充电电路及充电方法技术

本发明专利技术提供一种充电电路及充电方法，该充电电路包括：直流恒压源、第一开关管、第二电阻、电感、电流互感器、电压检测装置、超级电容器、第二开关管以及控制器，控制器根据电流互感器获得的超级电容器的充电电路，以及电压检测装置获得的超级电容两端的电压，产生第一路脉冲以控制第一开关管的导通或关断，产生第二路脉冲以控制第二开关管的导通或关断。采用本发明专利技术实施例所述的充电电路，在RLC恒压充电模式下对超级电容器进行充电，通过采用互补脉冲触发第一开关管及第二开关管开实现对超级电容器充电的控制，该充电电路共用到两个开关管，使用器件少。

Charging circuit and charging method

The present invention provides a charging circuit and a charging method, the charging circuit includes a DC voltage source, a first switch tube, second resistor, inductor, current transformer, voltage detection device, super capacitor, second switch and a controller, the controller based on the super capacitor charging circuit of current transformer to obtain the voltage of super capacitor both ends of the voltage detection device obtained, generates a first pulse to control the way the first switch tube is turned on or off, to produce second pulses to control the second switches are turned on or turned off. By adopting the charging circuit of the RLC cases, the constant voltage charging mode of super capacitor charging, through the use of complementary pulse trigger first switch tube and two switch tube open control of super capacitor charging, the charging circuit uses two switches, using less devices.

【技术实现步骤摘要】
充电电路及充电方法
本专利技术涉及电动汽车技术，尤其涉及一种充电电路及充电方法。
技术介绍
随着环保意识的深入人心，具有零排放、无污染、能量利用率高等特点的电动汽车越来越受到消费者的青睐。超级电容器作为一种新型储能元件，越来越多的被运用到电动汽车中。超级电容器充电时，电极表面处于理想极化状态，电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使其处于电极表面，形成双电荷层，构成双电层电容。目前，超级电容器在RC恒压充电模式下进行充电，该模式下充电效率为经验证发现，RC恒压充电模式下，充电效率不会超过50％，并且与电阻阻止无关，充电效率低、电能损耗大。
技术实现思路
本专利技术提供一种充电电路及充电方法，以提高超级电容器的充电效率，并降低电能损耗。第一个方面，本专利技术实施例提供一种充电电路，包括：直流恒压源、第一开关管、第二电阻、电感、电流互感器、电压检测装置、超级电容器、第二开关管以及控制器，其中，所述直流恒压源的正极与所述第一开关管的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电感的第一端连接，所述电感的第二端与所述电流互感器的输入端连接，所述电流互感器的输出端与所述电压检测装置的输入端连接，所述电压检测装置的输出端与所述超级电容器的第一端连接，所述超级电容器的第二端与所述直流恒压源的负极连接；所述电流互感器用于检测所述超级电容器的充电电流，所述电压检测装置用于检测所述超级电容器两端的电压；所述第二电阻的第二端还与所述第二开关管的输入端连接，所述超级电容器的第二端还与所述第二开关管的输出端连接；所述控制器的输入端与所述电流互感器的输出端以及所述电压检测装置的输出端连接，所述控制器的输出端与所述第一开关管管的控制端以及所述第二开关管的控制端连接，用于根据所述电流互感器获得的所述超级电容器的充电电路，以及所述电压检测装置获得的所述超级电容两端的电压，产生第一路脉冲与第二路脉冲，所述第一路脉冲用于控制所述第一开关管的导通或关断，所述第二路脉冲用于控制所述第二开关管的导通或关断，所述第一路脉冲与所述第二路脉冲为互补脉冲。在第一个方面的第一种可能的实现方式中，所述第一开关管还设置第一保护电路，所述第一保护电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻以及第一电容，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管以及所述第四二极管并联在所述第一开关管的输入端与输出端；所述第一电阻与所述第一电容串联后并联在所述第一开关管的输入端与输出端。结合第一个方面或第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第二种可能的实现方式中，所述第二开关管还设置第二保护电路，所述第二保护电路包括：第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第三电阻以及第三电容，所述第五二极管、所述第六二极管、所述第七二极管以及所述第八二极管并联在所述第二开关管的输入端与输出端；所述第三电阻与所述第三电容串联后并联在所述第二开关管的输入端与输出端。结合第一个方面或第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第三种可能的实现方式中，所述第一开关管与所述第二开关管为全控型器件。结合第一个方面的第三种可能的实现方式，在第一个方面的第四种可能的实现方式中，所述全控型器件包括：绝缘栅双极型晶体管、门极可关断晶闸管。第二个方面，本专利技术实施例提供一种采用如上第一个方面、第一个方面的第一种至第四种中任一种方式实现的充电电路进行充电的方法，该方法包括：所述控制器接收所述电压检测装置发送的电压信息，以及所述电流互感器发送的电流信息，所述电流信息指示所述超级电容器的充电电流，所述电压信息指示所述超级电容器两端的电压；所述控制器根据所述电压信息与所述电流信息，产生所述第一路脉冲以控制所述第一开关管的导通或关断，产生所述第二路脉冲以控制所述第二开关管的导通或关断。在第二个方面的第一种可能的实现方式中，所述控制器根据所述电压信息与所述电流信息，产生所述第一路脉冲以控制所述第一开关管的导通或关断，产生所述第二路脉冲以控制所述第二开关管的导通或关断，包括：若所述电压信息指示所述超级电容两端的电压超过第一电压阈值，且所述电流信息指示所述超级电容的充电电流小于第一电流阈值，则所述控制器产生的所述第一路脉冲为关断触发脉冲，使得所述第一开关关断，所述控制器产生的所述第二路脉冲为导通触发脉冲，使得所述第二开关管导通。在第二个方面的第二种可能的实现方式中，所述控制器根据所述电压信息与所述电流信息，产生所述第一路脉冲以控制所述第一开关管的导通或关断，产生所述第二路脉冲以控制所述第二开关管的导通或关断，包括：若所述电压信息指示所述超级电容两端的电压小于第二电压阈值，且所述电流信息指示所述超级电容的充电电流大于第二电流阈值，则所述控制器产生的所述第一路脉冲为导通触发脉冲，使得所述第一开关导通，所述控制器产生的所述第二路脉冲为关断触发脉冲，使得所述第二开关管关断。本专利技术实施例提供的充电电路及充电方法，充电电路包括：直流恒压源、第一开关管、第二电阻、电感、电流互感器、电压检测装置、超级电容器、第二开关管以及控制器，控制器根据电流互感器获得的超级电容器的充电电路，以及电压检测装置获得的超级电容两端的电压，产生第一路脉冲以控制第一开关管的导通或关断，产生第二路脉冲以控制第二开关管的导通或关断。采用本专利技术实施例所述的充电电路，在RLC恒压充电模式下对超级电容器进行充电，通过采用互补脉冲触发第一开关管及第二开关管开实现对超级电容器充电的控制，该充电电路共用到两个开关管，使用器件少。同时，通过控制器输出的周期性触发脉冲的宽度来调整超级电容器的输出电压，实现对超级电容器的高效充电，充电时间短。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的充电电路的结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的充电电路进行充电的方法的流程图；图3为本专利技术一实施例提供的充电电路的等效电路图；图4为本专利技术一实施例提供的充电方法中充电电流与电压的仿真图；图5为本专利技术另一实施例提供的充电方法中充电电流与电压的仿真图；图6为本专利技术又一实施例提供的充电方法中充电效率的仿真图。具体实施方式图1为本专利技术一实施例提供的充电电路的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的充电电流包括：直流恒压源1、第一开关管2、第二电阻4、电感5(即图1中所示L)、电流互感器6、电压检测装置7、超级电容器3(即图1中所示C))、第二开关管8以及控制器9，其中，所述直流恒压源1的正极与所述第一开关管2的输入端连接，所述第一开关管2的输出端与所述第二电阻4的第一端连接，所述第二电阻4的第二端与所述电感5的第一端连接，所述电感5的第二端与所述电流互感器6的输入端连接，所述电流互感器6的输出端与所述电压检测装置7的输入端连接，所述电压检测装置7的输出端与所述超级电容器3的第一端连接，所述超级电容器3的第二端与所述直流恒压源1的负极连接；所述电流互感器6用于检测所述超级电容器3的充电电流，所述电压检测装置7用于检测所述超级电容器3两端的电压；所述第二电阻4的第二端还与所述第二开关管8的输入端连接，所述超级电容器3的第二端还与所述第二开关管8的输出端连接；所述控制器9的输入端与所述电流互感器6的输出端以及所述电压检测装置7的输出端连接，所述控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电电路，其特征在于，包括：直流恒压源、第一开关管、第二电阻、电感、电流互感器、电压检测装置、超级电容器、第二开关管以及控制器，其中，所述直流恒压源的正极与所述第一开关管的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电感的第一端连接，所述电感的第二端与所述电流互感器的输入端连接，所述电流互感器的输出端与所述电压检测装置的输入端连接，所述电压检测装置的输出端与所述超级电容器的第一端连接，所述超级电容器的第二端与所述直流恒压源的负极连接；所述电流互感器用于检测所述超级电容器的充电电流，所述电压检测装置用于检测所述超级电容器两端的电压；所述第二电阻的第二端还与所述第二开关管的输入端连接，所述超级电容器的第二端还与所述第二开关管的输出端连接；所述控制器的输入端与所述电流互感器的输出端以及所述电压检测装置的输出端连接，所述控制器的输出端与所述第一开关管管的控制端以及所述第二开关管的控制端连接，用于根据所述电流互感器获得的所述超级电容器的充电电路，以及所述电压检测装置获得的所述超级电容两端的电压，产生第一路脉冲与第二路脉冲，所述第一路脉冲用于控制所述第一开关管的导通或关断，所述第二路脉冲用于控制所述第二开关管的导通或关断，所述第一路脉冲与所述第二路脉冲为互补脉冲。...

【技术特征摘要】
1.一种充电电路，其特征在于，包括：直流恒压源、第一开关管、第二电阻、电感、电流互感器、电压检测装置、超级电容器、第二开关管以及控制器，其中，所述直流恒压源的正极与所述第一开关管的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电感的第一端连接，所述电感的第二端与所述电流互感器的输入端连接，所述电流互感器的输出端与所述电压检测装置的输入端连接，所述电压检测装置的输出端与所述超级电容器的第一端连接，所述超级电容器的第二端与所述直流恒压源的负极连接；所述电流互感器用于检测所述超级电容器的充电电流，所述电压检测装置用于检测所述超级电容器两端的电压；所述第二电阻的第二端还与所述第二开关管的输入端连接，所述超级电容器的第二端还与所述第二开关管的输出端连接；所述控制器的输入端与所述电流互感器的输出端以及所述电压检测装置的输出端连接，所述控制器的输出端与所述第一开关管管的控制端以及所述第二开关管的控制端连接，用于根据所述电流互感器获得的所述超级电容器的充电电路，以及所述电压检测装置获得的所述超级电容两端的电压，产生第一路脉冲与第二路脉冲，所述第一路脉冲用于控制所述第一开关管的导通或关断，所述第二路脉冲用于控制所述第二开关管的导通或关断，所述第一路脉冲与所述第二路脉冲为互补脉冲。2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一开关管还设置第一保护电路，所述第一保护电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻以及第一电容，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管以及所述第四二极管并联在所述第一开关管的输入端与输出端；所述第一电阻与所述第一电容串联后并联在所述第一开关管的输入端与输出端。3.根据权利要求1或2所述的充电电路，其特征在于，所述第二开关管还设置第二保护电路，所述第二保护电路包括：第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第三电阻以及第三电容，所述第五二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张陈斌，肖欣，孙江明，林利，徐冲，李祖喜，杨士保，张兴旺，杨钢，
申请(专利权)人：上海中科深江电动车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31