CN203522224U

CN203522224U - 采用超级电容的便携式快速充电电源

Info

Publication number: CN203522224U
Application number: CN201320541303.5U
Authority: CN
Inventors: 史英; 王丁磊; 王丙军; 史波; 梁宵良
Original assignee: Anyang Xin Di Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Anyang Xin Di Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-09-03

Abstract

本实用新型涉及一种采用超级电容的便携式快速充电电源；该充电电源含有直流电源输出模块、超级电容和升压稳压模块，超级电容并接在直流电源输出模块的输出端和升压稳压模块的输入端，升压稳压模块的输出端即为充电电源的输出端；升压稳压模块中含有开关型升压控制集成块、第三场效应管、第二电感、肖特基二极管、第一、二电阻，超级电容的正极通过第二电感、肖特基二极管与充电电源的输出正端连接，第一、二电阻串联后并接在充电电源的输出端，第三场效应管的漏极与肖特基二极管的正极连接，开关型升压控制集成块的采样端与第一、二电阻的连接点连接，其输出端与第三场效应管的栅极连接；本实用新型充电快、输出电压稳定、功能强。

Description

采用超级电容的便携式快速充电电源

（一）、技术领域：本实用新型涉及一种充电电源，特别涉及一种采用超级电容的便携式快速充电电源。

（二）、背景技术：目前，随着移动数码产品功能的增多，其耗电量也急剧增加，但由于其自身尺寸的局限，电池的续航能力远远跟不上产品的工作需求，因此，需要方便的充电设备来解决这种状况，便携式充电电源就是满足这种需求的充电设备。

现有便携式充电电源大多需要由大容量锂电池组成，虽然这种便携式充电电源能完成给移动数码产品补充电能的功能，但是它在使用前必须要有一个长时间给锂电池充满电的过程，这个过程比较漫长，因此，当出现突发情况、缺少准备时间，以致无法长时间给便携式充电电源补充电能的情况下，便携式充电电源就不能完成充电的功能了。虽然有些便携式充电电源采用超级电容进行电能存储，加快了充电时间，但其输出电压不太稳定、功能也较单一。

（三）、实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种充电快、输出电压稳定、功能强的采用超级电容的便携式快速充电电源。

本实用新型的技术方案：

一种采用超级电容的便携式快速充电电源，含有直流电源输出模块和超级

电容，超级电容并接在直流电源输出模块的输出端，还含有升压稳压模块，超级电容同时也并接在升压稳压模块的输入端，升压稳压模块的输出端即为充电电源的输出端；升压稳压模块中含有开关型升压控制集成块、第三场效应管、第二电感、肖特基二极管、第一电阻、第二电阻和第三电解电容，超级电容的正极通过第二电感与肖特基二极管的正极连接，肖特基二极管的负极与充电电源的输出端的正端连接，充电电源的输出端的负端接地，第一电阻和第二电阻串联后并接在充电电源的输出端，第三电解电容也并接在充电电源的输出端，第三场效应管的漏极与肖特基二极管的正极连接，第三场效应管的源极接地，开关型升压控制集成块的采样端与第一电阻和第二电阻的连接点连接，开关型升压控制集成块的输出端与第三场效应管的栅极连接。

直流电源输出模块中含有整流器、高频变压器、第一PWM控制器、第一场效应管、第一二极管、第三二极管和第一电解电容，外部的交流市电经整流器整流后变成直流电，整流器的正输出端与高频变压器的原级线圈的一端连接，整流器的负输出端接地，高频变压器的原级线圈的另一端与第一场效应管的漏极连接，第一场效应管的源极接地，高频变压器的次级线圈的一端与第三二极管的正极连接，高频变压器的次级线圈的另一端接地，第三二极管的负极与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与超级电容的正极连接，超级电容的负极接地，第一电解电容的正极与第三二极管的负极连接，第一电解电容的负极接地，第一PWM控制器的采样端与第三二极管的负极连接，第一PWM控制器的输出端与第一场效应管的栅极连接。

直流电源输出模块中还含有手摇发电机、第五二极管、第二PWM控制器、第二场效应管、第一电感、第二电解电容和第二二极管，手摇发电机的一个输出端与第五二极管的正极连接，第五二极管的负极与第二场效应管的漏极连接，手摇发电机的另一个输出端接地，第二场效应管的源极通过第一电感与第二二极管的正极连接，第二二极管的负极与超级电容的正极连接，第二电解电容的正极与第二二极管的正极连接，第二电解电容的负极接地，第二PWM控制器的采样端与第二二极管的正极连接，第二PWM控制器的输出端与第二场效应管的栅极连接。

第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管均为N沟道型场效应管；第一PWM控制器和第二PWM控制器需选择带输出反馈型的器件（例如型号为Z3842），开关型升压控制集成块需选择带输出反馈型的器件（例如型号为APW7077）。

超级电容的正极和负极之间并接有一个超级电容保护模块，该超级电容保护模块是与超级电容配套购买和使用的。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用超级电容取代传统的锂电池，利用超级电容的块速充

电特性来缩短充电准备时间，在极短时间内就可完成充电电源电能的补充，非常适用于突发情况、缺少准备时间的情况。

2、本实用新型采用手摇发电机来实现没有市电条件下的电源充电，扩充了本实用新型的适用范围，使本实用新型与其他同类产品相比功能更强。

3、本实用新型的升压稳压模块能使超级电容输出的电压更加稳定，从而使超级电容存储的电能能最大限度地释放出来，增加了超级电容有效电能的存储能力。

（四）、附图说明：

图1为采用超级电容的便携式快速充电电源的电路原理示意图。

（五）、具体实施方式：

参见图1，图中，采用超级电容的便携式快速充电电源含有直流电源输出模

块1和超级电容C4，超级电容C4并接在直流电源输出模块1的输出端，还含有升压稳压模块2，超级电容C4同时也并接在升压稳压模块2的输入端，升压稳压模块2的输出端即为充电电源的输出端；升压稳压模块2中含有开关型升压控制集成块、第三场效应管Q3、第二电感L2、肖特基二极管D4、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电解电容C3，超级电容C4的正极通过第二电感L2与肖特基二极管D4的正极连接，肖特基二极管D4的负极与充电电源的输出端的正端+5V连接，充电电源的输出端的负端接地，第一电阻R1和第二电阻R2串联后并接在充电电源的输出端，第三电解电容C3也并接在充电电源的输出端，第三场效应管Q3的漏极与肖特基二极管D4的正极连接，第三场效应管Q3的源极接地，开关型升压控制集成块的采样端与第一电阻R1和第二电阻R2的连接点连接，第一电阻R1和第二电阻R2监测输出电压反馈给开关型升压控制集成块，开关型升压控制集成块的输出端与第三场效应管Q3的栅极连接。

直流电源输出模块1中含有整流器ZL、高频变压器B、第一PWM控制器、第一场效应管Q1、第一二极管D1、第三二极管D3和第一电解电容C1，外部的220V交流市电经整流器ZL整流后变成直流电，整流器ZL的正输出端与高频变压器B的原级线圈的一端连接，整流器ZL的负输出端接地，高频变压器B的原级线圈的另一端与第一场效应管Q1的漏极连接，第一场效应管Q1的源极接地，高频变压器B的次级线圈的一端与第三二极管D3的正极连接，高频变压器B的次级线圈的另一端接地，第三二极管D3的负极与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与超级电容C4的正极连接，超级电容C4的负极接地，第一电解电容C1的正极与第三二极管D3的负极连接，第一电解电容C1的负极接地，第一PWM控制器的采样端与第三二极管D3的负极连接，第一PWM控制器的输出端与第一场效应管Q1的栅极连接。

当有市电电压加载到直流电源输出模块1时，直流电源输出模块1启动工作，将交流220V市电降压稳压后通过第一二极管D1给超级电容C4充电。

直流电源输出模块1中还含有手摇发电机、第五二极管D5、第二PWM控制器、第二场效应管Q2、第一电感L1、第二电解电容C2和第二二极管D2，手摇发电机的一个输出端与第五二极管D5的正极连接，第五二极管D5的负极与第二场效应管Q2的漏极连接，手摇发电机的另一个输出端接地，第二场效应管Q2的源极通过第一电感L1与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2的负极与超级电容C4的正极连接，第二电解电容C2的正极与第二二极管D2的正极连接，第二电解电容C2的负极接地，第二PWM控制器的采样端与第二二极管D2的正极连接，第二PWM控制器的输出端与第二场效应管Q2的栅极连接。

当使用手摇发电机时，手摇发电机产生的电压加载到直流电源输出模块1，直流电源输出模块1将手摇发电机发出的电整流、稳压后通过第二二极管D2给超级电容C4充电。

第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3均为N沟道型场效应管；第一PWM控制器和第二PWM控制器的可选型号为Z3842，开关型升压控制集成块的可选型号为APW7077。

超级电容C4的正极和负极之间并接有一个超级电容保护模块，该超级电容保护模块是与超级电容C4配套购买和使用的，超级电容C4及超级电容保护模块的可选生产厂家为：日本松下公司。超级电容C4的可选容量为700F—3000F。

Claims

1.一种采用超级电容的便携式快速充电电源，含有直流电源输出模块和超级电容，超级电容并接在直流电源输出模块的输出端，其特征是：还含有升压稳压模块，超级电容同时也并接在升压稳压模块的输入端，升压稳压模块的输出端即为充电电源的输出端；升压稳压模块中含有开关型升压控制集成块、第三场效应管、第二电感、肖特基二极管、第一电阻、第二电阻和第三电解电容，超级电容的正极通过第二电感与肖特基二极管的正极连接，肖特基二极管的负极与充电电源的输出端的正端连接，充电电源的输出端的负端接地，第一电阻和第二电阻串联后并接在充电电源的输出端，第三电解电容也并接在充电电源的输出端，第三场效应管的漏极与肖特基二极管的正极连接，第三场效应管的源极接地，开关型升压控制集成块的采样端与第一电阻和第二电阻的连接点连接，开关型升压控制集成块的输出端与第三场效应管的栅极连接。

2.根据权利要求1所述的采用超级电容的便携式快速充电电源，其特征是：所述直流电源输出模块中含有整流器、高频变压器、第一PWM控制器、第一场效应管、第一二极管、第三二极管和第一电解电容，外部的交流市电经整流器整流后变成直流电，整流器的正输出端与高频变压器的原级线圈的一端连接，整流器的负输出端接地，高频变压器的原级线圈的另一端与第一场效应管的漏极连接，第一场效应管的源极接地，高频变压器的次级线圈的一端与第三二极管的正极连接，高频变压器的次级线圈的另一端接地，第三二极管的负极与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与超级电容的正极连接，超级电容的负极接地，第一电解电容的正极与第三二极管的负极连接，第一电解电容的负极接地，第一PWM控制器的采样端与第三二极管的负极连接，第一PWM控制器的输出端与第一场效应管的栅极连接。

3.根据权利要求2所述的采用超级电容的便携式快速充电电源，其特征是：所述直流电源输出模块中还含有手摇发电机、第五二极管、第二PWM控制器、第二场效应管、第一电感、第二电解电容和第二二极管，手摇发电机的一个输出端与第五二极管的正极连接，第五二极管的负极与第二场效应管的漏极连接，手摇发电机的另一个输出端接地，第二场效应管的源极通过第一电感与第二二极管的正极连接，第二二极管的负极与超级电容的正极连接，第二电解电容的正极与第二二极管的正极连接，第二电解电容的负极接地，第二PWM控制器的采样端与第二二极管的正极连接，第二PWM控制器的输出端与第二场效应管的栅极连接。

4.根据权利要求3所述的采用超级电容的便携式快速充电电源，其特征是：所述第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管均为N沟道型场效应管。

5.根据权利要求1所述的采用超级电容的便携式快速充电电源，其特征是：所述超级电容的正极和负极之间并接有一个超级电容保护模块。