一种用于电池和超级电容混合电源的大功率充放电电路

摘要

本发明公开了一种用于电池和超级电容混合电源的大功率充放电电路，包括：电池B1、滤波电感L1、滤波电感L2、绝缘栅双极晶体管V1、绝缘栅双极晶体管V2、绝缘栅双极晶体管V3、绝缘栅双极晶体管V4、滤波电容C1、平衡滤波电容C2、超级电容SC1和超级电容SC2，还包括：连接器X1和连接器X2。本发明的效果在于采用两组超级电容串联使得超级电容由原来的低压端变为高压端，在大功率充放电的情况下，滤波电感和绝缘栅双极晶体管的电流应力降低一倍，从而避免需要多组绝缘栅双极晶体管并联以和更大体积的滤波电感，使得这种充放电电路器件减少和体积减小，实现整个电路的轻量化，保证了可靠性。

主权项

一种用于电池和超级电容混合电源的大功率充放电电路，包括：电池B1、滤波电感L1、滤波电感L2、绝缘栅双极晶体管V1、绝缘栅双极晶体管V2、绝缘栅双极晶体管V3、绝缘栅双极晶体管V4、滤波电容C1、平衡滤波电容C2、超级电容SC1和超级电容SC2，其特征在于还包括：连接器X1和连接器X2；连接器X1的A端分别与电池B1一端和滤波电感L1一端连接，滤波电感L1的另一端分别与绝缘栅双极晶体管V1的S端和绝缘栅双极晶体管V2的D端连接；滤波电容C1的一端分别与绝缘栅双极晶体管V1的D端、超级电容SC2的一端、绝缘栅双极晶体管V3的D端和滤波电容C2的一端连接，滤波电容C1的另一端分别与绝缘栅双极晶体管V2的S端、超级电容SC2的另一端和超级电容SC1的一端连接；滤波电感L2的一端与滤波电容C1另一端连接，滤波电感L2的另一端与绝缘栅双极晶体管V3的S端和绝缘栅双极晶体管V4的D端连接；连接器X1的B端分别与超级电容SC1的另一端、绝缘栅双极晶体管V4的S端和平衡电容C2的另一端连接，连接器X2的C端与绝缘栅双极晶体管V1的G端连接，连接器X2的D端与绝缘栅双极晶体管V2的G端连接，连接器X2的E端与绝缘栅双极晶体管V3的G端连接，连接器X2的F端与绝缘栅双极晶体管V4的G端连接；工作时，连接器X1的A端与负载正极连接，B端与负载负极连接；连接器X2的C、D、E和F端子为控制信号的输入端，输入脉冲信号控制绝缘栅双极晶体管V1、V2、V3和V4导通或关断；混合电源系统向直流负载供电情况下，绝缘栅双极晶体管V1导通，绝缘栅双极晶体管V2关断，由蓄电池B1、超级电容SC2和SC1一起放电给直流负载提供能量，当超级电容SC1端电压和SC2端电压之和与蓄电池B1端电压相等，绝缘栅双极晶体管V2导通，缘栅双极晶体管V1关断，蓄电池B1同时给直流负载供电和超级电容SC1充电；V1和V2的导通控制实现了蓄电池、负载和超级电容的能量的传递；混合电源系统向负载供电时，当超级电容SC1与SC2电压发生不一致，绝缘栅双极晶体管V4导通，绝缘栅双极晶体管V3关断，滤波电感L2蓄能，绝缘栅双极晶体管V3开通，绝缘栅双极晶体管V4关断，超级电容SC1与滤波电感L2一起向超级SC2充电，实现超级电容SC1与超级电容SC2电压平衡；V3和V4的导通控制实现了超级电容SC1和超级电容SC2能量的传递；能量传递过程中，电容C1吸收绝缘栅双极晶体管V1和V2通断时产生的电压尖峰，电容C2吸收绝缘栅双极晶体管V2和V3通断时产生的电压尖峰，电感L1吸收绝缘栅双极晶体管V1和V2通断时产生的电流尖峰，电感L2吸收绝缘栅双极晶体管V2和V3通断时产生的电流尖峰。