本发明专利技术属于超级电容的技术领域,公开了一种用于超级电容器的暂态支撑保护系统,包括与处理器相连的超级电容器,其输出端依次通过单向导通模块、开关模块、采样模块与外部系统相连,它们还与处理器相连,单向导通模块用于根据外部系统和超级电容器的压差,控制超级电容器的单向输出供电,开关模块用于控制外部系统和超级电容器之间的电连接,采样模块用于对来自外部系统电流信号的变化状态进行采集,处理器根据采样模块的采集结果,判断所述暂态支撑保护系统是否受到高频干扰,再结合超级电容器的输出电压及单向导通模块的驱动电压,采用迟滞控制方法,控制开关模块的导通和关闭,确保单向导通模块的驱动电压在受到高频干扰期间满足驱动要求。
【技术实现步骤摘要】
一种用于超级电容器的暂态支撑保护系统
本专利技术属于超级电容的
,具体涉及一种用于超级电容器的暂态支撑保护系统。
技术介绍
随着超级电容的使用越来越普及,对超级电容的应用和需求也越来越广泛,由于超容具备非常强的峰值功率和峰值电流的处理能力,可以达到100C的充放电能力,而且可以放电到0V,而不像锂电池,不支持放电到0V,因此,在很多需要处理较大的峰值电流和峰值功率的场合,超级电容的暂态支撑的应用也越来越多,对应的暂态支撑电路则既要求性能又要求成本和体积,各种各样的应用电路也诞生了。传统的暂态支撑电路基本上都是单向的,或者是结合专用电路实现理想二极管的功能,只能实现基本的过电流,过温的保护功能,无法实现低功耗和脉冲干扰保护等一些复杂的保护功能,这对超级电容的应用来说,是不能被接受的,特别是当使用多个控制芯片的组合电路时,采用不同的架构会导致不同的问题,有些架构无法解决低功耗和高频抗干扰问题,因此,需要一些创新的架构和新型的组合控制方法来解决这些问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于超级电容器的暂态支撑保护系统,解决了现有超级电容的暂停支撑电路无法实现低功耗和脉冲干扰保护等问题。本专利技术可通过以下技术方案实现:一种用于超级电容器的暂态支撑保护系统,包括与处理器相连的超级电容器,所述超级电容器的输出端依次通过单向导通模块、开关模块、采样模块与外部系统相连,所述单向导通模块、开关模块、采样模块还与处理器相连,所述单向导通模块用于根据外部系统和超级电容器的压差,控制超级电容器的单向输出供电,所述开关模块用于控制外部系统和超级电容器之间的电连接,所述采样模块用于对来自外部系统电流信号的变化状态进行采集,所述处理器根据采样模块的采集结果,判断所述暂态支撑保护系统是否受到高频干扰,再结合超级电容器的输出电压及单向导通模块的驱动电压,采用迟滞控制方法,控制开关模块的导通和关闭,确保单向导通模块的驱动电压在受到高频干扰期间满足驱动要求。进一步,所述单向导通模块包括与型号为74700的理想二极管控制器芯片和与之相连的一个或者多个第一MOSEFT管,所述开关模块包括型号为7003的MOSEFT管驱动器芯片和与之相连的一个或者多个第二MOSEFT管,所述采样模块设置为电阻,其两端分别连接到MOSEFT管驱动器芯片的SNS﹣引脚和SNS﹢引脚,所述MOSEFT管驱动器芯片的IMON引脚通过第一采样电路与处理器相连,所述理想二极管控制器芯片的VCAP引脚通过第二采样电路与处理器相连,所述处理器根据IMON引脚的检测值,判断所述暂态支撑保护系统是否受到高频干扰,若是,判断VCAP引脚的检测值和超级电容器的输出端的压差是否大于迟滞区间的上门限,若是,则控制开关模块导通;判断VCAP引脚的检测值和超级电容器的输出端的压差是否小于迟滞区间的下门限,若是,则控制开关模块关闭。进一步,所述上门限设置为MOSEFT管的饱和导通时基极和栅极的最大开启电压和第一阈值之和,所述下门限设置为饱和导通时基极和栅极的最大开启电压和第二阈值之和。。进一步,所述高频干扰的频率越大,第一阈值的数值越大,所述高频干扰的频率越小,第二阈值的数值越小。进一步,多个所述第一MOSEFT管并联后与理想二极管控制器芯片,多个所述第二MOSEFT管并联后与MOSEFT管驱动器芯片,所述第一采样电路包括与IMON引脚相连的电阻R909与电容C905,所述第二采样电路包括串联的电阻R917和电阻R918,其一端与VCAP引脚相连,另一端与并联的电阻R919和电容C910。本专利技术有益的技术效果如下:借助单向导通模块、开关模块和采样模块构成的超级电容暂态支撑电路,采用迟滞控制思想,减少受到高频干扰期间单向导通模块的频率开关,导致其驱动电压快速下降的可能,确保单向导通模块的驱动电压在受到高频干扰期间满足驱动要求,从而使单向导通模块既可以在高频干扰期间正常工作,又可以尽量减少高频干扰对本专利技术暂态支撑保护系统的影响,同时,由7003的MOSEFT管驱动器控制的开关模块可以从外部系统的输入端取电,由74700理想二极管控制器控制的单向导通模块可以从超级电容器的输出端取电,为其内部的chargepump模块供电,确保它们在处于shutdown状态下完成升压操作,满足对MOSFET管的驱动能力,从而可以实现整个暂态支撑保护系统的低功耗运行。附图说明图1为本专利技术的总体电路结构框图;图2为采用型号为7003的MOSEFT管驱动器和74700理想二极管控制器芯片的部分电路连接示意图;图3为本专利技术的第一阈值随高频干扰频率变化的示意图;图4为本专利技术的第二阈值随高频干扰频率变化的示意图。具体实施方式下面结合附图及较佳实施案例详细说明本专利技术的具体实施方式。参照附图1,本专利技术提供了一种用于超级电容器的暂态支撑保护系统,包括与处理器相连的超级电容器,该超级电容器的输出端依次通过单向导通模块、开关模块、采样模块与外部系统相连,该单向导通模块、开关模块、采样模块还与处理器相连,该单向导通模块用于根据外部系统和超级电容器的压差,控制超级电容器的单向输出供电,该开关模块用于控制外部系统和超级电容器之间的电连接,该采样模块用于对来自外部系统电流信号的变化状态进行采集,该处理器根据采样模块的采集结果,判断该暂态支撑保护系统是否受到高频干扰,再结合超级电容器的输出电压及单向导通模块的驱动电压,采用迟滞控制方法,控制开关模块的导通和关闭,确保单向导通模块的驱动电压在受到高频干扰期间满足驱动要求。这样,借助单向导通模块、开关模块和采样模块构成的超级电容暂态支撑电路,采用迟滞控制思想,减少受到高频干扰期间单向导通模块频率开关,导致其驱动电压快速下降的可能,确保单向导通模块的驱动电压在受到高频干扰期间满足驱动要求,从而使单向导通模块既可以在高频干扰期间正常工作,又可以尽量减少高频干扰对本专利技术暂态支撑保护系统的影响。我们可以采用理想二极管控制器芯片制作单向导通模块,具体地该单向导通模块包括与型号为74700的理想二极管控制器芯片和与之相连的一个或者多个第一N沟道MOSEFT管,这些第一N沟道MOSEFT管并联后再与MOSEFT管驱动器芯片相连,可以增加整个暂态支撑保护系统的驱动能力,该芯片是一款符合汽车AECQ100标准的理想二极管控制器,与外部N通道MOSFET管配合工作,可作为理想二极管整流器利用20mV正向压降实现低损耗反向保护,并且3.2V至65V的宽电源输入范围可实现对众多常用直流总线电压例如:12V、24V和48V汽车电池系统等的控制,特别是3.2V输入电压支持非常适合用于汽车系统中严苛的冷启动要求。该器件通过控制MOSFET管的栅极将正向压降调节至20mV,即当外部系统的输入电压小于超级电容器的输出端20mv,由该器件控制的MOSFET管导通,超级电容器向外部系统如汽车启动系统、高压输电控制系统等供电,直到当外部系统的输入端电压高于超级电容器的输出端电压,该器件控制的MOS本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于超级电容器的暂态支撑保护系统,其特征在于:包括与处理器相连的超级电容器,所述超级电容器的输出端依次通过单向导通模块、开关模块、采样模块与外部系统相连,所述单向导通模块、开关模块、采样模块还与处理器相连,所述单向导通模块用于根据外部系统和超级电容器的压差,控制超级电容器的单向输出供电,所述开关模块用于控制外部系统和超级电容器之间的电连接,所述采样模块用于对来自外部系统电流信号的变化状态进行采集,所述处理器根据采样模块的采集结果,判断所述暂态支撑保护系统是否受到高频干扰,再结合超级电容器的输出电压及单向导通模块的驱动电压,采用迟滞控制方法,控制开关模块的导通和关闭,确保单向导通模块的驱动电压在受到高频干扰期间满足驱动要求。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于超级电容器的暂态支撑保护系统,其特征在于:包括与处理器相连的超级电容器,所述超级电容器的输出端依次通过单向导通模块、开关模块、采样模块与外部系统相连,所述单向导通模块、开关模块、采样模块还与处理器相连,所述单向导通模块用于根据外部系统和超级电容器的压差,控制超级电容器的单向输出供电,所述开关模块用于控制外部系统和超级电容器之间的电连接,所述采样模块用于对来自外部系统电流信号的变化状态进行采集,所述处理器根据采样模块的采集结果,判断所述暂态支撑保护系统是否受到高频干扰,再结合超级电容器的输出电压及单向导通模块的驱动电压,采用迟滞控制方法,控制开关模块的导通和关闭,确保单向导通模块的驱动电压在受到高频干扰期间满足驱动要求。
2.根据权利要求1所述的用于超级电容器的暂态支撑保护系统,其特征在于:所述单向导通模块包括与型号为74700的理想二极管控制器芯片和与之相连的一个或者多个第一MOSEFT管,所述开关模块包括型号为7003的MOSEFT管驱动器芯片和与之相连的一个或者多个第二MOSEFT管,所述采样模块设置为电阻,其两端分别连接到MOSEFT管驱动器芯片的SNS﹣引脚和SNS﹢引脚,所述MOSEFT管驱动器芯片的IMON引脚通过第一采样电路与处理器相连,所述理想二极管控制器芯片的VCAP引脚通过...
【专利技术属性】
技术研发人员:张献辉,荀海波,尹秋帆,张宏波,莫永聪,周程,
申请(专利权)人:上海稊米汽车科技有限公司,
类型:发明
国别省市:上海;31
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