一种改进的超级电容充电电路的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种超级电容充电电路。


背景技术：

2.随着电力终端不断更新换代以及新一代电力终端试行规范要求的提出，超级电容应用的需求逐渐增多，而由于终端功能的增多，导致整机功耗变大，掉电后持续同样的工作时间需要更大容量的超级电容来满足能量需求，同时更大的充电电流被设计所需要。
3.目前终端较为常见的超级电容充电方案包括专用充电管理芯片方案、线性稳压充电方案。但专用充电管理芯片成本较高，且很难找到合适超级电容大电流充电的方案；线性稳压充电方案充电效率较低，考虑器件温升因素，需采用较大散热封装的晶体管，物料通用性较差，影响交期。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种改进的超级电容充电电路，该电路提升了超级电容充电效率，可应用于更大充电电流的需求，且设计灵活，物料通用化更好，pcb占用面积更小，设计更加小型化。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种改进的超级电容充电电路，包括超级电容，其特征在于：
6.所述充电电路还包括降压模块、设置在降压模块与超级电容之间以采集压降并将压降反馈至降压模块以控制输出电流的限流模块。
7.进一步的，所述限流模块包括与降压模块的输出端相连的第一电阻、与第一电阻相连并采集第一电阻的压降且将压降反馈至降压模块的反馈端的开关部件。
8.进一步的，所述开关部件为三极管。
9.进一步的，所述三极管为pnp型三极管，所述pnp型三极管的基级与第一电阻电性相连而集电极连接降压模块的反馈端且发射极连接降压模块的输出端。
10.进一步的，所述pnp型三极管的基级与第一电阻之间还连接有第二电阻。
11.进一步的，所述限流模块与超级电容之间还连接有防倒灌模块。
12.进一步的，所述防倒灌模块由正向串联在限流模块与超级电容之间的二极管构成。
13.进一步的，所述降压模块为dcdc降压模块。
14.进一步的，所述降压模块的反馈端还设有分压网络，所述pnp型三极管的集电极连接在分压网络的分压点处。
15.进一步的，所述分压网络由第三电阻和第四电阻串联构成，所述第三电阻一端接地而另一端连接第四电阻，第四电阻的另一端连接降压模块的反馈端，所述pnp型三极管的集电极连接在第三电阻和第四电阻之间。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.通过设置降压模块，并在降压模块上设计限流模块和防倒灌模块，限流模块用于采集电路压降并反馈给降压模块，降压模块据此控制输出电流的大小，能很好的适用于大容量超级电容充电的应用；通用的dcdc降压电路使得设计更加灵活，限流电路采用常规三级管与限流电阻组成，使得电路充电效率更高，整体通用性更好，无特殊物料，采购交期更佳。
附图说明
18.图1为本申请改进的超级电容充电电路原理图。
具体实施方式
19.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。
20.图1示出了本申请改进的超级电容充电电路的优选实施例。该充电电路包括超级电容1，还包括降压模块2、设置在降压模块2与超级电容1之间以采集压降并将压降反馈至降压模块2以控制输出电流的限流模块3。如此，通过压降的反馈，能使得降压模块根据反馈电压调整输出电流大小，从而适用于大电流充电需求。
21.限流模块为本设计的关键模块，通过在降压模块输出端增加限流模块来实现超级电容充电电流的控制，具体而言，在本实施例中，该限流模块3包括与降压模块2的输出端相连的第一电阻r1、与第一电阻r1相连并采集第一电阻r1的压降且将压降反馈至降压模块2的反馈端fb的开关部件。
22.该开关部件为三极管v1，具体为pnp型，其基级与第一电阻r1电性相连而集电极连接降压模块2的反馈端fb且发射极连接降压模块2的输出端sw。
23.为了防止三极管被烧毁，该pnp型三极管的基级与第一电阻r1之间还连接有第二电阻r2。至于第一电阻r1、第二电阻r2的阻值为多大，根据具体的实际使用环境决定。同时，该三极管也可以采用mos管等其他开关器件替换，此为本领域技术人员均知晓的普通技术知识，就不再具体展开。
24.同时，此电路的限流模块3与超级电容1之间还连接有防倒灌模块4。如图1所示，该防倒灌模块4由正向串联在限流模块3与超级电容1之间的二极管vd1构成。
25.该降压模块2为通用的dcdc降压模块。通用型的dcdc降压模块对电路无特殊要求，只需输出电流满足超级电容充电电流即可，该结构的采用增加了设计的灵活性，使得物料更加通用，该模块中使能端en需要时可用mcu控制充电的开关。
26.为了确保反馈更加精准有效，该降压模块2的反馈端fb还设有分压网络5，pnp型三极管的集电极连接在分压网络5的分压点处。
27.即分压网络5由第三电阻r3和第四电阻r4串联构成，第三电阻r3的一端接地而另一端连接第四电阻r4，第四电阻r4的另一端连接降压模块2的反馈端fb，pnp型三极管的集电极连接在第三电阻r3和第四电阻r4之间。
28.本方案的具体工作原理如下：
29.当超级电容充电电流流过第一电阻r1产生的压降vr1超过三极管v1的导通电压vbe时，v1导通，此时反馈信号vcap_fb信号被拉高，降压模块检测到反馈信号被拉高后，进入保护状态，降压模块停止输出，超级电容充电电流下降，vr1下降，当vr1小于v1的导通压降vbe时，v1截止，直到最后进入稳态；稳态时vr1可认为等于vbe，因此可以通过改变r1的阻值大小来改变超级电容的充电电流。
30.防倒灌二极管vd1能防止在停电或者降压模块未工作的情况下，超级电容的电流往降压模块方向倒灌，从而保护前端电路。
31.本申请通过设置降压模块，并在降压模块上设计限流模块和防倒灌模块，限流模块用于采集电路压降并反馈给降压模块，降压模块据此控制输出电流的大小，能很好的适用于大容量超级电容充电的应用；通用的dcdc降压电路使得设计更加灵活，限流电路采用常规三级管与限流电阻组成，使得电路充电效率更高，整体通用性更好，无特殊物料，采购交期更佳。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域技术人员可以理解：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、替换和变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种改进的超级电容充电电路，包括超级电容(1)，其特征在于：所述充电电路还包括降压模块(2)、设置在降压模块(2)与超级电容(1)之间以采集压降并将压降反馈至降压模块(2)以控制输出电流的限流模块(3)。2.根据权利要求1所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述限流模块(3)包括与降压模块(2)的输出端相连的第一电阻(r1)、与第一电阻(r1)相连并采集第一电阻(r1)的压降且将压降反馈至降压模块(2)的反馈端(fb)的开关部件。3.根据权利要求2所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述开关部件为三极管(v1)。4.根据权利要求3所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述三极管(v1)为pnp型三极管，所述pnp型三极管的基级与第一电阻(r1)电性相连而集电极连接降压模块(2)的反馈端(fb)且发射极连接降压模块(2)的输出端(sw)。5.根据权利要求4所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述pnp型三极管的基级与第一电阻(r1)之间还连接有第二电阻(r2)。6.根据权利要求1所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述限流模块(3)与超级电容(1)之间还连接有防倒灌模块(4)。7.根据权利要求6所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述防倒灌模块(4)由正向串联在限流模块(3)与超级电容(1)之间的二极管(vd1)构成。8.根据权利要求6所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述降压模块(2)为dcdc降压模块。9.根据权利要求4所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述降压模块(2)的反馈端(fb)还设有分压网络(5)，所述pnp型三极管的集电极连接在分压网络(5)的分压点处。10.根据权利要求9所述改进的超级电容充电电路，其特征在于：所述分压网络(5)由第三电阻(r3)和第四电阻(r4)串联构成，所述第三电阻(r3)一端接地而另一端连接第四电阻(r4)，第四电阻(r4)的另一端连接降压模块(2)的反馈端(fb)，所述pnp型三极管的集电极连接在第三电阻(r3)和第四电阻(r4)之间。

技术总结
本实用新型涉及一种改进的超级电容充电电路，包括超级电容(1)，所述充电电路还包括降压模块(2)、设置在降压模块(2)与超级电容(1)之间以采集压降并将压降反馈至降压模块(2)以控制输出电流的限流模块(3)。该电路设计灵活，结构简单，通用性佳。通用性佳。通用性佳。


技术研发人员：戴银斌 叶孟军 冯丹荣
受保护的技术使用者：宁波三星智能电气有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/6/1