CN114123406A - 一种恒流恒压充电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种恒流恒压充电电路，涉及电力电子技术领域，包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、端子、肖特基二极管和超级电容，所述第一晶体管、第一电阻与第二晶体管之间构成恒流充电电路；通过在充电主回路中增加以第一晶体管、第二晶体管以及第一电阻组成的负反馈电路，通过其相互之间的反馈使最终的充电主回路中的充电电流达到一个稳定状态，通过两个晶第一晶体管、第二晶体管互相负反馈的影响，电路能维持在相对稳定电流输出值，在超级电容电压充至标准电压值时，第一晶体管、第二晶体管基本都已经达到稳定状态，此时能为超级电容提供稳定的充电电压，使超级电容继续以小电流进行充电，实现恒流恒压充电的目的。

Description

一种恒流恒压充电电路
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种恒流恒压充电电路。
背景技术
目前电力电子方面，控制器的需求越来越高，需求量越来越大，在一些高端的应用场合，稳定性也越来越得到广泛关注，在一些系统中往往需要用到超级电容，其目的是在系统由于突然断电后，超级电容储存的电能仍然能维持系统工作一段时间，这段时间主控芯片可对动力部分的驱动信号复位还可以将重要数据进行保存，使系统不至因突然的断电引起大的经济损失或者安全事故；
但是目前由于超级电容电压很低，会出现瞬时大的充电电流，从而降低超级电容的使用寿命甚至损坏超级电容；在超级电容充电电压达到充满状态时，此种状态下虽然电池的电压已经达到标称电压，但是还没有达到充满的状态，进而影响了超级电容的电池容量。因此，本发明提出一种恒流恒压充电电路，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种恒流恒压充电电路，通过在充电主回路中增加以第一晶体管、第二晶体管以及第一电阻组成的负反馈电路，通过其相互之间的反馈使最终的充电主回路中的充电电流达到一个稳定状态。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种恒流恒压充电电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、端子、肖特基二极管和超级电容，所述超级电容、肖特基二极管和第二电阻构成充电主回路，所述第一晶体管串联在充电主回路中，所述第一电阻与第二晶体管串联，所述第二晶体管与第一晶体管串联，所述端子与第二晶体管并联；
所述第一晶体管、第一电阻与第二晶体管之间构成恒流充电电路；
所述超级电容、肖特基二极管、第一晶体管、第二晶体管和第二电阻构成恒压充电电路。
进一步改进在于：所述第一晶体管上设有引脚A、引脚B和引脚C，所述第二晶体管上设有引脚D、引脚E和引脚F。
进一步改进在于：所述引脚D和引脚A均为信号接收端，所述引脚F和引脚C均为引脚作用端。
进一步改进在于：所述肖特基二极管的降压值大小为a1，所述肖特基二极管用于将充电电压降压a1大小后变成超级电容的充电电压。
进一步改进在于：所述a1的大小为0.3V。
进一步改进在于：所述第一电阻的电阻值大小为10Ω，所述第二电阻的电阻值为1000Ω，所述超级电容的规格为1.5F/5.5V。
进一步改进在于：所述第二电阻与超级电容的负极连接，所述肖特基二极管与超级电容的正极连接。
进一步改进在于：所述恒流充电电路的工作方式为：当所述第一晶体管的导通角变大时，所述第一晶体管通过第一电阻作用于引脚D，然后控制第二晶体管的导通情况，进而通过第二晶体管的导通情况再作用于引脚A，然后控制第一晶体管的导通。
进一步改进在于：所述恒压充电电路的工作方式为：当所述超级电容电压充至5.1V时，在所述肖特基二极管的降压作用下引脚C的电压为等于充电电压，当所述第一晶体管完全导通时，则所述引脚B的电压与引脚C的电压相等，均等于充电电压，所述第二晶体管的导通电压为0V，此时第二晶体管完全关闭，所述引脚F的电压等于第二电阻下拉到地的电压，等于0V，此时所述第一晶体管的导通电压等于充电电压，所述第一晶体管完全导通，达到稳定状态。
进一步改进在于：当不需要使用所述超级电容进行充电储存时，在所述端子上安装跳帽，所述引脚A的电压等于充电电压，所述第一晶体管的导通电压等于0V，所述第一晶体管永久关闭，进而所述超级电容关闭。
本发明的有益效果为：本发明通过在充电主回路中增加以第一晶体管、第二晶体管以及第一电阻组成的负反馈电路，通过其相互之间的反馈使最终的充电主回路中的充电电流达到一个稳定状态，在系统刚上电开始充电时，通过两个晶第一晶体管、第二晶体管互相负反馈的影响，电路能维持在相对稳定电流输出值，在超级电容电压充至标准电压值时，第一晶体管、第二晶体管基本都已经达到稳定状态，此时能为超级电容提供稳定的充电电压，使超级电容继续以小电流进行充电，实现恒流恒压充电的目的，且本发明的恒流恒压充电电路结构简单、操作简单，整体产品成本小，具有较高的经济效益。
附图说明
图1为本发明电路结构示意图。
其中：1、第一晶体管；2、第二晶体管；3、第一电阻；4、第二电阻；5、端子；6、肖特基二极管；7、超级电容；8、引脚A；9、引脚B；10、引脚C；11、引脚D；12、引脚E；13、引脚F。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1所示，本实施例提出一种恒流恒压充电电路，包括第一晶体管1、第二晶体管2、第一电阻3、第二电阻4、端子5、肖特基二极管6和超级电容7，所述超级电容7、肖特基二极管6和第二电阻4构成充电主回路，所述第一晶体管1串联在充电主回路中，所述第一电阻3与第二晶体管2串联，所述第二晶体管2与第一晶体管1串联，所述端子5与第二晶体管2并联；
所述第一晶体管1、第一电阻3与第二晶体管2之间构成恒流充电电路；
所述超级电容7、肖特基二极管6、第一晶体管1、第二晶体管2和第二电阻4构成恒压充电电路。
所述第一晶体管1上设有引脚A8、引脚B9和引脚C10，所述第二晶体管2上设有引脚D11、引脚E12和引脚F13。
所述引脚D11和引脚A8均为信号接收端，所述引脚F13和引脚C10均为引脚作用端。
所述肖特基二极管6的降压值大小为a1，所述肖特基二极管6用于将充电电压降压a1大小后变成超级电容7的充电电压。
所述a1的大小为0.3V。
所述第一电阻3的电阻值大小为10Ω，所述第二电阻4的电阻值为1000Ω，所述超级电容7的规格为1.5F/5.5V。
所述第二电阻4与超级电容7的负极连接，所述肖特基二极管6与超级电容7的正极连接。
所述恒流充电电路的工作方式为：当所述第一晶体管1的导通角变大时，所述第一晶体管1通过第一电阻3作用于引脚D11，然后控制第二晶体管2的导通情况，进而通过第二晶体管2的导通情况再作用于引脚A8，然后控制第一晶体管1的导通；
例如：当系统刚开始上电，第二晶体管2的引脚D11上的电压会从0V逐渐增加，在增加到4.7V之前，第二晶体管2的引脚E12都比引脚D11电压高0.7V，所以第二晶体管2始终处于完全导通的状态，那么第一晶体管1的引脚A8电压一直为5.1V，所以第一晶体管1的导通电压为－0.4V，所以第一晶体管1一直不导通；
当第二晶体管2的引脚D11上的电压继续升高时，第二晶体管2会逐渐关断，则第二晶体管2的引脚F13电压会逐渐降低，当第二晶体管2的引脚D11上的电压和第二晶体管2的引脚F13上的电压相等时，此时第一晶体管1的导通电压就为0V，第一晶体管1依然关断，如果第二晶体管2的引脚D11电压继续增加，同时引脚F13电压继续降低时，第一晶体管1就会缓慢打开，在第一晶体管1缓慢打开的过程中，流经第一晶体管1的Ic电流会逐渐增大，因为Ic发生了变化，所以第一电阻3上的分压会逐渐增加，则反映到第二晶体管2的引脚D11上的电压就会降低，则第二晶体管2的导通电压就会增大，则第二晶体管2的导通角就会变大，则第二晶体管2的引脚F13电压就会增加，则第一晶体管1的导通就会减小，从而第一晶体管1的导通角变小，则流过第一晶体管1的Ic也会变小，到此通过第二晶体管2、第一晶体管1与第一电阻3就构成了一个完整的负反馈回路，最终达到的效果就是流经第一晶体管1的Ic达到一个稳定的状态，最终实现恒流充的目的。
所述恒压充电电路的工作方式为：当所述超级电容7电压充至5.1V时，在所述肖特基二极管6的降压作用下引脚C10的电压为等于充电电压，当所述第一晶体管1完全导通时，则所述引脚B9的电压与引脚C10的电压相等，均等于充电电压，所述第二晶体管2的导通电压为0V，此时第二晶体管2完全关闭，所述引脚F13的电压等于第二电阻4下拉到地的电压，等于0V，此时所述第一晶体管1的导通电压等于充电电压，所述第一晶体管1完全导通，达到稳定状态。
当不需要使用所述超级电容7进行充电储存时，在所述端子5上安装跳帽，所述引脚A8的电压等于充电电压，所述第一晶体管1的导通电压等于0V，所述第一晶体管1永久关闭，进而所述超级电容7关闭。
本发明通过在充电主回路中增加以第一晶体管1、第二晶体管2以及第一电阻3组成的负反馈电路，通过其相互之间的反馈使最终的充电主回路中的充电电流达到一个稳定状态，在系统刚上电开始充电时，通过两个晶第一晶体管1、第二晶体管2互相负反馈的影响，电路能维持在相对稳定电流输出值，在超级电容7电压充至标准电压值时，第一晶体管1、第二晶体管2基本都已经达到稳定状态，此时能为超级电容7提供稳定的充电电压，使超级电容7继续以小电流进行充电，实现恒流恒压充电的目的，且本发明的恒流恒压充电电路结构简单、操作简单，整体产品成本小，具有较高的经济效益。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种恒流恒压充电电路，其特征在于：包括第一晶体管(1)、第二晶体管(2)、第一电阻(3)、第二电阻(4)、端子(5)、肖特基二极管(6)和超级电容(7)，所述超级电容(7)、肖特基二极管(6)和第二电阻(4)构成充电主回路，所述第一晶体管(1)串联在充电主回路中，所述第一电阻(3)与第二晶体管(2)串联，所述第二晶体管(2)与第一晶体管(1)串联，所述端子(5)与第二晶体管(2)并联；
所述第一晶体管(1)、第一电阻(3)与第二晶体管(2)之间构成恒流充电电路；
所述超级电容(7)、肖特基二极管(6)、第一晶体管(1)、第二晶体管(2)和第二电阻(4)构成恒压充电电路。
2.根据权利要求1所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：所述第一晶体管(1)上设有引脚A(8)、引脚B(9)和引脚C(10)，所述第二晶体管(2)上设有引脚D(11)、引脚E(12)和引脚F(13)。
3.根据权利要求2所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：所述引脚D(11)和引脚A(8)均为信号接收端，所述引脚F(13)和引脚C(10)均为引脚作用端。
4.根据权利要求1所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：所述肖特基二极管(6)的降压值大小为a1，所述肖特基二极管(6)用于将充电电压降压a1大小后变成超级电容(7)的充电电压。
5.根据权利要求4所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：所述a1的大小为0.3V。
6.根据权利要求1所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：所述第一电阻(3)的电阻值大小为10Ω，所述第二电阻(4)的电阻值为1000Ω，所述超级电容(7)的规格为1.5F/5.5V。
7.根据权利要求1所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：所述第二电阻(4)与超级电容(7)的负极连接，所述肖特基二极管(6)与超级电容(7)的正极连接。
8.根据权利要求1所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：所述恒流充电电路的工作方式为：当所述第一晶体管(1)的导通角变大时，所述第一晶体管(1)通过第一电阻(3)作用于引脚D(11)，然后控制第二晶体管(2)的导通情况，进而通过第二晶体管(2)的导通情况再作用于引脚A(8)，然后控制第一晶体管(1)的导通。
9.根据权利要求1所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：所述恒压充电电路的工作方式为：当所述超级电容(7)电压充至5.1V时，在所述肖特基二极管(6)的降压作用下引脚C(10)的电压为等于充电电压，当所述第一晶体管(1)完全导通时，则所述引脚B(9)的电压与引脚C(10)的电压相等，均等于充电电压，所述第二晶体管(2)的导通电压为0V，此时第二晶体管(2)完全关闭，所述引脚F(13)的电压等于第二电阻(4)下拉到地的电压，等于0V，此时所述第一晶体管(1)的导通电压等于充电电压，所述第一晶体管(1)完全导通，达到稳定状态。
10.根据权利要求9所述的一种恒流恒压充电电路，其特征在于：当不需要使用所述超级电容(7)进行充电储存时，在所述端子(5)上安装跳帽，所述引脚A(8)的电压等于充电电压，所述第一晶体管(1)的导通电压等于0V，所述第一晶体管(1)永久关闭，进而所述超级电容(7)关闭。
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