极，电容C22的负极接地，电感L5与电容C23正极的节点为监控电源模块的第二输出端，电容C23正极通过一电阻NC3连接至第二电源转换芯片U3的VIN端，第二转换芯片U3的的Vout端为监控电源模块的第一输出端，第二转换芯片U3的的Vout端连接至一电容C25的正极，电容C25的负极接地。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1)避免了现有技术中第一超级电容电压补偿单元和第二超级电容电压补偿单元会相互供电而导致耗能较高的问题，减少了在对超级电容保护的时候的耗能，更加有利于环保节能，避免不必要的能量的消耗；
2)避免了现有技术中第一超级电容电压补偿单元和第二超级电容电压补偿单元分别设置一个电源，减少了集成时的占地面积，减小了形成芯片的体积；
3)通过设置电源开关模块实现了直接供电和超级电容放电时供电，且电源开关模块能够在MCU模块的控制下实现切换，实现了在超级电容过充时快速将电荷放出，也能使过多的电荷为监控电源模块工作，减少了电荷的浪费，且放电速度快，保护了超级电容。
附图说明
图1为电源补偿器充电电容蓄电管理系统的电路框图；
图2为图1中开关控制电路模块的电路图；
图3为图1中监控电源模块的电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出了一种电源补偿器充电电容蓄电管理系统，包括：充放电单元，其包括：充电电源模块、超级电容以及开关控制电路模块，充电电源模块的输入端用于连接至输入电源，充电电源模块的输出端连接至超级电容的正极，超级电容的负极连接至开关控制电路模块的输入端，开关控制电路模块的输出端用于连接至负载；监控单元，其包括：MCU模块、第一采样模块、第二采样模块、第一隔离驱动模块、第二隔离驱动模块以及监控电源模块，监控电源模块的第一输出端为MCU模块、第一隔离驱动模块以及第二隔离驱动模块供电，监控电源模块的第二输出端为开关控制电路模块的电源端供电，第一采样模块的输入端连接至充电电源模块与输入电源的节点，以采集充电电源模块的输入电压值并对输入电压值进行采样形成输入电压采样信号，第一采样模块的输出端连接至MCU模块的第一输入端；第二采样模块的输入端连接至充超级电容与开关控制电路模块的节点，以采集超级电容的输出电压值并对输出电压值进行采样形成输出电压采样信号，第二采样模块的输出端连接至MCU模块的第二输入端；第一隔离驱动模块的控制输入端连接至MCU模块的第一输出端，第一隔离驱动模块的控制输出端连接至充电电源模块的控制端；第二隔离驱动模块的控制输入端连接至MCU模块的第二输出端，第二隔离驱动模块的控制输出端连接至开关控制电路模块的控制端；MCU模块判断输入电压采样信号是否大于充电阈值、当输入电压采样信号大于充电阈值时通过第一隔离驱动模块控制充电电源模块停止工作、判断输出电压采样信号是否大于放电阈值、并当输出电压采样信号大于放电阈值时通过第二隔离驱动模块控制开关控制电路模块的输入端和输出端断开；其中，监控电源模块具有可充电功能，充放电单元还包括电源开关模块，电源开关模块的第一不动端连接至充电电源模块与输入电源的节点，电源开关模块的第二不动端连接至超级电容与开关控制电路模块的节点，电源开关模块的动端连接至监控电源模块的输入端，电源开关模块的控制端连接至MCU模块。
第一采样模块和第二采样模块采用电压调理电路分别将输入电压与超级电容电压转换成MCU模块AD采样输入引脚能承受的电压。
MCU模块实时读取第一采样模块和第二采样模块的采样信号，MCU模块对采样电压与设定的阈值进行实时比较。通过比较结果对第一隔离驱动模块和第二隔离驱动模块输出不同控制信号。
第一隔离驱动模块控制充电电源模块使能端，控制充电电源模块开启，从而实现智能充电控制；第二隔离驱动模块控制开关控制电路模块以驱动开关组件导通，实现输出电压补偿和智能放电控制。
第二隔离驱动模块控制开关控制电路模块中开关组件的关断。同时根据第二比较电路的比较结果，当超级电容过放时，通过第二隔离驱动模块控制开关控制电路中开关组件断开，达到防止超级电容过放、保护超级电容的目的，同时通过第一隔离驱动模块开启充电电源模块，给超级电容充电。当超级电容需要充电或者已经充满时，MCU模块输出控制信号通过隔离驱动电路控制充电电源模块开启或关闭，开启或停止给超级电容充电，达到智能充电控制的目的。隔离驱动电路核心器件由一块磁耦或者光耦芯片组成，以隔离干扰，增加系统可靠性。
当超级电容充满后，MCU模块通过第一隔离驱动模块停止充电电源模块，使得超级电容不再充电。
如图2所示，开关控制电路模块包括：555定时器，其调控端用于接收外部控制信号，以当外部控制信号为高时输出方波电压信号；当外部控制信号为低时输出直流电压信号；电荷泵组件，555定时器的输出端连接至电荷泵组件的输入端，以当电荷泵组件的输入端输入方波电压信号时电荷泵组件的高输出端与低输出端的压差为大于零的恒定值；当电荷泵组件的输入端输入直流电压信号时电荷泵组件的高输出端与低输出端的压差为零；以及开关组件，其控制端与电荷泵组件的高输出端相连，其输入端用于连接至供电电源，其输出端用于连接至负载且与电荷泵组件的低输出端相连。1)通过555定时器替换一般的控制器，由于555定时器具有低功耗的性能，因此所述开关控制电路使用时耗能低，利于节能环保；2)通过设置电荷泵组件，实现了当555定时器输出为方波信号时使得开关组件保持闭合状态，保证供电电源持续为负载供电，当输出直流时切断供电电源与负载，实现控制，且电荷泵组件的使用能够降低耗能同时抗干扰能力强，保证控制工作的有序进行。
如图2所示，开关组件包括第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2，第一MOS管Q1漏极连接至第二MOS管Q2漏极，第一MOS管Q1漏极与第二MOS管Q2漏极的节点为开关组件的输入端；第一MOS管Q1源极连接至第二MOS管Q2源极，第一MOS管Q1源极与第二MOS管Q2源极的节点为开关组件的输出端；第一MOS管Q1栅极连接至第二MOS管Q2源极，第一MOS管Q1栅极与第二MOS管Q2栅极的节点为开关组件的控制端。通过设置第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2，实现了在第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2闭合时，第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2相互分流，使得第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2各自通过的电流减小，进而减小了闭合后第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的功率，进而解决了现有技术中因供电电路的功率过大而导致开关组件中的第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2容易损坏的问题，延长了开关组件的使用寿命，增加了市场竞争力。
为了对第一MOS管和第二MOS管进行保护，开关组件还包括保护二极管D6，保护二极管D6的阳极连接至第一MOS管Q1的漏极，保护二极管D6的阴极连接至第一MOS管Q1的源极。
为了实现当外部控制信号输入为高电平时555计时器U1输出方波信号，实现当外部控制信号输入为低电平时555计时器U1输出直流信号，555计时器U1的VCC端和R端用于连接至启动电源，555计时器U1的DIS端接入高电平，555计时器U1的CVolt端、TRIG端以及TUR端用于接地，555计时器U1的GND端为555计时器U1调控端，555计时器U1调控端通过一三极管Q4接收外部控制信号，555计时器U1调控端与三极管Q4集电极连接，三极管Q4基极用于接收外部控制信号，三极管Q4的发射极接地。
为了实现仅通过一个启动电源15v和一个地的设置而达到555计时器U1的各个端需求，555计时器U1的VCC端和R端均通过一电阻NC3连接至15v启动电源，三极管Q4的基极通过一电阻R18连接至接收外部控制信号，三极管Q4的基极通过电阻R19接地，555计时器U1的TRIG端以及TUR端通过电容C27接地，555计时器U1的DIS端连接至电阻R21一端，电阻R21另一端连接至电容C27的正极，555计时器U1的DIS端通过电阻R2连接至555计时器U1的VCC端，555计时器U1的CVolt端通过电容C26接地。
为了设计简单且工作可靠的电荷组件，电荷泵组件包括电容C28、第一二极管组、第二二极管组、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C29以及电容C30，电容C28的正极为电荷泵组件输入端，电容C28负极连接至第一二极管组正极和第二二极管组正极，第一二极管组负极连接至电阻R22，电阻R22连接至电阻R23，电阻R22与电阻R23的节点为电荷泵组件的高输出端，第二二极管组正极连接至电阻R24一端，电阻R24另一端为电荷泵组件的低输出端，电容C30负极接地，电容C30的正极以及电容C29负极均连接至第二二极管组负极，电容C29的正极连接至第一二极管组负极。
为了设计简单且工作可靠的第一二极管组和第二二极管组，第一二极管组和第二二极管组均包括二极管D4以及二极管D5，二极管D4阳极连接至二极管D5阳极，二极管D4阳极与二极管D5阳极的节点为第一二极管组正极或第二二极管组正极，二极管D4阴极连接至二极管D5阴极，二极管D4阴极与二极管D5阴极的节点为第一二极管组负极或第二二极管组负极。
555定时器电路接成方波脉冲发生器电路，当外部控制信号为高电平时，该高电平经R9、R10分压后加在Q4管的基极上，Q4导通，使定时器555电路脚1接地，脉冲发生器开始工作，使脚3输出幅度为15V的方波脉冲信号。电容C28、第一二极管组、第二二极管组、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C29以及电容C30构成“电荷泵电路”。C28起到“电荷泵”及隔直流作用。脚3输出为正脉冲时，通过C6隔直后经V5给C5、C4串联充电，555定时器脚3为零电平时，C30通过第二二极管组给C28充电，下一个正脉冲到来时脚3电压与C28上电压串联给C29、C30充电，这样重复操作，C30、C29逐渐充电，电压逐渐升高，达到稳定时uc30＝uc29＝Vcc(uc30为C30两端电压差，uc29为C29两端的电压差)。最终在C29上得到15V左右悬浮于MOS管G、S极之间的直流电压，经过R22驱动功率开关组件导通，实现持续供电。
当控制信号为低电平时，555定时器1脚不接地，则555定时器内构成的控制电路停止工作，555定时器输出15V直流电，因为C28电容隔直流作用，等于断路，后级电路没有工作，也就没有15V的悬浮电压，开关组件就没有导通。
如图3所示，为了输出稳定的3.3v以及15v，监控电源模块包括用于将输入电压值或输出电压值转化为15v直流电的第一电源转换芯片P1以及用于将15v直流电转化为3.3v直流电的电源转换芯片U3，电源转换芯片P1的VIN端连接至一稳压二极管的阳极，稳压二极管的阴极为监控电源模块的输入端，第一电源转换芯片P1的Vo端连接至一电感L5，电感L5另一端连接至电容C23正极，电容C23负极接地，电源转换芯片P1的VIN端连接至一电容C22的正极，电容C22的负极接地，电感L5与电容C23正极的节点为监控电源模块的第二输出端，电容C23正极通过一电阻NC3连接至第二电源转换芯片U3的VIN端，第二转换芯片U3的的Vout端为监控电源模块的第一输出端，第二转换芯片U3的的Vout端连接至一电容C25的正极，电容C25的负极接地。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，包括：
充放电单元，其包括：充电电源模块、超级电容以及开关控制电路模块，充电电源模块的输入端用于连接至输入电源，充电电源模块的输出端连接至超级电容的正极，超级电容的负极连接至开关控制电路模块的输入端，开关控制电路模块的输出端用于连接至负载；
监控单元，其包括：MCU模块、第一采样模块、第二采样模块、第一隔离驱动模块、第二隔离驱动模块以及监控电源模块,监控电源模块的第一输出端为MCU模块、第一隔离驱动模块以及第二隔离驱动模块供电，监控电源模块的第二输出端为开关控制电路模块的电源端供电，第一采样模块的输入端连接至充电电源模块与输入电源的结点，以采集充电电源模块的输入电压值并对输入电压值进行采样形成输入电压采样信号，第一采样模块的输出端连接至MCU模块的第一输入端：第二采样模块的输入端连接至超级电容与开关控制电路模块的结点，以采集超级电容的输出电压值并对输出电压值进行采样形成输出电压采样信号，第二采样模块的输出端连接至MCU模块的第二输入端：第一隔离驱动模块的控制输入端连接至MCU模块的第一输出端，第一隔离驱动模块的控制输出端连接至充电电源模块的控制端：第二隔离驱动模块的控制输入端连接至MCU模块的第二输出端，第二隔离驱动模块的控制输出端连接至开关控制电路模块的控制端：MCU模块判断输入电压采样信号是否大于充电阈值、当输入电压采样信号大于充电阈值时通过第一隔离驱动模块控制充电电源模块停止工作、判断输出电压采样信号是否大于放电阈值、并当输出电压采样信号大于放电阈值时通过第二隔离驱动模块控制开关控制电路模块的输入端和输出端断开；
其中，监控电源模块具有可充电功能，充放电单元还包括电源开关模块，电源开关模块的第一不动端连接至充电电源模块与输入电源的结点，电源开关模块的第二不动端连接至超级电容与开关控制电路模块的结点，电源开关模块的动端连接至监控电源模块的输入端，电源开关模块的控制端连接至MCU模块。
2.根据权利要求1所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，开关控制电路模块包括：555定时器,其调控端用于接收外部控制信号，以当外部控制信号为高时输出方波电压信号；当外部控制信号为低时输出直流电压信号；电荷泵组件，555定时器的输出端连接至电荷泵组件的输入端，以当电荷泵组件的输入端输入方波电压信号时电荷泵组件的高输出端与低输出端的压差为大于零的恒定值；当电荷泵组件的输入端输入直流电压信号时电荷泵组件的高输出端与低输出端的压差为零；以及开关组件，其控制端与电荷泵组件的高输出端相连，其输入端用于连接至供电电源，其输出端用于连接至负载且与电荷泵组件的低输出端相连。
3.根据权利要求2所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，开关组件包括第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2，第一MOS管Q1漏极连接至第二MOS管Q2漏极，第一MOS管Q1漏极与第二MOS管Q2漏极的结点为开关组件的输入端；第一MOS管Q1源极连接至第二MOS管Q2源极，第一MOS管Q1源极与第二MOS管Q2源极的结点为开关组件的输出端；第一MOS管Q1栅极连接至第二MOS管Q2源极，第一MOS管Q1栅极与第二MOS管Q2栅极的结点为开关组件的控制端。
4.根据权利要求3所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，开关组件还包括保护二极管D6，保护二极管D6的阳极连接至第一MOS管Q1的漏极，保护二极管D6的阴极连接至第一MOS管Q1的源极。
5.根据权利要求2所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统,其特征在于，555定时器的VCC端和R端用于连接至启动电源，555定时器的DIS端接入高电平，555定时器的CVoIt端、TRIG端以及TUR端用于接地，555定时器的GND端为555定时器调控端，555定时器调控端通过一三极管Q4接收外部控制信号，555定时器调控端与三极管Q4集电极连接，三极管Q4基极用于接收外部控制信号，三极管Q4的发射极接地。
6.根据权利要求5所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，555定时器的VCC端和R端均通过一电阻NC3连接至15v启动电源,三极管Q4的基极通过一电阻R18连接至接收外部控制信号，三极管Q4的基极通过电阻R19接地，555定时器的TRIG端以及TUR端通过电容C27接地，555定时器的DIS端连接至电阻R21一端，电阻R21另一端连接至电容C27的正极，555定时器的DIS端通过电阻R2连接至555定时器的VCC端，555定时器的CVoIt端通过电容C26接地。
7.根据权利要求2所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，电荷泵组件包括电容C28、第一二极管组、第二二极管组、电阻R22、电阻R23以及电阻R24，电容C28的正极为电荷泵组件输入端，电容C28负极连接至第一二极管组正极和第二二极管组正极，第一二极管组负极连接至电阻R22，电阻R22连接至电阻R23，电阻R22与电阻R23的结点为电荷泵组件的高输出端，第二二极管组正极连接至电阻R24一端，电阻R24另一端为电荷泵组件的低输出端。
8.根据权利要求7所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，第一二极管组和第二二极管组均包括二极管D4以及二极管D5，二极管D4阳极连接至二极管D5阳极，极管D4阳极与二极管D5阳极的结点为第一二极管组正极或第二二极管组正极，二极管D4阴极连接至二极管D5阴极，二极管D4阴极与二极管D5阴极的结点为第一二极管组负极或第二二极管组负极。
9.根据权利要求8所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，还包括散热壳，充放电单元以及监控单元均设置于散热壳内，且第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2紧贴散热壳内壁。
10.根据权利要求1所述的电源补偿器充电电容蓄电管理系统，其特征在于，监控电源模块包括用于将输入电压值或输出电压值转化为15v直流电的第一电源转换芯片P1以及用于将15v直流电转化为3.3v直流电的第二电源转换芯片U3，第一电源转换芯片P1的VIN端连接至一稳压二极管的阳极，稳压二极管的阴极为监控电源模块的输入端，第一电源转换芯片P1的Vo端连接至一电感L5，电感L5另一端连接至电容C23正极，电容C23负极接地，第一电源转换芯片P1的VIN端连接至一电容C22的正极，电容C22的负极接地，电感L5与电容C23正极的结点为监控电源模块的第二输出端，电容C23正极通过一电阻NC3连接至第二电源转换芯片U3的VIN端，第二电源转换芯片U3的Vout端为监控电源模块的第一输出端,第二电源转换芯片U3的Vout端连接至一电容C25的正极，电容C25的负极接地。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710820467.4A CN107359680B (zh) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | 电源补偿器充电电容蓄电管理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710820467.4A CN107359680B (zh) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | 电源补偿器充电电容蓄电管理系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107359680A CN107359680A (zh) | 2017-11-17 |
| CN107359680B true CN107359680B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=60290904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710820467.4A Active CN107359680B (zh) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | 电源补偿器充电电容蓄电管理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107359680B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108964205B (zh) * | 2018-08-20 | 2024-09-10 | 广东驰扬香氛科技有限公司 | 驱动电路及扩香设备 |
| CN108767944B (zh) * | 2018-08-22 | 2023-11-03 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种开关充电电路 |
| CN110474441B (zh) * | 2019-09-19 | 2024-07-12 | 苏州蓝沛无线通信科技有限公司 | 一种无线充电发射装置 |
| WO2021237615A1 (zh) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 充电器驱动电路、集成电路、充电器、充电控制方法及充电控制系统 |
| CN113110146B (zh) * | 2021-03-30 | 2022-07-19 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种驱动电源电路及其驱动方法 |
| CN113489113B (zh) * | 2021-08-02 | 2024-05-10 | 上海拜骋电器有限公司 | 一种电池组的控制系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102231546A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-11-02 | 武汉市菱电汽车电子有限责任公司 | 具有均衡充放电功能的电池管理系统及其控制方法 |
| CN102723763A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-10-10 | 天津大学 | 超级电容储能式电梯快速充电保护控制器 |
| CN102868287A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-09 | 唐山轨道客车有限责任公司 | 纹波补偿电路和超级电容充放电装置 |
| DE102014012028A1 (de) * | 2014-08-13 | 2016-02-18 | Finepower Gmbh | Vorrichtung und ein Verfahren zum Laden oder Entladen eines elektrischen Energiespeichers mit beliebigen Betriebsspannungen |
| CN205142151U (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-06 | 重庆大及电子科技有限公司 | 一种防误操作的滤波组件 |
| CN106160076A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-11-23 | 盐城工学院 | 一种模块化串联型超级电容器的均压控制方法 |
| CN207283210U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-04-27 | 重庆大及电子科技有限公司 | 电源补偿器充电电容蓄电管理系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9882380B2 (en) * | 2013-05-17 | 2018-01-30 | Electro Standards Laboratories | For hybrid super-capacitor / battery systems in pulsed power applications |
-
2017
- 2017-09-13 CN CN201710820467.4A patent/CN107359680B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102231546A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-11-02 | 武汉市菱电汽车电子有限责任公司 | 具有均衡充放电功能的电池管理系统及其控制方法 |
| CN102723763A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-10-10 | 天津大学 | 超级电容储能式电梯快速充电保护控制器 |
| CN102868287A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-09 | 唐山轨道客车有限责任公司 | 纹波补偿电路和超级电容充放电装置 |
| DE102014012028A1 (de) * | 2014-08-13 | 2016-02-18 | Finepower Gmbh | Vorrichtung und ein Verfahren zum Laden oder Entladen eines elektrischen Energiespeichers mit beliebigen Betriebsspannungen |
| CN205142151U (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-06 | 重庆大及电子科技有限公司 | 一种防误操作的滤波组件 |
| CN106160076A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-11-23 | 盐城工学院 | 一种模块化串联型超级电容器的均压控制方法 |
| CN207283210U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-04-27 | 重庆大及电子科技有限公司 | 电源补偿器充电电容蓄电管理系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107359680A (zh) | 2017-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107359680B (zh) | 电源补偿器充电电容蓄电管理系统 | |
| CN106787088B (zh) | 应用于非连续压电能量采集系统的自供电电源管理电路 | |
| CN103607009A (zh) | 一种带自动保护功能的充放电电路 | |
| CN206595898U (zh) | 基于sp6650的副边反激式开关电源 | |
| CN206650467U (zh) | 一种锂电池的充放电管理电路 | |
| CN207283210U (zh) | 电源补偿器充电电容蓄电管理系统 | |
| CN107425580B (zh) | 基于比较器的充放电电路 | |
| CN107359679B (zh) | 带基于ad采样的智能控制功能的充放电电路 | |
| CN207283208U (zh) | 基于比较器的充放电电路 | |
| CN112510998B (zh) | 一种太阳能mppt升压装置 | |
| CN111614143B (zh) | 一种单口可调的充放电路 | |
| CN109586390B (zh) | 电源电路及用电设备 | |
| CN105449995B (zh) | 驱动控制电路和驱动控制方法以及开关电源 | |
| CN207283209U (zh) | 带基于ad采样的智能控制功能的充放电电路 | |
| CN214543655U (zh) | 一种同步升压的电源控制电路 | |
| CN108258889A (zh) | 光伏逆变器辅助电源系统 | |
| CN207835086U (zh) | 移动电源 | |
| CN111934376A (zh) | 一种低压输入恒压输出太阳能控制器的控制方法 | |
| CN112290643A (zh) | 一种同步升压的电源控制电路 | |
| CN105471248A (zh) | 一种开关电源启动电路 | |
| CN203313075U (zh) | 单火线供电电源电路 | |
| CN203398770U (zh) | 一种浮充充电器过流保护电路 | |
| CN220492696U (zh) | 一种掉电保持电路及电源装置 | |
| CN212969094U (zh) | 一种单串锂电池供电恒压输出控制器 | |
| CN216356064U (zh) | 一种宽电压、带隔离的直流输入板载镍氢电池充电电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |