CN203967807U - 一种阻尼充电装置 - Google Patents

Abstract

一种阻尼充电装置，其包含：一电源输出装置、一控制电路、一阻尼电感及一高频振荡开关。该电源输出装置与电能产生装置连接。要由该充电装置充电的电容电池的正极端与该阻尼电感连接，负极端与该高频振荡开关连接。电源输出装置对电能产生装置所输出的电能变压作用后输出电源。控制电路对该电源输出装置所输出的电源调控在定电流与定电压的状态下。阻尼电感包含一硅钢片铁芯、一非晶硅质铁芯及一线圈。该硅钢片铁芯的电感值随频率的增加而增加；该非晶硅质铁芯的电感值随频率的增加而降低。凭借该高频振荡开关的作动，使该阻尼电感作高频率的储电、放电作用。则该阻尼电感能够释放出具有频率响应的电能，来抵销反法拉力而达成对该电容电池充电。

Description

一种阻尼充电装置

技术领域

本实用新型有关于一种阻尼充电装置，其能够将无频率响应的直流连续电力转换成有频率响应的电能后充入电池内，以加速充电速度，且在充电过程中不会有电能的消耗。

背景技术

图1所示为现有的充电装置11，其一端与电能产生装置10连接，另一端与电容电池12连接。凭借该充电装置11能够将电能产生装置10所输出的电能充入该电容电池12内。该电容电池12才能释出电力供负载13作功。该电能产生装置10可以是再生能产生装置，也可以是电源供应装置。

所述现有的充电装置11包含有一变压器14、一控制电路15、一整流二极管16。该变压器14能够将电能产生装置10所输出的电力作升高电压或降低电压。该控制电路15主要用于控制所传输的电力为定电流、定电压。该整流二极管16能够将所传输的电力整流成没有频率响应的直流型态。

图1中的变压器14将电能产生装置所输出的电能做调压输出，可视做一电源供应器，其内阻为r。该电容电池12相对于该变压器14可视做为一负载，其在充电过程中会产生阻抗R。在充电的过程中，将电力以电压的型态充入该电容电池内，以提升该电容电池12的电位位准。因此在充电的过程会令电容电池12发热。该变压器14输出连续电力对该电容电池12充电作功，势必面临最大功率移转(MPTT)。该电容电池12的阻抗R与该变压器14电源输送路径的内阻抗r相同时，电功率为最大输出，即Poutmax＝1/2Pin。因此，有一半以上的电能被消耗在电路中，陷入充电效率太低的窘境。

图1所示为现有充电装置11在对该电容电池12充电时，因电容性的反法拉力(反抗电容两端电压变化的静电力)，故需长时间充电。又，当该变压器14输出较大电流的电力时，会令该电容电池12烧毁，无法完成充电工作。

实用新型内容

本实用新型主要提供一种能够快速充电且不会有最大功率移转问题的阻尼充电装置。

为了达到以上目的，本实用新型必须扬弃传统中将电力以电压的型态充入该电容电池内以提升电容电池电位位准的方式，而采用将电力转换成有频率响应的电能后再充入电容电池内。

本实用新型所公开的阻尼充电装置，其包含：一电源输出装置、一控制电路、一阻尼电感、及一高频振荡开关。该电源输出装置与电能产生装置连接。要由该充电装置充电的电容电池的正极端与该阻尼电感连接，负极端与该高频振荡开关连接。

所述电源输出装置对电能产生装置所输出的电能做升压或降压后输出电源。所述控制电路对该电源输出装置所输出的电源调控在定电流与定电压的状态下。所述阻尼电感包含一硅钢片铁芯、一非晶硅质铁芯及一线圈。该硅钢片铁芯的电感值随频率的增加而增加；该非晶硅质铁芯的电感值随频率的增加而降低。凭借该高频振荡开关的作动，使该阻尼电感作高频率的储电、放电作用，以抵销因电容性的反法拉力。则该阻尼电感能够释放出具有频率响应的电能来对该电容电池充电。

所述该电源输出装置可以是一变压器，也可以是一个电源供应器。

所述高频振荡开关可以是具有快速闸门特性的快速二极管。

所述该电能产生装置可以是再生能产生装置，也可以是家用电源。

本实用新型还提供了另一种阻尼充电装置，尤指一种对二次电池充电的阻尼充电装置；该阻尼充电装置包含：

一电源输出装置，其与一电能产生装置连接，并对该电能产生装置所输出的电能做升压或降压后输出电源；

一控制电路，其与该电源输出装置之间为电气连接，并对该电源输出装置所输出的电源调控在定电流与定电压的状态下；

一阻尼电感，其与该控制电路之间为电气连接；该阻尼电感包含一硅钢片铁芯、一非晶硅质铁芯及一线圈；该硅钢片铁芯与该非晶硅质铁芯贴靠在一起，该线圈同时缠绕该硅钢片铁芯与该非晶硅质铁芯；该硅钢片铁芯的电感值随频率的增加而增加；该非晶硅质铁芯的电感值随频率的增加而降低；

一超级电容，其与该阻尼电感之间为串联连接；该超级电容与该阻尼电感构成一阻尼器；以及，

一高频振荡开关；

其中，该二次电池的正极端与该超级电容连接，负极端与该高频振荡开关连接；凭借该高频振荡开关的作动，使该阻尼电感作高频率的储电、放电作用；该阻尼电感能够释放出具有频率响应的电能，以及凭借该超级电容的阻尼效应，对该二次电池充电。

附图说明

图1为现有充电装置的充电电路结构图；

图2为本实用新型第一实施例进行充电的电路方块图；

图3为本实用新型第一实施例进行充电的电路图；

图4为图3所示电路图中的高频振荡开关由一快速二极管取代的电路图；

图5为阻尼电感结构的第一实施例；

图6为阻尼电感结构的第二实施例；

图7为本实用新型充电装置第二实施例的充电电路方块图；

图8为本实用新型充电装置第二实施例的充电电路图。

附图标记说明：1-阻尼充电装置；2-阻尼充电装置；10-电能产生装置；11-充电装置；12-电容电池；13-负载；14-变压器；15-控制电路；16-整流二极管；17-二次电池；20-电源输出装置；21-变压器；30-控制电路；40-阻尼电感；41-硅钢片铁芯；42-非硅晶质铁芯；43-线圈；50-高频震荡开关；51-快速二极管；60-超级电容。

具体实施方式

请参阅图2、图3。本实用新型所公开的阻尼充电装置1，其包含：一电源输出装置20、一控制电路30、一阻尼电感40、及一高频振荡开关50。该电源输出装置20与一电能产生装置10连接，其主要将电能产生装置10所输出的电能做升压或降压后输出电源。要由该阻尼充电装置1充电的电容电池12的正极端与该阻尼电感40连接，负极端与该高频振荡50开关连接。该电能产生装置10可以是再生能产生装置，也可以是家用电源。

该控制电路30与该电源输出装置之间为电气连接，其主要在对该电源输出装置所输出的电源调控在定电流与定电压的状态下，稳定地传输电流。该控制电路30为一现有技术。

该阻尼电感与该控制电路之间为电气连接。见图5、图6。该阻尼电感40包含一硅钢片铁芯41、一非晶硅质铁芯42及一线圈43。该硅钢片铁芯41与该非晶硅质铁芯42贴靠在一起，该线圈43同时缠绕该该硅钢片铁芯41与该非晶硅质铁芯42。该硅钢片铁芯41的电感值随频率的增加而增加。该非晶硅质铁芯42的电感值随频率的增加而降低。则电流在经过该阻尼电感40时，其电感会产生自体振荡作用，以抵销因电容性负载的反法拉力(电容电池的容量越大，反法拉力越大)，而不会使该阻尼电感40温度升高，自然不会造成能量的消耗。图5中，该硅钢片铁芯41与该非晶硅质铁芯42皆为棒状。图6中，该硅钢片铁芯41与该非晶硅质铁芯42皆为环状。

凭借该高频振荡开关50的作动，使该阻尼电感40作高频率的储电、放电的连续动作。当该高频振荡开关50为ON的状态下时，该阻尼电感40会储存电能。当该高频振荡开关50为OFF的状态下时，该阻尼电感40会将所储存电能释放出来对该电容电池12充电。该阻尼电感40所释放出的是具有频率响应的电能。因此，本实用新型提供的阻尼充电装置1是将具有频率响应的电能充入该电容电池12内，与图1所示现有技术中将无频率响应的连续电力充入该电容电池12内以提高该电容电池12电位的方式不同。

本实用新型提供的阻尼充电装置1是将具有频率响应的电能充入该电容电池12内，自然容易对该电容电池12充电，能够加速充电速度。由于反法拉力消除，因此，可以将充电频率提升到极限，且不会出现该电容电池12温度升高的问题。

前述电源输出装置20可以是一个变压器21，其能够将电能产生装置10所输出的电能做升压或降压的作用后输出电源。该电源输出装置可以是一个电源供应器，以直接输出电源。见图4，所述该高频振荡开关50可以是一个具有快速闸门特性的快速二极管51，例如：萧基二极管，其可达到频率的极限。

图2～图4所示的阻尼充电装置1主要是对电容电池充电12。该电容电池12本身具有电容特性，能产生缓冲的阻尼效应。若将该阻尼充电装置1主要是对二次电池充电，会因电能的频率过高而烧毁该二次电池。图7、图8所示为本实用新型的另一实施例。该阻尼充电装置2除了包含：一电源输出装置20、一控制电路30、一阻尼电感40、一高频振荡开关50以外，更包含一大容量的超级电容60。该超级电容60与该阻尼电感40之间为串联连接，而与该阻尼电感40构成一阻尼器。凭借该超级电容60的阻尼效应，对该二次电池充电17。

该阻尼电感40的储电、放电过程中，其电感会产生自体振荡作用，从而不会使电感温度升高，自然不会造成能量的消耗。本实用新型的充电型态，是将该阻尼电感40释放出有频率响应的电能(电子流)充入该电容电池12内，故不会有最大功率移转(MPTT，即Poutmax＝1/2Pin)的问题。除去电流在电路中传输的些微消耗以外，本实用新型提供的阻尼充电装置1可将全部电能充入该电容电池12内。本实用新型的充电方式是将有频率响应的电能(电子流)充入该电容电池内，与图1中将电力以电压的型态充入该电容电池内以提升电容电池12的电位位准不同，故可快速地对该电容电池12充电，也不会有升温的情形。

以上所述为利用较佳实施例详细说明本实用新型，而非限制本实用新型的保护范围。大凡熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本实用新型的要义所在，亦不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (12)

1.一种阻尼充电装置，尤指一种对电容电池充电的阻尼充电装置；其特征在于，该阻尼充电装置包含：

一电源输出装置，其与一电能产生装置连接，并对该电能产生装置所输出的电能做升压或降压后输出电源；

一控制电路，其与该电源输出装置之间为电气连接，并对该电源输出装置所输出的电源调控在定电流与定电压的状态下；

一阻尼电感，其与该控制电路之间为电气连接；该阻尼电感包含一硅钢片铁芯、一非晶硅质铁芯及一线圈；该硅钢片铁芯与该非晶硅质铁芯贴靠在一起，该线圈同时缠绕该硅钢片铁芯与该非晶硅质铁芯；该硅钢片铁芯的电感值随频率的增加而增加；该非晶硅质铁芯的电感值随频率的增加而降低；以及，

一高频振荡开关；

其中，该电容电池的正极端与该阻尼电感连接，负极端与该高频振荡开关连接；凭借该高频振荡开关的作动，使该阻尼电感作高频率的储电、放电作用；则该阻尼电感能够释放出具有频率响应的电能以对该电容电池充电。

2.根据权利要求1所述的阻尼充电装置，其中，该电源输出装置为一能够对该电能产生装置所输出的电能做升压或降压的变压器。

3.根据权利要求1所述的阻尼充电装置，其中，该电源输出装置为一能够将AC转DC的电源供应器。

4.根据权利要求2所述的阻尼充电装置，其中，该电能产生装置为再生能产生装置、家用电源其中之一。

5.根据权利要求1所述的阻尼充电装置，其中，该高频振荡开关为具有快速闸门特性的快速二极管。

6.根据权利要求5所述的阻尼充电装置，其中，该快速二极管为一萧基二极管。

7.一种阻尼充电装置，尤指一种对二次电池充电的阻尼充电装置；其特征在于，该阻尼充电装置包含：

一电源输出装置，其与一电能产生装置连接，并对该电能产生装置所输出的电能做升压或降压后输出电源；

一控制电路，其与该电源输出装置之间为电气连接，并对该电源输出装置所输出的电源调控在定电流与定电压的状态下；

一阻尼电感，其与该控制电路之间为电气连接；该阻尼电感包含一硅钢片铁芯、一非晶硅质铁芯及一线圈；该硅钢片铁芯与该非晶硅质铁芯贴靠在一起，该线圈同时缠绕该硅钢片铁芯与该非晶硅质铁芯；该硅钢片铁芯的电感值随频率的增加而增加；该非晶硅质铁芯的电感值随频率的增加而降低；

一超级电容，其与该阻尼电感之间为串联连接；该超级电容与该阻尼电感构成一阻尼器；以及，

一高频振荡开关；

其中，该二次电池的正极端与该超级电容连接，负极端与该高频振荡开关连接；凭借该高频振荡开关的作动，使该阻尼电感作高频率的储电、放电作用；该阻尼电感能够释放出具有频率响应的电能，以及凭借该超级电容的阻尼效应，对该二次电池充电。

8.根据权利要求7所述的阻尼充电装置，其中，该电源输出装置为一能够对该电能产生装置所输出的电能做升压或降压的作用的变压器。

9.根据权利要求7所述的阻尼充电装置，其中，该电源输出装置为一能够将AC转DC的电源供应器。

10.根据权利要求7所述的阻尼充电装置，其中，该电能产生装置为再生能产生装置、家用电源其中之一。

11.根据权利要求7所述的阻尼充电装置，其中，该高频振荡开关为具有快速闸门特性的快速二极管。

12.根据权利要求11所述的阻尼充电装置，其中，该快速二极管为一萧基二极管。