CN201682417U - 基于超级电容的电源保护电路 - Google Patents
基于超级电容的电源保护电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201682417U CN201682417U CN 201020174091 CN201020174091U CN201682417U CN 201682417 U CN201682417 U CN 201682417U CN 201020174091 CN201020174091 CN 201020174091 CN 201020174091 U CN201020174091 U CN 201020174091U CN 201682417 U CN201682417 U CN 201682417U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- super capacitor
- circuit
- voltage
- power supply
- connects
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
本实用新型提出一种基于超级电容的电源保护电路，其包括：对负载供电的主供电电路(11)；连接在主供电电路(11)的电压输出端的超级电容(12)；控制超级电(12)进行充电、放电的充放电控制电路(13)，其连接超级电容(12)；连接在主供电电路(11)与负载之间的掉电检测电路(15)；用于将超级电容(12)输出的电能进行稳压处理后输出给负载的稳压电路(14)，其连接在超级电容(12)与负载之间。本实用新型具有高效率快速充放电、充电寿命长、控制电路简单的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源电路，尤其是涉及一种由超级电容作为备用电源的电源保护电路。
背景技术
超级电容器(Super Capacitor)，又叫双电层电容器(Electrical Double-LayerCapacitor)、黄金电容、法拉电容，其通过极化电解质来储能。超级电容的容量范围通常0.1F-1000F，它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。另外，超级电容器还具有低阻抗的优点。正因为如此，超级电容作为备用电源广泛使用在计算机存储、仪表、电动工具等各行各业的电动设备之中。
实用新型内容
本实用新型提出一种由超级电容作为备用电源的电源保护电路，具有结构简单、使用寿命长的特点。
本实用新型采用了如下技术方案：一种基于超级电容的电源保护电路，包括对负载供电的主供电电路11；连接在主供电电路11的电压输出端的超级电容12；控制超级电12进行充电、放电的充放电控制电路13，其连接超级电容12；连接在主供电电路11与负载之间的掉电检测电路15；用于将超级电容12输出的电能进行稳压处理后输出给负载的稳压电路14，其连接在超级电容12与负载之间。
其中，充放电控制电路13包括分别控制超级电容器12进行恒流充电、 恒流放电的恒流充电电路、恒流放电电路。
其中，恒流充电电路包括：串接在主供电电路11的电压输出端与地之间，由电阻R1和电容C1构成的延迟电路；栅极连接在电阻R1和电容C1之间、源极和漏极之间串接电阻R2的晶体管Q1，且其源极连接超级电容，而漏极连接稳压管D1的阴极。
其中，恒流放电电路包括：发射极连接超级电容、集电极串接电阻R4和稳压管D2、基极通过电阻R3连接超级电容的PNP型三极管Q2；该三极管Q2的基极、集电极与稳压管D2的阳极之间连接的三端可编程并联稳压二极管U1。
其中，稳压电路包括：连接超级电容的DC-DC变压器U2；串接在超级电容与负载之间的电感L5和稳压管D4；连接由电阻R10和R11和电容C12构成的RC电路，其外接5V的基准电源，该RC电路连接DC-DC变压器U2；且DC-DC变压器U2与超级电容的输出端之间连接晶体管Q12。
其中，掉电检测电路包括：两个发射极连接的NPN型三极管Q5和Q7，其三极管Q5的集电极连接三极管Q7的基极；阳极连接三极管Q5的基极、阴极连接DC-DC变压器的稳压管D21。
本实用新型提供一种采用超级电容作为备用电源，且具有简单易行的掉电保护的电源保护电路，具有高效率快速充放电、充电寿命长、控制电路简单的优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中充放电控制电路的示意图；
图3是图1中稳压电路的示意图；
图4是图1中掉电检测电路的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供一种由超级电容作为备用电源的电源保护电路。该电源保护电路包括：对负载其主要供电作用的主供电电路11；连接在主供电电路11的电压输出端，由主供电电路11对负载供电的同时进行充电的超级电容12；控制超级电容12进行充电、放电的充放电控制电路13；以及检测主供电电路11掉电时，给负载发送掉电信号的掉电检测电路15；根据掉电信号控制将超级电容12输出的电能进行稳压输出给负载的稳压电路14。
由此可见，超级电容12被充电到额定值后并不被关闭，主供电电路11与超级电容12均通过稳压电路14对负载进行供电。当主供电电路11掉电后超级电容12立即对负载供电。该电源电路的供电切换不存在电压跌落现象，当电路有瞬态的电压波动，超级电容12还具有吸收滤波的功能，省去了供电切换开关电路，具有电路结构简单、效率更高的优点。
结合图2所示。本实施例采用恒流充电、恒流放电，充放电过程中电流的大小可根据需要和时间的长短来确定，恒压充电的时间可根据电容工作的有效电量来确。
由电阻R2、晶体管Q1、电容C1、电阻R1组成限流电路。超级电容在稳定的5V下充电，电阻R1起主要限流作用。启动瞬间的电流最大，电阻R2减少启动电流，此时由于电容C1、电阻R1构成的延迟电路，故晶体管Q1暂不导通，电流减小后晶体管Q1导通，电流主要通过晶体管Q1对超级电容充电，减少电阻上的额外损耗，调节电容C1、电阻R1的参数可以调整晶体管Q1的延迟开启时间。故超级电容在电阻R2的限流作用下快速充电。
当超级电容进行放电初始时，如果放电电流过大，极板内的电荷因阻力及化学反应速度等原因来不及补充，导致端电极电荷亏空，电压会瞬态跌落，所以进行放电的恒流控制是很有必要的。故采用三端可编程并联稳压二极管 U1、PNP型三极管Q2扩流来提供可靠的恒流源。电阻R3为三极管Q2导通提供必要的电压。因此，当超级电容进行放电时，三极管Q2导通，超级电容输出的电流通过三极管Q2、电阻R4和稳压管D2传给稳压电路。
结合图3所示。超级电容自然放电的过程是电压沿指数规律下降的过程，变化的输出电压对负载不是理想的电源，故本实施例采用低输入DC-DC变压器将超级电容的输出电压稳压在正常输出的5V电压。
该稳压电路包括：连接超级电容的DC-DC变压器；串接在超级电容与负载之间的电感L5和稳压管D4；连接在电压输出通路上的滤波电容C11；为5V的基准电源，其连接由R10、R11和C12构成的RC电路，该RC电路连接DC-DC变压器；且DC-DC变压器与超级电容的输出端之间连接晶体管Q12。
结合图4所示。掉电检测电路在主供电电路掉电时输出信号给主处理器(CPU，为负载电路中的控制器)，此时负载将启动掉电保护进程。该掉电检测电路采用Q5、Q7两个NPN型三极管和7.5V稳压管D21搭建触发电路，简单可靠。当电压正常输入时，稳压管D21击穿，稳定在7.5V，三极管Q5打开，三极管Q7关闭，触发信号为高电平。当输入电压低于7.5V时，三极管Q5关闭，三极管Q7打开，触发信号变为低电平，触发CPU动作。
综上，本实用新型提供一种采用超级电容作为备用电源，且具有简单易行的掉电保护的电源保护电路，具有高效率快速充放电、充电寿命长、控制电路简单的优点。
Claims (6)
1.一种基于超级电容的电源保护电路，包括对负载供电的主供电电路(11)，其特征在于，还包括：连接在主供电电路(11)的电压输出端的超级电容(12)；控制超级电容(12)进行充电、放电的充放电控制电路(13)，其连接超级电容(12)；连接在主供电电路(11)与负载之间的掉电检测电路(15)；用于将超级电容(12)输出的电能进行稳压处理后输出给负载的稳压电路(14)，其连接在超级电容(12)与负载之间。
2.根据权利要求1所述基于超级电容的电源保护电路，其特征在于，充放电控制电路(13)包括分别控制超级电容器(12)进行恒流充电、恒流放电的恒流充电电路、恒流放电电路。
3.根据权利要求2所述基于超级电容的电源保护电路，其特征在于，恒流充电电路包括：串接在主供电电路(11)的电压输出端与地之间，由电阻(R1)和电容(C1)构成的延迟电路；栅极连接在电阻(R1)和电容(C1)之间、源极和漏极之间串接电阻(R2)的晶体管(Q1)，且其源极连接超级电容，而漏极连接稳压管(D1)的阴极。
4.根据权利要求3所述基于超级电容的电源保护电路，其特征在于，恒流放电电路包括：发射极连接超级电容、集电极串接电阻(R4)和稳压管(D2)、基极通过电阻(R3)连接超级电容的PNP型三极管(Q2)；该三极管(Q2)的基极、集电极与稳压管(D2)的阳极之间连接的三端可编程并联稳压二极管(U1)。
5.根据权利要求1所述基于超级电容的电源保护电路，其特征在于，稳压电路包括：连接超级电容的DC-DC变压器(U2)；串接在超级电容与负载之间的电感(L5)和稳压管(D4)；连接由电阻(R10和R11)和电容(C12)构成的RC电路，其外接5V的基准电源，该RC电路连接DC-DC变压器(U2)；且DC-DC变压器(U2)与超级电容的输出端之间连接晶体管(Q12)。
6.根据权利要求1所述基于超级电容的电源保护电路，其特征在于，掉电检测电路包括：两个发射极连接的NPN型三极管(Q5和Q7)，其三极管(Q5)的集电极连接三极管(Q7)的基极；阳极连接三极管(Q5)的基极、阴极连接外部24V电源的稳压管(D21)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201020174091 CN201682417U (zh) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | 基于超级电容的电源保护电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201020174091 CN201682417U (zh) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | 基于超级电容的电源保护电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201682417U true CN201682417U (zh) | 2010-12-22 |
Family
ID=43347450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201020174091 Expired - Fee Related CN201682417U (zh) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | 基于超级电容的电源保护电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201682417U (zh) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102253705A (zh) * | 2011-08-17 | 2011-11-23 | 武汉大学 | 一种基于超级电容器的台式计算机供电电源装置 |
| CN102496907A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 北京赛科世纪数码科技有限公司 | 一种机顶盒、掉电保护装置及掉电数据保护方法 |
| CN102523655A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 上海南华机电有限公司 | 一种电容放电式led航空障碍灯 |
| CN102968170A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-13 | 华南理工大学 | 一种计算机智能自保护供电电源 |
| CN103036686A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-10 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种网络终端及其实现掉电信息上报的电路 |
| CN103457321A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-18 | 上海铁路通信有限公司 | 基于超级电容的车载设备用断电延时保护装置 |
| CN104377833A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-25 | 国家电网公司 | 公用配电变压器监测终端 |
| CN104393682A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-04 | 国家电网公司 | 低压停电监测终端及低压电路板 |
| CN104864730A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-26 | 成都中冶节能环保工程有限公司 | 基于矿热炉的限流式余热发电系统 |
| CN105043114A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-11-11 | 成都中冶节能环保工程有限公司 | 基于矿热炉的报警缓冲式余热发电系统 |
| CN105244934A (zh) * | 2015-07-30 | 2016-01-13 | 成都华立达电力信息系统有限公司 | 一种备用电池充电电路 |
| CN107707111A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-02-16 | 威创集团股份有限公司 | 一种电容均压电路及线路 |
| CN107846063A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-27 | 合肥成科电子科技有限公司 | 一种基于法拉电容的智能仪器仪表保护系统 |
| CN107949095A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-20 | 浙江凯耀照明股份有限公司 | Led灯高压输出控制装置及控制方法 |
| CN108964434A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-07 | 北京机械设备研究所 | 一种用于开关电源的掉电延时保护电路 |
| CN109474054A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-15 | 董旭毅 | 电源管理系统 |
| CN110687837A (zh) * | 2019-08-30 | 2020-01-14 | 浙江威星智能仪表股份有限公司 | 一种基于单片机的掉电检测电路 |
-
2010
- 2010-04-29 CN CN 201020174091 patent/CN201682417U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102253705A (zh) * | 2011-08-17 | 2011-11-23 | 武汉大学 | 一种基于超级电容器的台式计算机供电电源装置 |
| CN102496907A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 北京赛科世纪数码科技有限公司 | 一种机顶盒、掉电保护装置及掉电数据保护方法 |
| CN102496907B (zh) * | 2011-12-02 | 2015-02-18 | 北京赛科世纪数码科技有限公司 | 一种机顶盒、掉电保护装置及掉电数据保护方法 |
| CN102523655A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 上海南华机电有限公司 | 一种电容放电式led航空障碍灯 |
| CN102968170A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-13 | 华南理工大学 | 一种计算机智能自保护供电电源 |
| CN103036686B (zh) * | 2012-12-10 | 2015-09-23 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种网络终端及其实现掉电信息上报的电路 |
| CN103036686A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-10 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种网络终端及其实现掉电信息上报的电路 |
| CN103457321A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-18 | 上海铁路通信有限公司 | 基于超级电容的车载设备用断电延时保护装置 |
| CN103457321B (zh) * | 2013-08-29 | 2015-06-17 | 上海铁路通信有限公司 | 基于超级电容的车载设备用断电延时保护装置 |
| CN104377833A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-25 | 国家电网公司 | 公用配电变压器监测终端 |
| CN104393682A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-04 | 国家电网公司 | 低压停电监测终端及低压电路板 |
| CN104864730A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-26 | 成都中冶节能环保工程有限公司 | 基于矿热炉的限流式余热发电系统 |
| CN105043114A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-11-11 | 成都中冶节能环保工程有限公司 | 基于矿热炉的报警缓冲式余热发电系统 |
| CN105244934A (zh) * | 2015-07-30 | 2016-01-13 | 成都华立达电力信息系统有限公司 | 一种备用电池充电电路 |
| CN105244934B (zh) * | 2015-07-30 | 2018-04-10 | 成都华立达电力信息系统有限公司 | 一种备用电池充电电路 |
| CN107846063A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-27 | 合肥成科电子科技有限公司 | 一种基于法拉电容的智能仪器仪表保护系统 |
| CN107949095A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-20 | 浙江凯耀照明股份有限公司 | Led灯高压输出控制装置及控制方法 |
| CN107707111A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-02-16 | 威创集团股份有限公司 | 一种电容均压电路及线路 |
| CN108964434A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-07 | 北京机械设备研究所 | 一种用于开关电源的掉电延时保护电路 |
| CN109474054A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-15 | 董旭毅 | 电源管理系统 |
| CN110687837A (zh) * | 2019-08-30 | 2020-01-14 | 浙江威星智能仪表股份有限公司 | 一种基于单片机的掉电检测电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201682417U (zh) | 基于超级电容的电源保护电路 | |
| CN204068347U (zh) | 一种太阳能控制电路 | |
| CN202712892U (zh) | 一种电池管理系统及其负载检测电路 | |
| CN103928958B (zh) | 一种锂电池充放电管理电路及锂电池管理系统 | |
| CN108306402A (zh) | 一种主控板超级电容后备电源 | |
| CN204290464U (zh) | 供电电路及电子设备 | |
| CN203788025U (zh) | 一种蓄电池充放电管理电路 | |
| CN201336579Y (zh) | 一种具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器 | |
| CN102916470B (zh) | 一种用于串联电池之间能量转移的电池能量转移电路 | |
| CN2938523Y (zh) | 太阳能充电器 | |
| CN106356987A (zh) | 一种rtc时钟电路 | |
| CN203722474U (zh) | 一种准z源直流-直流升压变换器电路 | |
| CN209767213U (zh) | 超级电容储能系统及基于超级电容储能系统电源管理系统 | |
| CN102290846B (zh) | 一种负温度系数可变阻抗式恒压充电电路 | |
| CN203909492U (zh) | 一种具有超级电容的空调时钟装置 | |
| CN204012767U (zh) | 一种锂电池充放电管理电路及锂电池管理系统 | |
| CN103715748A (zh) | 锂电池充电电路 | |
| CN202503312U (zh) | 一种超级电容的充放电电路管理装置 | |
| CN103259295A (zh) | 具有太阳能充电功能的便携式电子装置 | |
| CN201499006U (zh) | 输电线路在线监测系统供电电源 | |
| CN202872443U (zh) | 基于燃料电池的通信电源 | |
| CN108964081A (zh) | 一种应用于稳定微网储能系统输出的电路结构 | |
| CN104009528A (zh) | 一种蓄电池充电电路及其充电方法 | |
| CN204156835U (zh) | 待机启动电路及电子设备 | |
| CN103779839B (zh) | 一种采用可充电电池供电的自关断启动电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101222 Termination date: 20110429 |