專(zhuān)利名稱(chēng)：超級(jí)電容充放電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及超級(jí)電容充放電裝置。
背景技術(shù)：
該裝置應(yīng)用于采用超級(jí)電容的混合動(dòng)力公交車(chē)，有以下兩種情況需使用該裝置:1，超級(jí)電容沒(méi)電時(shí)，車(chē)輛無(wú)法運(yùn)行，需使用外部電源給超級(jí)電容充電之后才能運(yùn)行；2，整車(chē)有故障，需拆卸超級(jí)電容時(shí)，由于超級(jí)電容帶有高壓電，帶電拆卸非常危險(xiǎn)，此時(shí)要先把超級(jí)電容的電放完才能拆卸。請(qǐng)參閱圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中的電阻限流超級(jí)電容充電電路，充電時(shí)使用市電經(jīng)過(guò)工頻變壓器、經(jīng)過(guò)整流橋、再經(jīng)過(guò)限流電阻給超級(jí)電容充電。請(qǐng)參閱圖2，為現(xiàn)有技術(shù)的電阻耗能超級(jí)電容放電電路，放電時(shí)使電流通過(guò)耗能電阻進(jìn)行放電。上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是:缺點(diǎn)1:充電過(guò)程中大部分電能損耗在限流電阻上；放電時(shí)超級(jí)電容的能量全部消耗在電阻上。效率低，浪費(fèi)能源。缺點(diǎn)2:由于工頻變壓器、限流電阻體積大，導(dǎo)致產(chǎn)品體積很大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種超級(jí)電容充放電裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的一個(gè)技術(shù)方案是:一種超級(jí)電容充放電裝置，包括鉛酸電池、第一充放電切換開(kāi)關(guān)、第二充放電切換開(kāi)關(guān)以及控制電路，所述控制電路包括逐級(jí)相連的電壓電流溫度信號(hào)采樣電路輸出端、PWM控制電路、MOS驅(qū)動(dòng)、功率管柵極以及儲(chǔ)能電感，所述儲(chǔ)能電感與所述電壓電流溫度信號(hào)采樣電路的輸入端相連，所述控制電路還包括負(fù)極連接于所述功率管源極與儲(chǔ)能電感之間的續(xù)流二極管；充電時(shí)，所述鉛酸電池的正極經(jīng)由所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)連接所述功率管的漏極，鉛酸電池的負(fù)極連接超級(jí)電容的負(fù)極，超級(jí)電容的正極經(jīng)由所述第二充放電切換開(kāi)關(guān)連接于所述儲(chǔ)能電感與電壓電流溫度信號(hào)采樣電路之間，其中，電壓電流溫度信號(hào)采樣電路實(shí)時(shí)采集電流、電壓信號(hào)，所述PWM控制電路根據(jù)電流、電壓信號(hào)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)控制功率管的開(kāi)關(guān)，當(dāng)功率管閉合時(shí)，鉛酸電池往超級(jí)電容充電，儲(chǔ)能電感使電流緩慢上升，當(dāng)電流上升到上限值時(shí)，PWM控制電路控制功率管關(guān)閉，在功率管關(guān)閉期間儲(chǔ)能電感中的能量通過(guò)續(xù)流二極管向超級(jí)電容充電；放電時(shí)，所述超級(jí)電容的正極經(jīng)由所述第二充放電切換開(kāi)關(guān)連接于所述功率管的漏極，鉛酸電池的負(fù)極連接超級(jí)電容的負(fù)極，鉛酸電池的正極經(jīng)由所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)連接于所述儲(chǔ)能電感與電壓電流溫度信號(hào)采樣電路之間；其中，所述電壓電流溫度信號(hào)采樣電路實(shí)時(shí)采集電流、電壓信號(hào)，所述PWM控制電路根據(jù)電流、電壓信號(hào)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)控制功率管的開(kāi)關(guān)；當(dāng)功率管閉合時(shí)，超級(jí)電容往鉛酸電池充電，儲(chǔ)能電感使電流緩慢上升，當(dāng)電流上升到上限值時(shí)，PWM控制電路控制功率管關(guān)閉，在功率管關(guān)閉期間儲(chǔ)能電感中的能量通過(guò)續(xù)流二極管向鉛酸電池充電。[0009]其中，所述鉛酸電池為車(chē)載24V鉛酸電池。其中，所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)和所述第二充放電切換開(kāi)關(guān)為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型采用高頻脈寬調(diào)制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容充放電裝置的高效及小型化，通過(guò)兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1、S2來(lái)選擇充放電功能，通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把鉛酸電池的能量充到超級(jí)電容中，通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把超級(jí)電容的能量存到車(chē)載鉛酸電池，而不是通過(guò)電阻耗能來(lái)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的超級(jí)電容充放電裝置通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把鉛酸電池的能量充到超級(jí)電容中；通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把超級(jí)電容的能量存到車(chē)載鉛酸電池，而不是通過(guò)電阻耗能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的電阻限流超級(jí)電容充電電路圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的電阻耗能超級(jí)電容放電電路圖；圖3是本實(shí)用新型的超級(jí)電容充放電裝置的電路圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明3、控制電路；31、電壓電流溫度信號(hào)采樣電路；32、PWM控制電路；33、MOS 驅(qū)動(dòng)。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖3，是本實(shí)用新型的超級(jí)電容充放電裝置的電路圖。一種超級(jí)電容充放電裝置，包括鉛酸電池BT1、第一充放電切換開(kāi)關(guān)S1、第二充放電切換開(kāi)關(guān)S2以及控制電路3，所述控制電路3包括逐級(jí)相連的電壓電流溫度信號(hào)采樣電路31的輸出端、PWM控制電路32、M0S驅(qū)動(dòng)33、功率管Ml的柵極以及儲(chǔ)能電感LI，所述儲(chǔ)能電感LI與所述電壓電流溫度信號(hào)采樣電路31的輸入端相連，所述控制電路3還包括負(fù)極連接于所述功率管Ml的源極與儲(chǔ)能電感之間的續(xù)流二極管D2。充電時(shí)，所述鉛酸電池BTl的正極經(jīng)由所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)SI連接所述功率管Ml的漏極，鉛酸電池BTl的負(fù)極連接超級(jí)電容C3的負(fù)極，超級(jí)電容C3的正極經(jīng)由所述第二充放電切換開(kāi)關(guān)S2連接于所述儲(chǔ)能電感LI與電壓電流溫度信號(hào)采樣電路31之間。充電時(shí)，電壓電流溫度信號(hào)采樣電路31實(shí)時(shí)采集電流、電壓信號(hào)，所述PWM控制電路32根據(jù)電流、電壓信號(hào)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)33控制功率管Ml的開(kāi)關(guān)，當(dāng)功率管Ml閉合時(shí)，鉛酸電池BTl往超級(jí)電容C3充電，儲(chǔ)能電感LI使電流緩慢上升，當(dāng)電流上升到上限值時(shí)，PWM控制電路32控制功率管Ml關(guān)閉，在功率管Ml關(guān)閉期間儲(chǔ)能電感LI中的能量通過(guò)續(xù)流二極管D2向超級(jí)電容C3充電。放電時(shí)，所述超級(jí)電容C3的正極經(jīng)由所述第二充放電切換開(kāi)關(guān)S2連接于所述功率管Ml的漏極，鉛酸電池BTl的負(fù)極連接超級(jí)電容C3的負(fù)極，鉛酸電池BTl的正極經(jīng)由所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)SI連接于所述儲(chǔ)能電感LI與電壓電流溫度信號(hào)采樣電路31之間。放電時(shí)，所述電壓電流溫度信號(hào)采樣電路31實(shí)時(shí)采集電流、電壓信號(hào)，所述PWM控制電路32根據(jù)電流、電壓信號(hào)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)33控制功率管Ml的開(kāi)關(guān)；當(dāng)功率管Ml閉合時(shí)，超級(jí)電容C3往鉛酸電池BTl充電，儲(chǔ)能電感LI使電流緩慢上升，當(dāng)電流上升到上限值時(shí)，PWM控制電路32控制功率管Ml關(guān)閉，在功率管Ml關(guān)閉期間儲(chǔ)能電感LI中的能量通過(guò)續(xù)流二極管D2向鉛酸電池BTl充電。其中，所述鉛酸電池為車(chē)載24V鉛酸電池，所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)SI及第二充放電切換開(kāi)關(guān)S2為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型采用高頻脈寬調(diào)制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容充放電裝置的高效及小型化，通過(guò)兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1、S2來(lái)選擇充放電功能，通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把鉛酸電池的能量充到超級(jí)電容中，通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把超級(jí)電容的能量存到車(chē)載鉛酸電池，而不是通過(guò)電阻耗能來(lái)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的超級(jí)電容充放電裝置通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把鉛酸電池的能量充到超級(jí)電容中；通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把超級(jí)電容的能量存到車(chē)載鉛酸電池，而不是通過(guò)電阻耗能來(lái)實(shí)現(xiàn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種超級(jí)電容充放電裝置，其特征在于，包括鉛酸電池、第一充放電切換開(kāi)關(guān)、第二充放電切換開(kāi)關(guān)以及控制電路，所述控制電路包括逐級(jí)相連的電壓電流溫度信號(hào)采樣電路輸出端、PWM控制電路、MOS驅(qū)動(dòng)、功率管柵極以及儲(chǔ)能電感，所述儲(chǔ)能電感與所述電壓電流溫度信號(hào)采樣電路的輸入端相連，所述控制電路還包括負(fù)極連接于所述功率管源極與儲(chǔ)能電感之間的續(xù)流二極管； 充電時(shí)，所述鉛酸電池的正極經(jīng)由所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)連接所述功率管的漏極，鉛酸電池的負(fù)極連接超級(jí)電容的負(fù)極，超級(jí)電容的正極經(jīng)由所述第二充放電切換開(kāi)關(guān)連接于所述儲(chǔ)能電感與電壓電流溫度信號(hào)采樣電路之間，其中，電壓電流溫度信號(hào)采樣電路實(shí)時(shí)采集電流、電壓信號(hào)，所述PWM控制電路根據(jù)電流、電壓信號(hào)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)控制功率管的開(kāi)關(guān)，當(dāng)功率管閉合時(shí)，鉛酸電池往超級(jí)電容充電，儲(chǔ)能電感使電流緩慢上升，當(dāng)電流上升到上限值時(shí)，PWM控制電路控制功率管關(guān)閉，在功率管關(guān)閉期間儲(chǔ)能電感中的能量通過(guò)續(xù)流二極管向超級(jí)電容充電； 放電時(shí)，所述超級(jí)電容的正極經(jīng)由所述第二充放電切換開(kāi)關(guān)連接于所述功率管的漏極，鉛酸電池的負(fù)極連接超級(jí)電容的負(fù)極，鉛酸電池的正極經(jīng)由所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)連接于所述儲(chǔ)能電感與電壓電流溫度信號(hào)采樣電路之間；其中，所述電壓電流溫度信號(hào)采樣電路實(shí)時(shí)采集電流、電壓信號(hào)，所述PWM控制電路根據(jù)電流、電壓信號(hào)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)控制功率管的開(kāi)關(guān)；當(dāng)功率管閉合時(shí)，超級(jí)電容往鉛酸電池充電，儲(chǔ)能電感使電流緩慢上升，當(dāng)電流上升到上限值時(shí)，PWM控制電路控制功率管關(guān)閉，在功率管關(guān)閉期間儲(chǔ)能電感中的能量通過(guò)續(xù)流二極管向鉛酸電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容充放電裝置，其特征在于，所述鉛酸電池為車(chē)載24V鉛酸電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容充放電裝置，其特征在于，所述第一充放電切換開(kāi)關(guān)和所述第二充放電切換開(kāi)關(guān)為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型超級(jí)電容充放電裝置公開(kāi)一種包括鉛酸電池、第一充放電切換開(kāi)關(guān)、第二充放電切換開(kāi)關(guān)以及控制電路，所述控制電路包括逐級(jí)相連的電壓電流溫度信號(hào)采樣電路輸出端、PWM控制電路、MOS驅(qū)動(dòng)、功率管柵極以及儲(chǔ)能電感，所述儲(chǔ)能電感與所述電壓電流溫度信號(hào)采樣電路的輸入端相連，所述控制電路還包括負(fù)極連接于所述功率管源極與儲(chǔ)能電感之間的續(xù)流二極管。通過(guò)兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)來(lái)選擇充放電功能，通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把鉛酸電池的能量充到超級(jí)電容中，通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)把超級(jí)電容的能量存到車(chē)載鉛酸電池，而不是通過(guò)電阻耗能來(lái)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202978324SQ20122060018
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者雷學(xué)國(guó), 鄭智強(qiáng) 申請(qǐng)人:福建省福工動(dòng)力技術(shù)股份公司