一种利用电容模拟可充电电池特性的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种利用电容模拟可充电电池特性的装置，包括电源接口、充电模块、电容组、放电模块和升压模块；电源接口与充电模块、电容组、放电模块和升压模块依次连接，同时电源接口连接升压模块；电源接口在充电时连接外部的电源并取电，在放电时连接外部的工作电路并供电；电容模块包括若干个电容；充电模块将外部的电源的电能通过电源接口后进行充电动作；放电模块在电压达到一定程度时通过电源接口将电容组中存储的电能输出到升压模块；升压模块将放电模块释放的电压提高。本实用新型专利技术能够用电容来模拟可充电电池的特性，并用电容的长寿命弥补了可充电电池使用次数少的不足，提高了电子产品的使用寿命。提高了电子产品的使用寿命。提高了电子产品的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种利用电容模拟可充电电池特性的装置


[0001]本技术具体涉及一种利用电容模拟可充电电池特性的装置。

技术介绍

[0002]随着信息技术以及电子科技的进步，越来越多低功率的消费类和工业类电子产品，为了减小体积和增加便携性，选取以电池供电。同时，电子产品已经运用到了生活和工业中的各个方面，在生活方面出现了各种小巧的电子设备，如可穿戴设备等；在工业中已经越来越多使用远程控制以及自动化控制的产品，如机器人等。使用电池供电则无需固定电源，可以在不同场景使用，同时产品的电源电压无需使用电网的高压电源，方便控制。可充电电池作为电池中的一大类别，更是因为其成本优势得到大量应用。
[0003]但可充电电池存在充电次数有限的不足，进而影响了整个电子产品的使用寿命，尤其是对于工业类产品来说，可充电电池作为产品的主供电源或后备电源，需要经常性且有针对性地进行维护，大大增加了管理的难度和成本。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种利用电容模拟可充电电池特性的装置，该装置能够用电容模拟可充电电池的特性，并在对电压和功率要求不大的场合，使电子产品获得更长的使用寿命。
[0005]本技术提供的这种利用电容模拟可充电电池特性的装置，包括电源接口、充电模块、电容组、放电模块和升压模块；电源接口与充电模块、电容组、放电模块和升压模块依次连接，同时电源接口连接升压模块；电源接口在充电状态时连接外部的电源并取电，在放电状态时连接外部的工作电路并供电；电容模组包括若干个电容，并用于模拟可充电电池和存储电能；充电模块将外部的电源的电能通过电源接口后进行充电动作，将电能通过充电模块存储到电容组中；放电模块在电压达到设定电压时通过电源接口将电容组中存储的电能进行放电动作，将电能释放到升压模块中；升压模块将放电模块释放的电压提高，输出到外部的工作电路中。
[0006]充电模块包括第二电压监测芯片、第三电压监测芯片、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第七MOS管、充电第一限流电阻和充电第二限流电阻；第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管作为充电开关，并控制充电电流的通断；第三电压监测芯片的输入端连接电容组的输出端并取电；第三电压监测芯片的输出端连接第七MOS管的栅极，为第七MOS管提供控制电平，并控制第七MOS管的通断；第七MOS管控制充电电流的通断；第七MOS管的源极直接接地；第七MOS管的漏极连接第三MOS管的栅极，第七MOS管控制第三MOS管的通断；第二电压监测芯片的输入端连接电源接口并取电；第二电压监测芯片的输出端连接第三MOS管的栅极，为第三MOS管提供控制电平，并控制第三MOS管的通断；第三MOS管的源极直接接地；第三MOS管的漏极同时连接第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极，第三MOS管用于控制第一MOS管的通断和第二MOS管的通断；第二MOS管的漏极连接电源接口并取电；第二MOS管的源极连接第
一MOS管的源极；第一MOS管的漏极为充电模块的输出端；第三MOS管的栅极还通过充电第一限流电阻连接电源接口的正极；充电第二限流电阻并接在第一MOS管的栅极和源极之间；电容组充电时，第三电压监测芯片工作，并输出高电平控制第三MOS管导通，从而控制第一MOS管和第二MOS管同时导通，此时外部电源通过充电模块给电容组充电；第二电压监测芯片用于监测电容组的电压信号，并在电容组的电压达到第二电压监测芯片的工作电压时，输出驱动信号控制第七MOS导通，从而将第三MOS管的栅极电平拉低到低电平，控制第三MOS管关断，从而控制第一MOS管和第二MOS管同时关断，此时电容组的充电过程停止。
[0007]所述的充电模块还包括稳压二极管；稳压二极管的阳极接地，稳压二极管的阴极连接第二电压监测芯片的输入端；稳压二极管用于在外部电源电压过高时保护充电模块。
[0008]所述的充电模块还包括若干个滤波电容；滤波电容并接在第二电压监测芯片的输入端和地之间，用于滤波。
[0009]所述的充电模块还包括充电输出限流电阻；充电输出限流电阻串接在第一MOS管的漏极上，用于对电容组的充电电流进行限流。
[0010]所述的充电模块还包括输出保护二极管；保护二极管串接在第一MOS管的漏极上，保护二极管的阳极连接第一MOS管的漏极；保护二极管用于单向保护，防止电容漏电。
[0011]所述的电容组包括若干个并联的电容；电容的正极连接充电模块的输出端，电容的负极接地；电容的正极为电容组的输出端。
[0012]放电模块包括第一电压监测芯片、第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管、放电第一限流电阻、放电第二限流电阻和放电第三限流电阻；第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管作为放电开关，并控制放电电流的通断；第一电压监测芯片的输入端连接电容组的输出端；第一电压监测芯片的输出端连接第六MOS管的栅极，为第六MOS管提供控制电平，并控制第六MOS管的通断；第六MOS管的栅极还通过放电第一限流电阻接地；第六MOS管的漏极串接放电第二限流电阻之后，同时连接第四MOS管的栅极和第五MOS管的栅极，第六MOS管为第四MOS管和第五MOS管提供控制电平，并控制第四MOS管和第五MOS管的通断；第四MOS管的漏极连接电容组的输出端，第四MOS管的源极连接第五MOS管的源极；第五MOS管的漏极为放电模块的输出端，并连接升压模块；放电第三限流电阻并接在第四MOS管的栅极和源极之间；放电时，当电容组的输出端电压高于第一电压监测芯片的工作电压时，第一电压监测芯片工作，并输出控制信号控制第六MOS管导通，从而控制第四MOS管和第五MOS管导通，将电容组储能的电能输入到升压模块；当电容组的输出端电压低于第一电压监测芯片的工作电压时，第一电压监测芯片不工作，此时第六MOS管截止，同时第四MOS管和第五MOS管截止，此时电容组停止放电。
[0013]所述的升压模块包括DC
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DC升压芯片电路和三个采样电阻；DC
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DC升压芯片电路将电容组的电压抬升到预定的电压值，并通过电源接口对外供电；采样电阻对DC
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DC升压芯片电路输出的电压进行采样，并将采样电压反馈到DC
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DC升压芯片电路中，从而维持DC
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DC升压芯片电路输出电压的稳定。
[0014]所述的第一电压监测芯片的型号为XC61CC3002MR；第二电压监测芯片的型号为XC61CC3602MR；第三电压监测芯片的型号为XC61CN4802MR；DC
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DC升压芯片电路为由型号为MP1524DK的升压芯片构成的电路。
[0015]本技术提供的这种利用电容模拟可充电电池特性的装置，能够用电容来模拟
可充电电池的特性，并用电容的长寿命弥补了可充电电池使用次数少的不足，提高了电子产品的使用寿命。
附图说明
[0016]图1为本技术的硬件装置的功能模块图。
[0017]图2为本技术的硬件装置的电路示意图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用电容模拟可充电电池特性的装置，其特征在于包括电源接口、充电模块、电容组、放电模块和升压模块；电源接口与充电模块、电容组、放电模块和升压模块依次连接，同时电源接口连接升压模块；电源接口在充电状态时连接外部的电源并取电，在放电状态时连接外部的工作电路并供电；电容模组包括若干个电容，并用于模拟可充电电池和存储电能；充电模块将外部的电源的电能通过电源接口后进行充电动作，将电能通过充电模块存储到电容组中；放电模块在电压达到设定电压时通过电源接口将电容组中存储的电能进行放电动作，将电能释放到升压模块中；升压模块将放电模块释放的电压提高，输出到外部的工作电路中。2.根据权利要求1所述的利用电容模拟可充电电池特性的装置，其特征在于充电模块包括第二电压监测芯片、第三电压监测芯片、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第七MOS管、充电第一限流电阻和充电第二限流电阻；第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管作为充电开关，并控制充电电流的通断；第三电压监测芯片的输入端连接电容组的输出端并取电；第三电压监测芯片的输出端连接第七MOS管的栅极，为第七MOS管提供控制电平，并控制第七MOS管的通断；第七MOS管控制充电电流的通断；第七MOS管的源极直接接地；第七MOS管的漏极连接第三MOS管的栅极，第七MOS管控制第三MOS管的通断；第二电压监测芯片的输入端连接电源接口并取电；第二电压监测芯片的输出端连接第三MOS管的栅极，为第三MOS管提供控制电平，并控制第三MOS管的通断；第三MOS管的源极直接接地；第三MOS管的漏极同时连接第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极，第三MOS管用于控制第一MOS管的通断和第二MOS管的通断；第二MOS管的漏极连接电源接口并取电；第二MOS管的源极连接第一MOS管的源极；第一MOS管的漏极为充电模块的输出端；第三MOS管的栅极还通过充电第一限流电阻连接电源接口的正极；充电第二限流电阻并接在第一MOS管的栅极和源极之间；电容组充电时，第三电压监测芯片工作，并输出高电平控制第三MOS管导通，从而控制第一MOS管和第二MOS管同时导通，此时外部电源通过充电模块给电容组充电；第二电压监测芯片用于监测电容组的电压信号，并在电容组的电压达到第二电压监测芯片的工作电压时，输出驱动信号控制第七MOS导通，从而将第三MOS管的栅极电平拉低到低电平，控制第三MOS管关断，从而控制第一MOS管和第二MOS管同时关断，此时电容组的充电过程停止。3.根据权利要求2所述的利用电容模拟可充电电池特性的装置，其特征在于所述的第二电压监测芯片的型号为XC61CC3602MR；第三电压监测芯片的型号为XC61CN4802MR。4.根据权利要求2所述的利用电容模拟可充电电池特性的装置，其特征在于所述的充电模块还包括稳压二极管；稳压二极管的阳极接地，稳压二极管的阴极连接第二电压监测芯片的输入端；稳压二极管用于在外部电源电压过高时保护充电模块；所述的充电模块还包括若干个滤波电容；滤波电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雄凯，王轶，
申请(专利权)人：长沙恒电聚能电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：