超級電容充放電裝置的製作方法
2023-04-25 00:20:46
專利名稱：超級電容充放電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及超級電容充放電裝置。
背景技術：
該裝置應用於採用超級電容的混合動力公交車，有以下兩種情況需使用該裝置:1，超級電容沒電時，車輛無法運行，需使用外部電源給超級電容充電之後才能運行；2，整車有故障，需拆卸超級電容時，由於超級電容帶有高壓電，帶電拆卸非常危險，此時要先把超級電容的電放完才能拆卸。請參閱圖1，為現有技術中的電阻限流超級電容充電電路，充電時使用市電經過工頻變壓器、經過整流橋、再經過限流電阻給超級電容充電。請參閱圖2，為現有技術的電阻耗能超級電容放電電路，放電時使電流通過耗能電阻進行放電。上述現有技術的缺點是:缺點1:充電過程中大部分電能損耗在限流電阻上；放電時超級電容的能量全部消耗在電阻上。效率低，浪費能源。缺點2:由於工頻變壓器、限流電阻體積大，導致產品體積很大。
實用新型內容本實用新型提供一種超級電容充放電裝置。為解決上述技術問題，本實用新型提供的一個技術方案是:一種超級電容充放電裝置，包括鉛酸電池、第一充放電切換開關、第二充放電切換開關以及控制電路，所述控制電路包括逐級相連的電壓電流溫度信號採樣電路輸出端、PWM控制電路、MOS驅動、功率管柵極以及儲能電感，所述儲能電感與所述電壓電流溫度信號採樣電路的輸入端相連，所述控制電路還包括負極連接於所述功率管源極與儲能電感之間的續流二極體；充電時，所述鉛酸電池的正極經由所述第一充放電切換開關連接所述功率管的漏極，鉛酸電池的負極連接超級電容的負極，超級電容的正極經由所述第二充放電切換開關連接於所述儲能電感與電壓電流溫度信號採樣電路之間，其中，電壓電流溫度信號採樣電路實時採集電流、電壓信號，所述PWM控制電路根據電流、電壓信號產生開關信號，通過MOS驅動控制功率管的開關，當功率管閉合時，鉛酸電池往超級電容充電，儲能電感使電流緩慢上升，當電流上升到上限值時，PWM控制電路控制功率管關閉，在功率管關閉期間儲能電感中的能量通過續流二極體向超級電容充電；放電時，所述超級電容的正極經由所述第二充放電切換開關連接於所述功率管的漏極，鉛酸電池的負極連接超級電容的負極，鉛酸電池的正極經由所述第一充放電切換開關連接於所述儲能電感與電壓電流溫度信號採樣電路之間；其中，所述電壓電流溫度信號採樣電路實時採集電流、電壓信號，所述PWM控制電路根據電流、電壓信號產生開關信號，通過MOS驅動控制功率管的開關；當功率管閉合時，超級電容往鉛酸電池充電，儲能電感使電流緩慢上升，當電流上升到上限值時，PWM控制電路控制功率管關閉，在功率管關閉期間儲能電感中的能量通過續流二極體向鉛酸電池充電。[0009]其中，所述鉛酸電池為車載24V鉛酸電池。其中，所述第一充放電切換開關和所述第二充放電切換開關為單刀雙擲開關。本實用新型採用高頻脈寬調製技術來實現超級電容充放電裝置的高效及小型化，通過兩個單刀雙擲開關S1、S2來選擇充放電功能，通過脈寬調製技術把鉛酸電池的能量充到超級電容中，通過脈寬調製技術把超級電容的能量存到車載鉛酸電池，而不是通過電阻耗能來實現。本實用新型的有益效果為:本實用新型的超級電容充放電裝置通過脈寬調製技術把鉛酸電池的能量充到超級電容中；通過脈寬調製技術把超級電容的能量存到車載鉛酸電池，而不是通過電阻耗能來實現。
圖1是現有技術中的電阻限流超級電容充電電路圖；圖2是現有技術的電阻耗能超級電容放電電路圖；圖3是本實用新型的超級電容充放電裝置的電路圖。主要元件符號說明3、控制電路；31、電壓電流溫度信號採樣電路；32、PWM控制電路；33、MOS 驅動。
具體實施方式
為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。請參閱圖3，是本實用新型的超級電容充放電裝置的電路圖。一種超級電容充放電裝置，包括鉛酸電池BT1、第一充放電切換開關S1、第二充放電切換開關S2以及控制電路3，所述控制電路3包括逐級相連的電壓電流溫度信號採樣電路31的輸出端、PWM控制電路32、M0S驅動33、功率管Ml的柵極以及儲能電感LI，所述儲能電感LI與所述電壓電流溫度信號採樣電路31的輸入端相連，所述控制電路3還包括負極連接於所述功率管Ml的源極與儲能電感之間的續流二極體D2。充電時，所述鉛酸電池BTl的正極經由所述第一充放電切換開關SI連接所述功率管Ml的漏極，鉛酸電池BTl的負極連接超級電容C3的負極，超級電容C3的正極經由所述第二充放電切換開關S2連接於所述儲能電感LI與電壓電流溫度信號採樣電路31之間。充電時，電壓電流溫度信號採樣電路31實時採集電流、電壓信號，所述PWM控制電路32根據電流、電壓信號產生開關信號，通過MOS驅動33控制功率管Ml的開關，當功率管Ml閉合時，鉛酸電池BTl往超級電容C3充電，儲能電感LI使電流緩慢上升，當電流上升到上限值時，PWM控制電路32控制功率管Ml關閉，在功率管Ml關閉期間儲能電感LI中的能量通過續流二極體D2向超級電容C3充電。放電時，所述超級電容C3的正極經由所述第二充放電切換開關S2連接於所述功率管Ml的漏極，鉛酸電池BTl的負極連接超級電容C3的負極，鉛酸電池BTl的正極經由所述第一充放電切換開關SI連接於所述儲能電感LI與電壓電流溫度信號採樣電路31之間。放電時，所述電壓電流溫度信號採樣電路31實時採集電流、電壓信號，所述PWM控制電路32根據電流、電壓信號產生開關信號，通過MOS驅動33控制功率管Ml的開關；當功率管Ml閉合時，超級電容C3往鉛酸電池BTl充電，儲能電感LI使電流緩慢上升，當電流上升到上限值時，PWM控制電路32控制功率管Ml關閉，在功率管Ml關閉期間儲能電感LI中的能量通過續流二極體D2向鉛酸電池BTl充電。其中，所述鉛酸電池為車載24V鉛酸電池，所述第一充放電切換開關SI及第二充放電切換開關S2為單刀雙擲開關。本實用新型採用高頻脈寬調製技術來實現超級電容充放電裝置的高效及小型化，通過兩個單刀雙擲開關S1、S2來選擇充放電功能，通過脈寬調製技術把鉛酸電池的能量充到超級電容中，通過脈寬調製技術把超級電容的能量存到車載鉛酸電池，而不是通過電阻耗能來實現。本實用新型的有益效果為:本實用新型的超級電容充放電裝置通過脈寬調製技術把鉛酸電池的能量充到超級電容中；通過脈寬調製技術把超級電容的能量存到車載鉛酸電池，而不是通過電阻耗能來實現。以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
權利要求1.一種超級電容充放電裝置，其特徵在於，包括鉛酸電池、第一充放電切換開關、第二充放電切換開關以及控制電路，所述控制電路包括逐級相連的電壓電流溫度信號採樣電路輸出端、PWM控制電路、MOS驅動、功率管柵極以及儲能電感，所述儲能電感與所述電壓電流溫度信號採樣電路的輸入端相連，所述控制電路還包括負極連接於所述功率管源極與儲能電感之間的續流二極體； 充電時，所述鉛酸電池的正極經由所述第一充放電切換開關連接所述功率管的漏極，鉛酸電池的負極連接超級電容的負極，超級電容的正極經由所述第二充放電切換開關連接於所述儲能電感與電壓電流溫度信號採樣電路之間，其中，電壓電流溫度信號採樣電路實時採集電流、電壓信號，所述PWM控制電路根據電流、電壓信號產生開關信號，通過MOS驅動控制功率管的開關，當功率管閉合時，鉛酸電池往超級電容充電，儲能電感使電流緩慢上升，當電流上升到上限值時，PWM控制電路控制功率管關閉，在功率管關閉期間儲能電感中的能量通過續流二極體向超級電容充電； 放電時，所述超級電容的正極經由所述第二充放電切換開關連接於所述功率管的漏極，鉛酸電池的負極連接超級電容的負極，鉛酸電池的正極經由所述第一充放電切換開關連接於所述儲能電感與電壓電流溫度信號採樣電路之間；其中，所述電壓電流溫度信號採樣電路實時採集電流、電壓信號，所述PWM控制電路根據電流、電壓信號產生開關信號，通過MOS驅動控制功率管的開關；當功率管閉合時，超級電容往鉛酸電池充電，儲能電感使電流緩慢上升，當電流上升到上限值時，PWM控制電路控制功率管關閉，在功率管關閉期間儲能電感中的能量通過續流二極體向鉛酸電池充電。
2.根據權利要求1所述的超級電容充放電裝置，其特徵在於，所述鉛酸電池為車載24V鉛酸電池。
3.根據權利要求1所述的超級電容充放電裝置，其特徵在於，所述第一充放電切換開關和所述第二充放電切換開關為單刀雙擲開關。
專利摘要本實用新型超級電容充放電裝置公開一種包括鉛酸電池、第一充放電切換開關、第二充放電切換開關以及控制電路，所述控制電路包括逐級相連的電壓電流溫度信號採樣電路輸出端、PWM控制電路、MOS驅動、功率管柵極以及儲能電感，所述儲能電感與所述電壓電流溫度信號採樣電路的輸入端相連，所述控制電路還包括負極連接於所述功率管源極與儲能電感之間的續流二極體。通過兩個單刀雙擲開關來選擇充放電功能，通過脈寬調製技術把鉛酸電池的能量充到超級電容中，通過脈寬調製技術把超級電容的能量存到車載鉛酸電池，而不是通過電阻耗能來實現。
文檔編號H02J7/00GK202978324SQ20122060018
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者雷學國, 鄭智強 申請人:福建省福工動力技術股份公司