CN215733541U - 一种电容充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电容充电电路，包括充电开关模块、恒流充电模块以及电压检测模块，充电开关模块能够与电源连接，恒流充电模块分别与充电开关模块以及待充电电容连接以调节充电电流，电压检测模块与待充电电容连接以检测电容电压，并且电压检测模块与充电开关模块连接以根据电容电压控制充电开关模块通断，恒流充电模块能够限制充电电流，防止充电电流过大，同时，电容储电量逐渐变大，电容电压也相应地增大，当电容满载，电压检测模块检测电容电压达到阈值，可以自动控制充电开关模块关断，从而停止充电，本设计自动运行，使得充电稳定以及有效对电容以及电源保护。

Description

一种电容充电电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电容充电电路。

背景技术

超级电容因其快充快放特性，被广泛应用于各种领域，但是由于其快充特性，在利用直流电源为其充电时会存在一些问题，比如在超级电容未充满电的初始状态下，此时相当于短路，直接用电源对其充电会造成电源瞬间负载电流大、电源发热大或者电源短路故障，另外，由于充电时间的缩短，用户不可能时刻注意超级电容的储电量，从而关停充电过程，过充同样会导致电源以及超级电容的损坏。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电容充电电路，能够稳定充电电流并且自动充电，保护充电电源。

根据本实用新型的第一方面实施例的一种电容充电电路，包括：充电开关模块，能够与电源连接；恒流充电模块，分别与充电开关模块以及待充电电容连接以调节充电电流；电压检测模块，与待充电电容连接以检测电容电压，并且所述电压检测模块与所述充电开关模块连接以根据电容电压控制充电开关模块通断。

根据本实用新型实施例的一种电容充电电路，至少具有如下有益效果：

本实用新型电容充电电路，对电容充电时，充电开关模块导通，恒流充电模块能够限制充电电流，防止充电电流过大，同时，电容储电量逐渐变大，电容电压也相应地增大，当电容满载，电压检测模块检测电容电压达到阈值，可以自动控制充电开关模块关断，从而停止充电，本设计自动运行，使得充电稳定以及有效对电容以及电源保护。

根据本实用新型的一些实施例，所述电压检测模块包括判断单元以及基准单元，所述判断单元包括采样端、基准端以及输出端，所述基准单元能够与电源连接以形成基准信号，所述判断单元的基准端与所述基准单元连接，所述判断单元的采样端与所述待充电电容连接以检测电容电压，所述判断单元能够根据电容电压以及基准信号形成充电控制信号，所述判断单元的输出端与所述充电开关模块连接以输出充电控制信号控制所述充电开关模块通断。

根据本实用新型的一些实施例，所述判断单元包括开关管Q3，所述开关管Q3的受控端与所述基准单元连接，所述开关管Q3的输入端与所述充电开关模块连接，所述开关管Q3的输出端与待充电电容连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述基准单元为分压结构，所述分压结构能够与电源连接以形成基准信号，所述分压结构与所述开关管Q3的受控端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述分压结构包括电阻R3和电阻R7，所述电阻R3和所述电阻R7中至少一个阻值可调，所述电阻R3的一端能够与电源连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述充电开关模块包括开关管Q1、电阻R1以及电阻R4，所述开关管Q1的输入端能够与电源连接，所述开关管Q1的输入端与所述电阻R1的一端连接，所述开关管Q1的受控端分别与所述电阻R4的一端以及所述电阻R1的另一端连接，所述电压检测模块与所述电阻R4的另一端连接，所述开关管Q1的输出端与所述恒流充电模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述恒流充电模块包括稳压管D1、电阻R5、电阻R2以及开关管Q2，所述稳压管D1的阴极分别与所述充电开关模块的输出端以及所述电阻R2的一端连接，所述稳压管D1的阳极分别与所述开关管Q2的受控端以及电阻R5的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述开关管Q2的输入端连接，所述开关管Q2的输出端与待充电电容连接，所述电阻R5的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述电阻R2的阻值可调。

根据本实用新型的一些实施例，还包括滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端与充电开关模块的输出端连接，所述滤波电容C1的另一端接地

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型充电电路其中一种实施例的原理结构框图；

图2为本实用新型充电电路其中一种实施例的电路图。

附图标记：

充电开关模块100、恒流充电模块200、电压检测模块300、判断单元310、基准单元320、电源400

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，根据本实用新型的第一方面实施例的一种电容充电电路，包括充电开关模块100、恒流充电模块200以及电压检测模块300，充电开关模块100能够与电源400连接，恒流充电模块200分别与充电开关模块100以及待充电电容连接以调节充电电流，电压检测模块300与待充电电容C2连接以检测电容电压，并且电压检测模块300与充电开关模块100连接以根据电容电压控制充电开关模块100通断。

其中，电源400可以采用直流电源，充电电压可以为12V，电容可以是超级电容或者其他类型的储能电容。

本实用新型电容充电电路，对电容充电时，充电开关模块100导通，恒流充电模块200能够限制充电电流，防止充电电流过大，同时，电容储电量逐渐变大，电容电压也相应地增大，当电容满载，电压检测模块300检测电容电压达到阈值，可以自动控制充电开关模块100关断，从而停止充电，本设计自动运行，使得充电稳定以及有效对电容以及电源400保护。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，充电开关模块100包括开关管Q1、电阻R1以及电阻R4，开关管Q1的输入端能够与电源400连接，开关管Q1的输入端与电阻R1的一端连接，开关管Q1的受控端分别与电阻R4的一端以及电阻R1的另一端连接，电压检测模块300与电阻R4的另一端连接，开关管Q1的输出端与恒流充电模块200连接。

开关管Q1可以是三极管、MOS管、可控硅或者继电开关，通过控制开关管Q1的通断来控制充电的通断。

在本实用新型的一些实施例中，电压检测模块300包括判断单元310以及基准单元320，判断单元310包括采样端、基准端以及输出端，基准单元320能够与电源400连接以形成基准信号，判断单元310的基准端与基准单元320连接，判断单元310的采样端与待充电电容C2连接以检测电容电压，判断单元310能够根据电容电压以及基准信号形成充电控制信号，判断单元310的输出端与充电开关模块100连接以输出充电控制信号控制充电开关模块100通断，其中，基准单元320可以利用电源400供电形成基准信号并提供给判断单元310，判断单元310检测电容电压并将电容电压与基准信号比对以形成充电控制信号，当电容电压过高，证明待充电电容C2到达满载，则可以控制充电开关模块100断开，停止充电。

在本实用新型的一些实施例中，判断单元310包括开关管Q3，开关管Q3的受控端与基准单元320连接，开关管Q3的输入端与充电开关模块100连接，开关管Q3的输出端与待充电电容C2连接。

开关管Q3可以是三极管、MOS管或可控硅，具体地，开关管Q3为N型三极管，开关管Q3管压降为0.7V，开关管Q3的基极与基准单元320连接以获取基准信号，开关管Q3的源极与待充电电容C2连接以检测电容电压，未充电时，电容电压为0V，充电过程中，电容电压升高，当电容电压加0.7V大于基准信号电压，则开关管Q3断开，以使得P型的开关管Q1断开。

在本实用新型的一些实施例中，判断单元310还可以由比较器构成。

在本实用新型的一些实施例中，基准单元320为分压结构，分压结构能够与电源400连接以形成基准信号，分压结构与开关管Q3的受控端连接，利用分压结构对电源400输入的电压处理形成作为基准信号的电压参考值，提供给判断单元310。

在本实用新型的一些实施例中，分压结构包括电阻R3和电阻R7，电阻R3和电阻R7中至少一个阻值可调，电阻R3的一端能够与电源400连接，电阻R3的另一端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接地，通过对电阻R3或者电阻R7的阻值调节，从而通过分压来调节基准信号的电压参考值，可以与不同规格的待充电电容C2适配。

在本实用新型的一些实施例中，恒流充电模块200包括稳压管D1、电阻R5、电阻R2以及开关管Q2，稳压管D1的阴极分别与充电开关模块100的输出端以及电阻R2的一端连接，稳压管D1的阳极分别与开关管Q2的受控端以及电阻R5的一端连接，电阻R2的另一端与开关管Q2的输入端连接，开关管Q2的输出端与待充电电容C2连接，电阻R5的另一端接地。

开关管Q2可以是三极管、MOS管或可控硅，具体地，开关管Q3为P型三极管，稳压管D1限定电阻R2以及开关管Q2的串联支路两端的电压，例如限定为3.3V，开关管Q3管压降为0.7V，若电阻R2的电阻值选用26Ω，则充电电流为(3.3-0.7)/R2为100mA左右，因此，受到稳压管D1的作用可以防止充电电流过大，避免大电流而导致电源400故障。

在本实用新型的一些实施例中，所述电阻R2的阻值可调，例如电阻R2为可调电阻，从而可以调节充电电流。

在本实用新型的一些实施例中，还包括滤波电容C1，滤波电容C1的一端与充电开关模块100的输出端连接，滤波电容C1的另一端接地，经过滤波电容滤波作用，可以使得充电更加稳定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电容充电电路，其特征在于，包括：

充电开关模块，能够与电源连接；

恒流充电模块，分别与充电开关模块以及待充电电容连接以调节充电电流；

电压检测模块，与待充电电容连接以检测电容电压，并且所述电压检测模块与所述充电开关模块连接以根据电容电压控制充电开关模块通断。

2.根据权利要求1所述的一种电容充电电路，其特征在于：所述电压检测模块包括判断单元以及基准单元，所述判断单元包括采样端、基准端以及输出端，所述基准单元能够与电源连接以形成基准信号，所述判断单元的基准端与所述基准单元连接，所述判断单元的采样端与所述待充电电容连接以检测电容电压，所述判断单元能够根据电容电压以及基准信号形成充电控制信号，所述判断单元的输出端与所述充电开关模块连接以输出充电控制信号控制所述充电开关模块通断。

3.根据权利要求2所述的一种电容充电电路，其特征在于：所述判断单元包括开关管Q3，所述开关管Q3的受控端与所述基准单元连接，所述开关管Q3的输入端与所述充电开关模块连接，所述开关管Q3的输出端与待充电电容连接。

4.根据权利要求3所述的一种电容充电电路，其特征在于：所述基准单元为分压结构，所述分压结构能够与电源连接以形成基准信号，所述分压结构与所述开关管Q3的受控端连接。

5.根据权利要求4所述的一种电容充电电路，其特征在于：所述分压结构包括电阻R3和电阻R7，所述电阻R3和所述电阻R7中至少一个阻值可调，所述电阻R3的一端能够与电源连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的一种电容充电电路，其特征在于：所述充电开关模块包括开关管Q1、电阻R1以及电阻R4，所述开关管Q1的输入端能够与电源连接，所述开关管Q1的输入端与所述电阻R1的一端连接，所述开关管Q1的受控端分别与所述电阻R4的一端以及所述电阻R1的另一端连接，所述电压检测模块与所述电阻R4的另一端连接，所述开关管Q1的输出端与所述恒流充电模块连接。

7.根据权利要求1所述的一种电容充电电路，其特征在于：所述恒流充电模块包括稳压管D1、电阻R5、电阻R2以及开关管Q2，所述稳压管D1的阴极分别与所述充电开关模块的输出端以及所述电阻R2的一端连接，所述稳压管D1的阳极分别与所述开关管Q2的受控端以及电阻R5的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述开关管Q2的输入端连接，所述开关管Q2的输出端与待充电电容连接，所述电阻R5的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的一种电容充电电路，其特征在于：所述电阻R2的阻值可调。

9.根据权利要求1所述的一种电容充电电路，其特征在于：还包括滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端与充电开关模块的输出端连接，所述滤波电容C1的另一端接地。

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