一种新型超级电容充放电电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型超级电容充放电电路，包括充电电源模块(1)、用于插接超级电容的超级电容接口(JX1)，所述电路还包括与超级电容接口(JX1)和充电电源模块(1)分别相连以使超级电容实现恒流充电的恒流模块(2)；与超级电容接口(JX1)相连并利用自身饱和导通压降小的特性使超级电容能实现彻底放电的放电模块(3)。该电路能有效实现充电电容充电，并使其放电干净，提高电表整体稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型超级电容充放电电路
本技术涉及超级电容
，尤其涉及一种新型超级电容充放电电路。
技术介绍
超级电容在当前电表中应用越来越广泛，为了确保电表数据完整性，停电后超级电容常被用作电源，给外置通信模块供电，使其能正常向电力系统上报表计信息，因而，如何更有效的让超级电容进行充放电，也就成为重点关注对象。现有的超级电容充电方案多采用快充方式，但此方式会带来整表功耗较大的问题，现有放电电路常采用PNP三极管电路，此电路会导致超级电容放电放不干净，从而使得外置模块无法完全复位。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种新型超级电容充放电电路，该电路能有效降低电表功耗，并能放电干净，提高电表的整体性能。为了实现上述目的，本技术的技术方案为：一种新型超级电容充放电电路，包括充电电源模块、用于插接超级电容的超级电容接口，其特征在于：所述电路还包括，与超级电容接口和充电电源模块分别相连以使超级电容实现恒流充电的恒流模块；与超级电容接口相连并利用自身饱和导通压降小的特性使超级电容能实现彻底放电的放电模块。进一步的，所述电路还包括与恒流模块和超级电容接口分别相连以控制超级电容最高充电电压的钳位模块。进一步的，所述恒流模块包括第一三极管、连接在第一三极管的发射极和超级电容接口之间以控制充电电流大小的第一电阻以及连接在第一三极管的基极和超级电容接口之间以控制充电电流大小的双向触发二极管，所述第一三极管的基极连接充电电源模块。进一步的，所述第一三极管为NPN型三极管。进一步的，所述第一三极管的集电极连接电压不小于钳位模块两端电压。进一步的，所述钳位模块包括一端连接在充电电源模块和双向触发二极管之间而另一端连接超级电容接口的稳压二极管。进一步的，所述稳压二极管的所述一端通过微调电阻连接在充电电源模块和双向触发二极管之间。进一步的，所述电路还包括MCU模块，所述放电模块包括第二NPN型三极管，所述第二NPN型三极管的集电极连接超级电容接口而发射极接地且基极连接MCU模块的IO口。进一步的，所述第二NPN型三极管的集电极与超级电容接口之间连接有第二电阻。进一步的，所述第二电阻由两个串联电阻构成。与现有技术相比，本技术的优点在于：通过在超级电容与充电电源之间设置由双向触发二极管、NPN型三极管以及电阻构成的恒流模块，利用双向触发二极管的导通压降固定特点能很好的实现超级电容的恒流模式充电，确保超级电容充电稳定；且稳压二极管的设置便于根据实际需要选择超级电容的最高充电电压，从而使得该电路适用性广；而放电电路采用NPN型三极管，通过巧妙利用三极管从放大到饱和状态时三极管CE间饱和导通压降小的特点，能使得超级电容放电电压低至接近0，从而确保电表其他外置部件的成功复位，提高了电表的整体性能。附图说明图1为本申请优选的电路原理图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。如图1所示为本技术的优选实施例的电路原理图，如图所示，该新型超级电容充放电电路包括充电电源模块1、用于插接超级电容的超级电容接口JX1，该电路还包括与超级电容接口JX1和充电电源模块1分别相连以使超级电容实现恒流充电的恒流模块2、与超级电容接口JX1相连并利用自身饱和导通压降小的特性使超级电容能实现彻底放电的放电模块3。由于不同电表的外置模块所需电压大小不一，这意味着超级电容在不同电表中的最高充电电压可能不同，也同时是为了使超级电容的最高充电电压达到实际需求，该电路还包括与恒流模块2和超级电容接口JX1分别相连以控制超级电容最高充电电压的钳位模块4。具体到本实施例，该恒流模块2包括第一三极管V1、连接在第一三极管V1的发射极和超级电容接口JX1之间以控制充电电流大小的第一电阻R2以及连接在第一三极管V1的基极和超级电容接口JX1之间以控制充电电流大小的双向触发二极管VD2，该第一三极管V1的基极连接充电电源模块1，通过R2实现充电电流可调。如图1所示，在本实施例的原理图中，该第一三极管V1为NPN型三极管。需要说明的是，第一三极管V1的集电极电压会决定集电极的电流Ic，根据三极管放大饱和特性Ic＝β*Ib可知，集电极电压会影响充电电流，进而影响到超级电容的最高充电电压，为了避免三极管对超级电容的最高充电电压产生不必要的钳位作用，在设计该电路时，使第一三极管V1的集电极连接电压不小于钳位模块4的两端电压，本实施例中，该V1的集电极电压选取5.4V，超级电容的最高充电电压为5V。当然，正是因为V1也会对超级电容的最高充电电压产生钳位，故而，也可根据实际需要而选择由三极管来决定超级电容充电电压，具体如何选择由实际需要来定。如图1所示，该钳位模块4包括一端连接在充电电源模块1和双向触发二极管VD2之间而另一端连接超级电容接口JX1的稳压二极管VD1，该稳压二极管VD1的所述一端通过微调电阻R5连接在充电电源模块1和双向触发二极管VD2之间。换言之，根据VD1的选择来控制超级电容充电的最高电压，通过调整R5，实现超级电容电压的微调。该电路还包括MCU模块5，该电路的放电模块3包括第二NPN型三极管V2，第二NPN型三极管V2的集电极连接超级电容接口JX1而发射极接地且基极连接MCU模块1的IO口。为了确保电路稳定性，该第二NPN三极管V2的集电极与超级电容接口JX1之间连接有第二电阻，参见图1，本实施例中，该第二电阻由两个串联电阻R6和R7构成。需要说明的是，R2、R6、R7需结合实际应用，计算每个电阻对应承受的最大功耗，从而选择对应封装，以确保电路安全。下面对该电路工作原理进行阐述。正如前文所示，JX1为超级电容接口，5.4V为前端DCDC输出电源，12V_MK为充电电源模块电压，即另一路DCDC输出电源，5V_MK为超级电容给外置模块提供的电源，CTR为MCU模块的普通IO口。VD1为稳压管，当给JX1充电时，R2上的电压为VD2的压降减去V1三极管be间的电压，得到约0.7V，此时R2上的电流即为超级电容的充电电流，等于0.7V除以R2的阻值，由此设计人员可根据实际需要，调整R2阻值来改变超级电容的充电电流。放电时，CTR置为3.3V，随着超级电容不断放电，5V_MK会逐渐减小，由此导致V2从放大状态变化至饱和状态，而V2饱和状态时的ce间电压为0.2v，这就使得5V_MK的电压可以放至约0.2V，约等于0，相当于使得外置模块供电电压为0，由此能使外置模块有效复位。本申请通过在超级电容与充电电源之间设置由双向触发二极管、NPN型三极管以及电阻构成的恒流模块，利用双向触发二极管的导通压降固定特点能很好的实现超级电容的恒流模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型超级电容充放电电路，包括充电电源模块(1)、用于插接超级电容的超级电容接口(JX1)，其特征在于：所述电路还包括，/n与超级电容接口(JX1)和充电电源模块(1)分别相连以使超级电容实现恒流充电的恒流模块(2)；/n与超级电容接口(JX1)相连并利用自身饱和导通压降小的特性使超级电容能实现彻底放电的放电模块(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型超级电容充放电电路，包括充电电源模块(1)、用于插接超级电容的超级电容接口(JX1)，其特征在于：所述电路还包括，
与超级电容接口(JX1)和充电电源模块(1)分别相连以使超级电容实现恒流充电的恒流模块(2)；
与超级电容接口(JX1)相连并利用自身饱和导通压降小的特性使超级电容能实现彻底放电的放电模块(3)。


2.根据权利要求1所述新型超级电容充放电电路，其特征在于：
所述电路还包括与恒流模块(2)和超级电容接口(JX1)分别相连以控制超级电容最高充电电压的钳位模块(4)。


3.根据权利要求2所述新型超级电容充放电电路，其特征在于：
所述恒流模块(2)包括第一三极管(V1)、连接在第一三极管(V1)的发射极和超级电容接口(JX1)之间以控制充电电流大小的第一电阻(R2)以及连接在第一三极管(V1)的基极和超级电容接口(JX1)之间以控制充电电流大小的双向触发二极管(VD2)，所述第一三极管(V1)的基极连接充电电源模块(1)。


4.根据权利要求3所述新型超级电容充放电电路，其特征在于：
所述第一三极管为NPN型三极管。


5.根据权利要求3所述新型超级电容充放...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹，
申请(专利权)人：宁波三星医疗电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33