C1;單片機(jī)的調(diào)壓信號(hào)輸出端經(jīng)第三電阻R3連接第一運(yùn)放U1的正極輸入端，單片機(jī)的調(diào)壓信號(hào)輸出端還經(jīng)第五電阻R5接地，第一電容C1并接在第一運(yùn)放U1的正極輸入端與地之間；第一運(yùn)放U1的負(fù)極輸入端與第一運(yùn)放U1的輸出端連接;第一運(yùn)放U1的輸出端連接充電器的受控端。
[0021]本發(fā)明中，單片機(jī)的輸出端與充電器之間還設(shè)置有開(kāi)關(guān)機(jī)控制電路，用于，輸出充電器開(kāi)關(guān)機(jī)控制信號(hào)0N/0FF，來(lái)控制充電器的開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)。本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)機(jī)控制電路的電路圖如圖2所示，包括三極管V、第二電阻R2和第四電阻R4;單片機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)信號(hào)輸出端依次經(jīng)第四電阻R4和第二電阻R2連接電源+5V;三極管的基極連接在第二電阻R2和第四電阻R4連接端，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極連接充電器的開(kāi)關(guān)機(jī)受控端。
[0022]在本發(fā)明中，在充電器的正極輸出端與超級(jí)電容的正極端之間還設(shè)置了過(guò)流保護(hù)裝置，過(guò)流保護(hù)裝置可以為空氣開(kāi)關(guān)或者接觸器等，起到過(guò)流時(shí)切斷電路的作用;本實(shí)施例中過(guò)流保護(hù)裝置選用空氣開(kāi)關(guān)。為防止超級(jí)電容充電時(shí)反接，本實(shí)施例在充電器的正極輸出端與空氣開(kāi)關(guān)之間串接二極管D，如圖2所示。
[0023]本發(fā)明還提供了一種減小超級(jí)電容充電時(shí)電流沖擊的方法，其流程圖如圖3所示，具體包括以下步驟:
A.充電器開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，檢測(cè)充電器輸出電流值是否連續(xù)30S大于50mA，如是進(jìn)入步驟B，如否，則控制充電器關(guān)機(jī)并進(jìn)入開(kāi)關(guān)機(jī)子流程。
[0024]B.檢測(cè)超級(jí)電容電壓值U是否小于Ue，如是進(jìn)行步驟C，如否，控制充電器關(guān)機(jī)并進(jìn)入開(kāi)關(guān)機(jī)子流程。
[0025]C.控制充電器的輸出電壓值為U+Ue，充電器以3A電流值為超級(jí)電容進(jìn)行充電。
[0026]上述開(kāi)關(guān)機(jī)子流程的流程圖如圖4所示，具體為:充電器關(guān)機(jī)狀態(tài)下，檢測(cè)超級(jí)電容電壓值U，控制充電器以輸出電壓值為U+Ue的狀態(tài)下，進(jìn)行待充電；持續(xù)30S后，控制充電器開(kāi)機(jī)。
[0027]下面以充電器采用250V/3A恒流恒壓充電器、超級(jí)電容采用260V/22F、過(guò)流保護(hù)裝置采用空氣開(kāi)關(guān)為例說(shuō)明本發(fā)明的工作原理。本實(shí)施例中電壓定值Ue設(shè)定為50V。
間隔開(kāi)關(guān)機(jī)原理:在充電器處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，如輸出電流采集電路采集的充電器輸出電流值持續(xù)30S小于50mA時(shí)，單片機(jī)控制充電器關(guān)機(jī);在充電器處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，輸出電壓采集電路采集的充電器輸出電壓值持續(xù)30S為零時(shí)，單片機(jī)控制充電器重新開(kāi)機(jī)。如此重復(fù)進(jìn)行充電器的間隔開(kāi)關(guān)機(jī)動(dòng)作。
[0028]輸出電壓調(diào)整原理:
在充電器處于關(guān)機(jī)狀態(tài)下，電容電壓采樣電路檢測(cè)超級(jí)電容的實(shí)時(shí)電壓值，若檢測(cè)到超級(jí)電容存在電壓U，則單片機(jī)向充電器發(fā)出ON信號(hào)，同時(shí)向脈寬調(diào)制電路輸出充電器應(yīng)輸出的電壓值設(shè)定為“U+ 50V”，待充電器開(kāi)機(jī)時(shí)，為超級(jí)電容進(jìn)行充電。
[0029]若充電器處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，空氣開(kāi)關(guān)閉合，在充電器電路中接入超級(jí)電容，則電容電壓采樣電路會(huì)突然檢測(cè)到超級(jí)電容的電壓值。如果該超級(jí)電容的電壓值U小于50V時(shí)，由于充電器有輸出電流，可以正常充電；單片機(jī)通過(guò)脈寬調(diào)制電路輸出端PWM調(diào)制信號(hào)，控制充電器的輸出電壓值為在超級(jí)電容實(shí)時(shí)電壓值U的基礎(chǔ)上增加50V，充電器以“U+50V”的電壓、3A的電流對(duì)超級(jí)電容充電；同時(shí)控制充電器的輸出電壓值最大為250V。隨著超級(jí)電容電壓U’的增加，單片機(jī)和脈寬調(diào)制電路動(dòng)態(tài)調(diào)整充電器的輸出電壓，始終保持充電器的輸出電壓設(shè)定值為“U’+ 50V”，輸出電壓設(shè)定值最大限制為250V。如果該超級(jí)電容的電壓值U大于50V，則單片機(jī)立即輸出OFF信號(hào)控制充電器關(guān)機(jī)，再經(jīng)過(guò)30S后，單片機(jī)再輸出0N信號(hào)控制充電器開(kāi)機(jī)，而此時(shí)，充電器開(kāi)機(jī)輸出的電壓值為“U+50V”。
[0030]本發(fā)明的應(yīng)用，可使充電器的輸出電壓和超級(jí)電容的電壓差值最大為50V，大大減小了充電器對(duì)過(guò)流保護(hù)裝置和超級(jí)電容的沖擊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.減小超級(jí)電容充電時(shí)電流沖擊的保護(hù)電路，其特征在于:包括輸出電流采集電路、輸出電壓采集電路、電容電壓采樣電路、單片機(jī)以及脈寬調(diào)制電路;所述輸出電流采集電路用于采集充電器的輸出電流值，輸出電壓采集電路用于采集充電器的輸出電壓值，電容電壓采樣電路用于采集超級(jí)電容的電壓值;所述單片機(jī)的輸入端分別與輸出電流采集電路、輸出電壓采集電路和電容電壓采樣電路連接，單片機(jī)的輸出端連接脈寬調(diào)制電路的輸入端，脈寬調(diào)制電路的輸出端連接充電器;所述脈寬調(diào)制電路用于控制充電器的輸出電壓值高于超級(jí)電容的實(shí)際電壓值一定值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小超級(jí)電容充電時(shí)電流沖擊的保護(hù)電路，其特征在于:所述充電器的輸出電壓值與超級(jí)電容實(shí)際電壓值的壓差為50V。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減小超級(jí)電容充電時(shí)電流沖擊的保護(hù)電路，其特征在于:所述單片機(jī)與充電器之間還設(shè)置有開(kāi)關(guān)機(jī)控制電路，用于控制充電器的啟動(dòng)與關(guān)閉。4.一種減小超級(jí)電容充電時(shí)電流沖擊的方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的保護(hù)電路，并按以下步驟進(jìn)行處理: A.充電器開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，檢測(cè)充電器輸出電流值是否連續(xù)30S大于50mA，如是進(jìn)入步驟B，如否，則控制充電器關(guān)機(jī)并進(jìn)入開(kāi)關(guān)機(jī)子流程； B.檢測(cè)超級(jí)電容電壓值U是否小于定值Ue，如是進(jìn)行步驟C，如否，控制充電器關(guān)機(jī)并進(jìn)入開(kāi)關(guān)機(jī)子流程； C.控制充電器的輸出電壓值為U+Ue，充電器以3A電流值為超級(jí)電容進(jìn)行充電。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種減小超級(jí)電容充電時(shí)電流沖擊的方法，其特征在于，步驟B所述開(kāi)關(guān)機(jī)子流程具體為:充電器關(guān)機(jī)狀態(tài)下，檢測(cè)超級(jí)電容電壓值U，控制充電器以輸出電壓值為U+Ue的狀態(tài)下，進(jìn)行待充電；持續(xù)30S后，控制充電器開(kāi)機(jī)。
【專利摘要】一種減小超級(jí)電容充電時(shí)電流沖擊的保護(hù)電路及方法，所述保護(hù)電路包括輸出電流采集電路、輸出電壓采集電路、電容電壓采樣電路、單片機(jī)以及脈寬調(diào)制電路；輸出電流采集電路和輸出電壓采集電路分別用于采集充電器的輸出電流值和輸出電壓值，電容電壓采樣電路用于采集超級(jí)電容的電壓值；單片機(jī)的輸入端分別與輸出電流采集電路、輸出電壓采集電路和電容電壓采樣電路連接，單片機(jī)的輸出端連接脈寬調(diào)制電路的輸入端，脈寬調(diào)制電路的輸出端連接充電器；脈寬調(diào)制電路用于控制充電器的輸出電壓值高于超級(jí)電容的實(shí)際電壓值一定值。本發(fā)明能夠在初始充電過(guò)程中減小對(duì)超級(jí)電容的電流沖擊，以避免過(guò)流保護(hù)裝置誤動(dòng)作，起到保護(hù)超級(jí)電容的作用。
【IPC分類(lèi)】H02J7/34
【公開(kāi)號(hào)】CN105449814
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510842465
【發(fā)明人】高東耀, 趙赫, 劉向民, 郭璽, 胡國(guó)城, 趙書(shū)偉, 葛鵬, 劉兆宏, 王麗芬, 劉松松
【申請(qǐng)人】深圳市國(guó)耀電子科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月29日