一种充电和限流保护的电路制造技术

本发明专利技术涉及一种充电和限流保护的电路，属于电源技术领域，实现对充电回路的限流和过流保护，包括串联在充电回路的过流保护功率管Q1，与过流保护功率管Q1栅极连接的充电管理芯片U1，其特征在于，还包括限流支路、过流采样支路；限流支路连接在功率管Q1与充电负载之间，用于对负载的充电电流进行限流；过流采样支路与限流支路并联，用于采样限流支路的电压变化，将电压采样结果输出到充电管理芯片U1；充电管理芯片U1通过比较采样结果与内部参考电压，判断充电电流是否过流，如果过流则输出控制信号到功率管Q1的栅极，控制功率管Q1的导通频率，减小充电电流。本发明专利技术避免大电流对车载供电系统的稳定性造成影响。

【技术实现步骤摘要】
一种充电和限流保护的电路
本专利技术涉及电源
，尤其是一种充电和限流保护的电路。
技术介绍
超级电容是一种储能装置，其特性是功率密度高，循环寿命长，工作温度宽，免维修，绿色环保。多个超级电容并联后，在充电过程中充电的电流会比较大，可达5A-10A以上，会对车载系统电源供电的稳定性造成影响。目前，对于超级电容充电的过流保护是通过在超级电容充电回路串接一个检测电阻，检测充电电流是否出现过流现象，进而实现过流保护，但由于检测电阻的阻值很小(一般为10mΩ)，不能起到对充电回路限流的作用，且检测电阻在大电流通过时，温度逐渐升高，容易引起阻值的漂移而升高，而检测电阻阻值的升高会造成检测电压的升高，进而造成“假”过流现象，对充电回路进行过流保护。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种充电和限流保护的电路；实现对充电回路的限流和过流保护。本专利技术公开了一种充电和限流保护的电路，包括串联在充电回路的过流保护功率管Q1，与过流保护功率管Q1栅极连接的充电管理芯片U1，还包括限流支路、过流采样支路；所述限流支路连接在功率管Q1与充电负载之间，用于对负载的充电电流进行限流；所述过流采样支路与限流支路并联，用于采样限流支路的电压变化，将电压采样结果输出到充电管理芯片U1；充电管理芯片U1通过比较采样结果与内部参考电压，判断充电电流是否过流，如果过流则输出控制信号到功率管Q1的栅极，控制功率管Q1的导通频率，减小充电电流。进一步地，所述限流支路包括限流电阻R1，所述R1为功率电阻，连接在过流保护功率管Q1的源极与负载正极之间，通过选取限流电阻R1的阻值为充电负载提供合适的充电电流；所述R1的阻值R1＝Uoutmax/Ioutmax；Uoutmax为负载充电的最大充电电压，Ioutmax为负载充电允许的最大充电电流。进一步地，所述过流采样支路包括电阻R9和R10，所述R9与R10串联后与电阻R1并联；所述电阻R9的两端输出电压采样结果。进一步地，电阻R9和R10的阻值之和远远大于电阻R1的阻值。进一步地，所述电阻R9和R10为普通电阻，电阻R9和R10的阻值满足：R9/R10＝(Uoutmax-Uref)/Uref；Uoutmax为负载充电的最大充电电压，Uref为充电管理芯片U1的内部参考电压。进一步地，所述充电管理芯片U1为LT4363IMS-2。进一步地，在充电电源的输入端正极连接电阻R2、电阻R3、功率管Q1漏极；所述电阻R2的另一端连接电容C1、瞬间电压抑制器D1的阴极、充电管理芯片U1的5脚和6脚；所述电容C1另一端接地，瞬间电压抑制器D1的阳极接地；所述电阻R3的另一端连接电阻R4、充电管理芯片U1的8脚；所述电阻4的另一端连接电阻R5、充电管理芯片U1的7脚；所述电阻5的另一端连接地；所述功率管Q1的栅极连接电阻R6；所述电阻R6的另一端连接电容C3、充电管理芯片U1的4脚；所述电容C3的另一端连接地；所述电阻R1一端连接充电管理芯片U1的3脚、功率管Q1的源极3脚，电阻R1的另一端连接电阻R7、充电负载的正极；所述电阻R7的另一端连接电阻R8、充电管理芯片U1的1脚；所述电阻R8的另一端接地；所述充电管理芯片U1的12脚连接电容C2；所述电容C2的另一端接地；所述充电管理芯片U1的9脚接地；所述充电管理芯片U1的10脚和11脚悬空；充电管理芯U1的2脚和3脚之间连接电阻R9。进一步地，通过调整电阻R3、电阻R4和电阻R5的阻值，调整充电输入电压的范围，即确定充电开启电压值和截止电压值；通过调整电阻R7和电阻R8的阻值，调整充电的输出电压。进一步地，所述充电负载为多个并联的超级电容。进一步地，根据所述多个并联的超级电容允许的充电电流值和电阻R1的电阻值，计算出充电电流值时R1上的电压V1；根据R9/R10＝(V1-V2)/V2计算确定电阻R9、电阻R10的阻值比，选定电阻R9、电阻R10的阻值，使充电电流只通过R1给所述多个并联的超级电容充电；所述V2为充电管理芯片U1的内部参考电压，当电阻R9上的分压达到V2时，充电管理芯片U1通过控制4脚的输出频率，控制输出电流值，实现对多个超级电容并联的充电电路限流。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过实现了对充电回路的限流和过流保护，避免大电流对车载供电系统的稳定性造成影响。避免了传统检测充电回路电流方法造成的“假”过流现象。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例中的充电和限流保护的电路原理图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。本实施例公开了一种充电和限流保护的电路，如图1所示，包括串联在充电回路的过流保护功率管Q1，与过流保护功率管Q1栅极连接的充电管理芯片U1，限流支路、过流采样支路和充电负载。所述充电负载为多个并联的超级电容。所述限流支路连接在功率管Q1与充电负载之间，用于对负载的充电电流进行限流；具体的，所述限流支路包括限流电阻R1，所述R1为功率电阻，连接在过流保护功率管Q1的源极与负载正极之间，通过选取限流电阻R1的阻值为充电负载提供合适的充电电流；优选的，所述R1的阻值R1＝Uoutmax/Ioutmax；Uoutmax为负载充电的最大充电电压，Ioutmax为负载充电允许的最大充电电流。所述过流采样支路与限流支路并联，用于采样限流支路的电压变化，将电压采样结果输出到充电管理芯片U1；充电管理芯片U1通过比较采样结果与内部参考电压，判断充电电流是否过流，如果过流则输出控制信号到功率管Q1的栅极，控制功率管Q1的导通频率，减小充电电流。具体的，所述过流采样支路包括电阻R9和R10，所述R9与R10串联后与电阻R1并联；所述电阻R9的两端输出电压采样结果。为了实现对充电工作电流限流的同时，又不影响对过流电压的采样，则，使负载充电的工作电流只从所述过流采样支路的电阻R1通过，不从过流采样支路通过，过流采样支路的电阻R9和R10只负责进行电压采样，不负责为充电负载提供充电工作电流。具体的，由于电阻R9和R10通过工作电流，因此电阻R9和R10可选为普通电阻。具体的，电阻R9和R10的阻值满足：R9/R10＝(Uoutmax-Uref)/Uref；Uoutmax为负载充电的最大充电电压，Uref为充电管理芯片U1的内部参考电压。为了实现使负载充电的工作电流只从所述过流采样支路的电阻R1通过电阻R9和R10的阻值之和远远大于电阻R1的阻值。具体的，所述充电管理芯片U1为LT4363IMS-2。充电和限流保护电路的具体连接包括：在充电电源的输入端正极连接电阻R2、电阻R3、功率管Q1漏极；所述电阻R2的另一端连接电容C1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电和限流保护的电路，包括串联在充电回路的过流保护功率管Q1，与过流保护功率管Q1栅极连接的充电管理芯片U1，其特征在于，还包括限流支路、过流采样支路；/n所述限流支路连接在功率管Q1与充电负载之间，用于对负载的充电电流进行限流；/n所述过流采样支路与限流支路并联，用于采样限流支路的电压变化，将电压采样结果输出到充电管理芯片U1；/n充电管理芯片U1通过比较采样结果与内部参考电压，判断充电电流是否过流，如果过流则输出控制信号到功率管Q1的栅极，控制功率管Q1的导通频率，减小充电电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种充电和限流保护的电路，包括串联在充电回路的过流保护功率管Q1，与过流保护功率管Q1栅极连接的充电管理芯片U1，其特征在于，还包括限流支路、过流采样支路；
所述限流支路连接在功率管Q1与充电负载之间，用于对负载的充电电流进行限流；
所述过流采样支路与限流支路并联，用于采样限流支路的电压变化，将电压采样结果输出到充电管理芯片U1；
充电管理芯片U1通过比较采样结果与内部参考电压，判断充电电流是否过流，如果过流则输出控制信号到功率管Q1的栅极，控制功率管Q1的导通频率，减小充电电流。


2.根据权利要求1所述的充电和限流保护的电路，其特征在于，所述限流支路包括限流电阻R1，所述R1为功率电阻，连接在过流保护功率管Q1的源极与负载正极之间，通过选取限流电阻R1的阻值为充电负载提供合适的充电电流；所述R1的阻值R1＝Uoutmax/Ioutmax；Uoutmax为负载充电的最大充电电压，Ioutmax为负载充电允许的最大充电电流。


3.根据权利要求2所述的充电和限流保护的电路，其特征在于，所述过流采样支路包括电阻R9和R10，所述R9与R10串联后与电阻R1并联；所述电阻R9的两端输出电压采样结果。


4.根据权利要求3所述的充电和限流保护的电路，其特征在于，电阻R9和R10的阻值之和远远大于电阻R1的阻值。


5.根据权利要求3所述的充电和限流保护的电路，其特征在于，所述电阻R9和R10为普通电阻，电阻R9和R10的阻值满足：R9/R10＝(Uoutmax-Uref)/Uref；Uoutmax为负载充电的最大充电电压，Uref为充电管理芯片U1的内部参考电压。


6.根据权利要求5所述的充电和限流保护的电路，其特征在于，所述充电管理芯片U1为LT4363IMS-2。


7.根据权利要求6所述的充电和限流保护的电路，其特征在于，在充电电源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘允，马百雪，龚青，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团上海电控研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31