一种超级电容充放电模块、充放电方法和电力终端技术

本发明专利技术涉及一种超级电容充放电模块、充放电方法和电力终端。一种超级电容充放电模块，包括：充电电路、超级电容组、放电电路和掉电检测电路；所述充电电路、所述放电电路分别与所述超级电容组连接；所述充电电路与充电电源连接，为所述超级电容组充电；所述掉电检测电路分别与充电电源、所述放电电路连接。相较于现有技术，本发明专利技术提供的一种超级电容充放电模块、充放电方法和电力终端，具有以下优点：1、通过升压芯片转换后，供电输出过程电平恒定，不存在电压线性下跌的情况；2、升压芯片基于掉电检测电路的掉电信号的控制，能够基于模块本身实现正常有电时法拉电容模组只被充电而不升压放电，系统掉电后自动开始升压输出，不需要软件参与。

A super capacitor charge discharge module, charge discharge method and power terminal

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容充放电模块、充放电方法和电力终端
本专利技术涉及电气领域，尤其涉及一种超级电容充放电模块、充放电方法和电力终端。
技术介绍
目前用于配网领域的超级电容备电方案除采用大容量法拉电容串、并、混联组合后线性充放电外，还存在法拉电容串、并、混联组合后经过升压芯片输出的方式。其中第一种线性放电方式存在放电过程中电压不稳定，成线性下降趋势，且法拉电容模组由于后级系统电源芯片工作电压门限值限制，导致放电电压区间有限，单体法拉电容容量利用率不高，导致整个模组实际需占用空间较大。第二种方式，存在升压过程不受控或者需要应用软件介入而控制不及时、程序紊乱而失控等风险。这种经过升压芯片输出方式存在特定工作条件下(如高温75度)由于后级电路中防反灌二极管漏电流超过升压芯片允许值引起升压芯片工作异常，从而法拉电容不能正常被充电，前端限流电阻始终处于最大过流状态，最终导致印制板烧坏、发黑等问题。专利号为ZL201710673780.X的专利文献公开了一种用电信息采集设备停电上报实现方法及电路，该掉电检测方法由通信模块检测电表的供电电压和电网过零点信号来判断掉电状态；该电路方案包括充电电路，法拉电容，升压电路和掉电检测及控制电路。所述充电电路与输入电压VDD相连；所述充电电路的输出与法拉电容相连；所述升压电路的输入与法拉电容连接；所述掉电检测及控制电路分别与充电电路和升压电路的U1的4引脚EN相连。本专利技术提出了一种可适用于通信模块，实现电路结构简单、低成本、高可靠性和功能完善的掉电上报电路。但是这里的掉电检测主要是为了将终端的掉电信息上报，并不会因此去控制超级电容的供电输出，从而依然存在上述问题。因而现有的超级电容充放电技术存在不足，还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种超级电容充放电模块、充放电方法和电力终端，能够解决
技术介绍
中提到的技术问题。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种超级电容充放电模块，包括：充电电路、超级电容组、放电电路和掉电检测电路；所述充电电路、所述放电电路分别与所述超级电容组连接；所述充电电路与充电电源连接，为所述超级电容组充电；所述掉电检测电路分别与充电电源、所述放电电路连接。优选的所述的超级电容充放电模块，所述掉电检测电路包括：掉电检测芯片和反逻辑开关；所述掉电检测芯片的输入端与所述充电电源连接，输出端与所述反逻辑开关连接，所述反逻辑开关与所述放电电路连接。优选的所述的超级电容充放电模块，所述放电电路包括放电电感和升压芯片；所述升压芯片通过所述放电电感与所述超级电容组的放电端连接；所述检测开关的输出端反逻辑后与所述升压芯片的使能端连接；所述升压芯片对外供电。优选的所述的超级电容充放电模块，所述反逻辑开关为NPN三极管，所述NPN三极管的基极与所述掉电检测芯片的输出端连接，集电极与所述升压芯片的使能端连接。优选的所述的超级电容充放电模块，所述升压芯片型号为TPS61089或SGM6610。优选的所述的超级电容充放电模块，所述掉电检测芯片的型号为R3111H421A-T1-F。优选的所述的超级电容充放电模块，所述充电电路包括充电开关、充电稳压器、充电隔离器；所述充电隔离器一端接充电电源，另一端与所述充电开关连接；所述充电稳压器的一端与所述超级电容组连接，另一端与所述充电开关连接；所述充电开关分别与所述超级电容组的充电端连接。优选的所述的超级电容充放电模块，所述超级电容组包括多个法拉电容；多个所述法拉电容通过串联或并联或混联装设。一种应用所述的超级电容充放电模块的超级电容充放电方法，其特征在于，包括步骤：所述掉电检测电路实时检测充电电源是否存在充电电压，若是，则所述掉电检测电路向所述放电电路发送存压信号，所述放电电路不对外供电；若否，则所述掉电检测电路向所述放电电路发送掉电信号，所述放电电路对外供电。一种电力终端，具有所述的超级电容充放电模块作为后备电源，所述掉电检测电路还与终端系统的工作电压连接。相较于现有技术，本专利技术提供的一种超级电容充放电模块、充放电方法和电力终端，具有以下优点：1、通过升压芯片转换后，供电输出过程电平恒定，不存在电压线性下跌的情况；2、升压芯片基于掉电检测电路的掉电信号的控制，能够基于模块本身实现正常有电时法拉电容模组只被充电而不升压放电，系统掉电后自动开始升压输出，不需要软件参与；3、基于升压芯片使能受控后规避了特定工作环境下(如高温75℃)，升压芯片由于后继电路漏电流超标导致的升压芯片工作异常、法拉电容模组不能充满电及前端限流电阻过热烧坏印制板的情况。附图说明图1是本专利技术提供的所述超级电容充放电模块的结构框图；图2是本专利技术提供的掉电检测电路的电路图；图3是本专利技术提供的中超级电容充放电模块在放电阶段的电压输出状态图；图4是本专利技术提供的超级电容充放电模块的电路图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1请一并参阅图1-图3，在图2和图4中，在不同的电路图中的接线处相同标识为连接在一起，为本领域电路图接线的常规表达。本专利技术提供一种超级电容充放电模块，包括：充电电路1、超级电容组2、放电电路3和掉电检测电路4；所述充电电路1、所述放电电路3分别与所述超级电容组2连接；所述充电电路1与充电电源连接，为所述超级电容组2充电；所述掉电检测电路4分别与充电电源、所述放电电路3连接。作为优选方案，本实施例中，所述充电电路1包括充电开关、充电稳压器、充电隔离器；所述充电隔离器一端接充电电源，另一端与所述充电开关连接；所述充电稳压器的一端与所述超级电容组2连接，另一端与所述充电开关连接；所述充电开关分别与所述超级电容组2的充电端连接。具体的，请着重参阅图4，所述充电开关优选为NPN三极管V1；所述充电稳压器优选为稳压二极管V2，型号为AZ431；所述充电隔离器优选为隔离二极管V3。作为优选方案，本实施例中，所述放电电路3包括放电电感L1和升压芯片U1；所述升压芯片U1通过所述放电电感L1与所述超级电容组2的放电端连接；所述升压芯片U1通过VOUT端对外供电。具体的，所述升压芯片U1的优选型号为TPS61089或SGM6610。具体的，本实施例以两个法拉电容串联组合形成超级电容组2为例，进行详细说明，如图4所示，本专利技术提供的超级电容充放电模块的工作原理简述如下：VIN为充电电平，即VIN与所述充电电源连接，向所述充电电路1供电，常见为5V、12V等；VOUT为所述放点电路3对外的输出电平，常见为12V、9.5V等。其中，所述升压芯片U1的EN端点的CTRL为对升压芯片U1的使能引脚控制信号(所述控制信号通过电平的高低表达，为所述升压芯片U1的常规使用)。在具体实施中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超级电容充放电模块，其特征在于，包括：充电电路、超级电容组、放电电路和掉电检测电路；所述充电电路、所述放电电路分别与所述超级电容组连接；所述充电电路与充电电源连接，为所述超级电容组充电；所述掉电检测电路分别与充电电源、所述放电电路连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种超级电容充放电模块，其特征在于，包括：充电电路、超级电容组、放电电路和掉电检测电路；所述充电电路、所述放电电路分别与所述超级电容组连接；所述充电电路与充电电源连接，为所述超级电容组充电；所述掉电检测电路分别与充电电源、所述放电电路连接。


2.根据权利要求1所述的超级电容充放电模块，其特征在于，所述掉电检测电路包括：掉电检测芯片和反逻辑开关；所述掉电检测芯片的输入端与所述充电电源连接，输出端与所述反逻辑开关连接，所述反逻辑开关与所述放电电路连接。


3.根据权利要求2所述的超级电容充放电模块，其特征在于，所述放电电路包括放电电感和升压芯片；所述升压芯片通过所述放电电感与所述超级电容组的放电端连接；所述检测开关的输出端反逻辑后与所述升压芯片的使能端连接；所述升压芯片对外供电。


4.根据权利要求3所述的超级电容充放电模块，其特征在于，所述反逻辑开关为NPN三极管，所述NPN三极管的基极与所述掉电检测芯片连接，集电极与所述升压芯片连接。


5.根据权利要求3所述的超级电容充放电模块，其特征在于，所述升压芯片型号为TPS61089或SGM6610。

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【专利技术属性】
技术研发人员：黎毅辉，范律，肖林松，李俊，汤可，孙煦，刘志勇，李耀，
申请(专利权)人：威胜信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43