专利名称：用于超级电容器的快速充电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对超级电容器进行充电的方法和设备。
背景技术：
在当前的日常生活中，电池广泛用于向消费品，特别是向便携式产品提供能量。在 这些电池中，包括NiCd、NiMh、锂离子和铅酸电池在内的可再充电电池由于其再充电能力的 优点而受到欢迎。然而，这些可再充电电池仍然具有若干缺点。首先，再充电周期是有限的。 例如，具有记忆效果的NiCd电池一般具有1000个再充电周期，NiMH电池具有500个再充 电周期以及高自放电率，锂离子电池具有300-500个再充电周期。其次，所需的充电时间相 当长。通常，需要一到几个小时来对电池完全充电。由于需要电池和固定能量源之间的连 接，这限制了特别是便携式设备的移动性。开发了另一种能量存储器，即超级电容器，其具有显著的优点，特别是接近不受限 制的数量的再充电周期和即时充电能力。例如，超级电容器具有超过500000个再充电周 期，对于每次充电，只需要几秒到几分钟。然而，超级电容器经受与充电器断开时电压快速下降的困扰。超级电容器通常是 多个电容器的并联。
图1说明了超级电容器的示例电荷模型，其中Ctl，C1,…，和Cn为电容 器，R0, R1,…，1^和艮为超级电容器的主串联电阻，Rs为充电器和超级电容器之间的接触 电阻，以及V为由电压表测量的、在超级电容器两端的电压。超级电容器两端的电压可以计 算为
权利要求
1.一种用于对超级电容器进行充电的方法，该方法包括步骤a)利用第一电流对所述超级电容器进行充电；b)测量所述超级电容器的电压；c)当所测量的电压达到预定义电压值时停止提供第一电流；d)监视所述超级电容器的电压变化；e)当预定义时段内所被监视的电压变化超过预定义阈值时，利用第二电流对所述超级 电容器进行充电。
2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤f)当所测量的电压达到预定义电压值时停止提供第二电流。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述预定义时段在0.Is-IOs的范围内。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述预定义时段优选为5s。
5.如权利要求1所述的方法，其中第一电流与第二电流的比值在5到15的范围内。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述第一电流与第二电流的比值优选为10。
7.如权利要求1所述的方法，其中预定义阈值与预定义电压值的比值在4%-20%的范围 内，优选值为8%。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述预定义阈值与预定义电压值的比值优选为8%。
9.一种用于对超级电容器进行充电的充电器，该充电器包括第一充电模块(410)，其被配置成利用第一电流对所述超级电容器(480)进行充电； 第二充电模块(420)，其被配置成利用第二电流对所述超级电容器进行充电； 电压表(430)，其被配置成测量所述超级电容器的电压；处理器(440)，其被配置成将预定义时段内的所述超级电容器的电压变化与预定义电 压阈值进行比较，并且选择第一充电模块(410)和第二充电模块(420)之一来对所述超级 电容器进行充电。
10.如权利要求9所述的充电器，还包括多路复用器(450)，其被配置成多路复用来自第一充电模块和第二充电模块的接口，以 便向所述超级电容器提供单一接口。
11.一种用于对超级电容器进行充电的充电器，该充电器包括充电模块(510)，其被配置成根据接收的控制信号来调节充电电流以便对所述超级电 容器(580)进行充电；电压表(520 )，其被配置成测量所述超级电容器的电压；以及控制器(530)，其被配置成将预定义时段内的所述超级电容器的电压变化与预定义电 压阈值进行比较，并且输出控制信号以便控制充电模块(510)选择相应的充电电流。
全文摘要
本发明提出了用于改善对超级电容器进行充电的效率的新充电方法。该方法包括步骤利用第一电流对超级电容器充电；测量超级电容器的电压；当所测量电压达到预定义电压值时停止提供第一电流；监视所述超级电容器的电压变化；当预定义时段内被监视的电压变化超过预定义阈值时利用第二电流对超级电容器进行充电。通过使用两阶段充电，特别是使用两个不同的充电电流，更容易改善充电效率而不会降低充电速度。
文档编号H01G9/155GK102105957SQ200980128586
公开日2011年6月22日 申请日期2009年7月13日 优先权日2008年7月23日
发明者刘晨阳 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司