| 主权项 |
一种具有电压均衡能力的超级电容器组用充电电路，所述的超级电容器组由N个超级电容器单体串联而成，其特征在于：所述的充电电路由一个能量转移电容(Ct)、第一电感(L1)、第一二级管(D1)、N个泄能控制模块、N个电压检测和信号传输模块、充电控制电路(501)、控制器(401)，以及电压检测电路(301)组成；每个超级电容器单体并联一个泄能控制模块和一个电压检测和信号传输模块；N个泄能控制模块均与第一二极管(D1)并联，第一电感(L1)和第一二级管(D1)串联后与能量转移电容(Ct)并联；电压检测和信号传输模块为控制器(401)提供每个超级电容器单体是否过充的信号，电压检测电路(301)与超级电容器组相连，并向控制器(401)传递信号，为控制器(401)提供所述超级电容器组的电压状态；控制器(401)控制泄能控制模块和充电控制电路(501)实现平衡电压和DC/DC降压充电功能；所述的电压检测电路(301)的正极电压输入端定义为电压检测电路的P端口，电压检测电路(301)的负极电压输入端定义为电压检测电路的Q端口，电压检测电路(301)的输出端定义为电压检测电路的U端口；每个所述的泄能控制模块的E端口与第一二极管(D1)的负极相连，F端口与第一二极管(D1)的正极相连，每个泄能控制模块通过G端口和H端口均并联一个超级电容器单体，每个电压检测和信号传输模块通过M端口和N端口与一个超级电容器单体并联，泄能控制模块的G端口和电压检测和信号传输模块的M端口与所并联的超级电容器单体的正极相连，泄能控制模块的H端口和电压检测和信号传输模块的N端口与所并联的超级电容器单体的负极相连；电压检测和信号传输模块的T端口和电压检测电路(301)的U端口均与控制器(401)相连且向控制器(401)传递信号，电压检测电路(301)的P端口与超级电容器组的正极相连，电压检测电路(301)的Q端口、超级电容器组的负极和充电控制电路(501)的Z端口连接在一起；控制器(401)与充电控制电路(501)的CON5端口、CON6端口和N个泄能控制模块的CON端口均相连，以控制整个充电电路的能量转移；充电控制电路(501)的W端口与直流充电电源的正极相连，充电控制电路(501)的V端口与直流充电电源的负极相连；能量转移电容(Ct)与第一二极管(D1)正极相连的一端与充电控制电路(501)的Y端口相连，能量转移电容(Ct)的另外一端与充电控制电路(501)的X端口相连；所述的泄能控制模块由第一开关(S1)、第二开关(S2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第一光耦(O1)连接而成；第一开关(S1)和第二开关(S2)使用N沟道MOS管；第一开关的漏极和第一光耦(O1)接收管的集电极相连，第一开关(S1)的栅极、第二开关(S2) 的栅极、第一电阻(R1)的一端均和第一光耦(O1)接收管的发射极相连，第一电阻(R1)的另一端与第二开关(S1)的源极相连；第二电阻(R2)的一端与第一光耦(O1)发射管的负极相连，第二电阻(R2)的另一端与控制器(401)共地；第一开关(S1)的源极定义为泄能控制模块的E端口，第一开关(S1)的漏极定义为泄能控制模块的G端口，第二开关(S2)的漏极定义为泄能控制模块的F端口，第二开关(S2)的源极定义为泄能控制模块的H端口，第一光耦(O1)发射管的正极定义为泄能控制模块的CON端口；所述的电压检测和信号传输模块包括电压检测电路和信号传输电路，电压检测电路包括第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第一稳压管(W1)、第一比较器(COM1)；第三电阻(R3)与第四电阻(R4)串联，形成一个分压电路，分压后的信号从第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的中点引出后与第一比较器(COM1)的同相输入端相连；第三电阻(R3)的另一端连接第一比较器(COM1)的电源正极，第四电阻(R4)的另一端连接第一比较器(COM1)的电源负极；第五电阻(R5)的一端、第一稳压管(W1)的正极和第一比较器的(COM1)反相输入端相连；第五电阻(R5)的另一端与第一比较器(COM1)的电源正极相连，第一稳压管(W1)的负极与第一比较器(COM1)的电源负极相连；信号传输电路包括第六电阻(R6)、第七电阻(R7)和第二光耦(O2)；第六电阻(R6)接在第一比较器(COM1)的输出端和第二光耦(O2)的发射管正极之间，第二光耦(O2)的发射管的负极与第一比较器(COM1)的电源负极相连；第七电阻(R7)和第二光耦(O2)接收管的发射极连接，第七电阻(R7)的另一端与控制器(401)共地，第二光耦(O2)接收管的另一端与控制器(401)共电源；第一比较器(COM1)的电源正极定义为电压检测和信号传输模的M端口，第一比较器(COM1)的电源负极定义为电压检测和信号传输模的N端口，第二光耦(O2)接收管的发射极定义为电压检测和信号传输模的T端口；所述的充电控制电路(501)由第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第三光耦(O3)、第四光耦(O4)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)和第二电感(L2)组成；第三开关(S3)和第四开关(S4)为N沟道MOS管，第三光耦(O3)发射管的负极与第十电阻(R10)相连，第四光耦(O4)发射管的负极与第十三电阻(R13)相连，第十电阻(R10)的另外一端和第十三电阻(R13)的另外一端均与控制器(401)共地；第三光耦(O3)接收管的集电极经过第八电阻(R8)与第四二级管(D4)的负极相连，第四光耦(O4)的接收管的集电极经过第十一电阻(R11)与第四二级管(D4)的负极相连；第九电阻(R9)、第三开关(S3)的栅极和第三光耦(O3)的接收管的发射极相连，第十二电阻(R12)、第四开关(S4)的栅极和第四光耦(O4)的接收管的发射极相连，第九电阻(R9)的另一端、第十二电阻(R12)的另一端、第三开关(S3)的源极和第四开关(S4)的源极 连接在一起；第三开关(S3)的漏极与第二二级管(D2)负极相连，第三二级管(D3)的正极、第四二级管(D4)的正极分别与第四开关(S4)的漏极相连，第二二级管(D2)的正极和第三二级管(D3)的负极相连；第二电感(L2)的一端与第四开关(S4)的漏极相连，第二电感(L2)的另一端定义为充电控制电路的Z端口，第三光耦(O3)发射管的正极定义为充电控制电路的CON5端口，第四光耦(O4)发射管的正极定义为充电控制电路的CON6端口，第四开关(S4)的源极定义为充电控制电路的V端口，第二二极管(D2)的正极定义为充电控制电路的X端口，第二二极管(D2)的负极定义为充电控制电路的W端口，第四二级管(D4)的负极定义为充电控制电路的Y端口。 |
