本发明专利技术公开了一种用于超级电容器的充电方法及装置。该方法是通过采样模块采用轮询的机制定时的检测超级电容器的电压和温度，并通过通讯模块将采集到的信号反馈给控制单元；控制单元的逻辑控制模块根据接收到的电压、温度信号计算出超级电容器的SOC大小。经过控制单元计算，得到超级电容器的荷电状态数值SOC，将并将之和预先设定的SOC1以及SOC2值做比较（SOC1﹥SOC2），然后根据不同的比较结果采取不同的充电模式为超级电容器充电。本发明专利技术可以根据超级电容器的荷电状态以及环境温度，灵活的对充电参数进行及时的调整，最大限度的保护电容器以及发挥超级电容器的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源充电方法及装置
，更具体地，特指ー种用于超级电容器的充电方法及装置。
技术介绍
超级电容器又称为双电层电容器(EDLC)，它是ー种具有革命性的新型储能元器件，其特有的低内阻、高倍率、高安全性以及超低温性能可以有效的弥补铅酸电池、锂离子电池以及常规电容器性能上的不足。在绿色环保、低碳出行的生活理念逐步深入人心的大环境下，超级电容器已成为设备厂商配置电源时的首要选择。超级电容器也有它自身的局限性，其自身很低的ESR (等效串联电阻)以及充电电流大小没有限制的特性，也给系统集成人员带来了一个问题标准的电池充电系统并不能有效的对超级电容器进行充电。因为对于充电系统来说，超级电容器部件表现为ー个虚拟的短路电子元件。一般的充电器都具备短路保护功能，在对超级电容器充电时，短路保护功能会自动切断流向超级电容器的电流；另ー方面，过大的电流输出也有可能会烧毁充电器和电容，引发不必要的安全隐患。另外，超级电容器的自放电特性也和一般的储能装置有着明显的不同，当总电压下降10%后，伴随的能量损失可以达到20%。为了解决这些技术难题，国内外众多的科研团队进行了多方面的尝试。例如见公告号为CN101657947A的中国专利文献，其公开了ー种“双电层电容器的充电方法”，该方法基于储能装置测量电压与预置电压的比较，确定对电化学储能装置进ー步充电或者终止充电过程。另外，见公告号为CN1813385A的中国专利文献，其公开了ー种“用于对功率模块充电的快速充电电路”。该充电装置包括功率模块、能量源和控制电路。其中控制电路包括脉宽调制器和电感元件。控制电路耦合到功率模块和能量源，以针对至少部分充电时段将比所述能量源输出的电流电平高的电流电平提供给所述功率模块。再者，专利公告号为CN102105957A中国专利文献提出了ー种“改善超级电容器充电效率的方法”，该方法根据超级电容器的电压信号采用不同的电流对超级电容器充电。在提高充电效率的同时，也不会降低充电的时长。上述三个专利分别从超级电容器的荷电状态、电源转换模块、控制方法以及充电效率等几个方面对超级电容器的充电过程进行了研究，他们的成果对于提高超级电容器的使用性能、延长使用寿命和改善充电效率起到了一定的积极作用，但是仍然无法解决以下问题第一，不能保证超级电容器的工作电压位于全电压和半电压之间，因而超级电容器有可能会出现“亚健康”的工作状态；第二，不能根据超级电容器的自身特点以及现场温度、电压等參数适时的调整充电电流或电压以及做出充电模式的调整； 第三，在间歇式的应用环境中，无法及时的判断超级电容器的荷电状态并提供相应的补电措施。本专利技术针对上述的几个问题，对现有技术进行了改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题就在于克服现有技术的不足，提供一种用于超级电容器的充电方法，该方法可以在不同的充电时段采取不同的充电方式的对超级电容器进行充电。本专利技术所要解决的第二个技术问题就在于提供一种采用上述方法制作的用于超级充电器的充电装置。为解决上述第一个技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案该方法包括A、将超级电容器与一能量源连接，由该能量源为超级电容器提供充电电源；B、定时采集超级电容器的电压和温度数据，并将采集的数据反馈到一控制单元，该控制単元根据接收的数据计算出超级电容器的荷电状态数值SOC ;C、将上述数值与控制単元内预设的两个数值 SOCK S0C2进行比较，其中S0CDS0C2 ;D、控制单元根据比较结果计算出超级电容器需要的充电电压和充电电流，并发出具体的调制信号给控制単元内的脉冲宽度调制模块；E、脉冲宽度调制模块将对充电脉冲宽度调整到需要的大小，并通过控制单元内的转化器为超级电容器进行充电；F、不断重复上述步骤，直至超级电容器完成充电或者终止充电。进ー步而言，上述技术方案中，所述超级电容器为超级电容器単体，或者为由超级电容器单体串/并联构成的超级电容器模组。进ー步而言，上述技术方案中，所述的步骤E中，脉冲宽度调制模块对脉冲宽度进行调整，令超级电容器可在三种模式下进行充电第一种模式下，超级电容器在零或者接近零电压状态下进行充电，此时满足S0C〈S0C2 ;第二种模式下，对超级电容器进行恒流恒压充电，此时满足S0C1>S0C>S0C2 ;第三种模式下，超级电容器在满电或接近满电状态下进行充电,此时满足S0C1〈S0C。进ー步而言，上述技术方案中，超级电容器采用不间断充电，根据对超级电容器的数据采集、分析、对比后，启动相应的充电模式，最終超级电容器以第三种充电模式持续充电或者终止充电。为解决上述第二个技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案该充电装置包括超级电容器、为超级电容器提供电能的能量源、控制单元、采样模块，所述的超级电容器、能量源、控制单元、采样模块构成一个充电回路，其中能量源经过控制单元对超级电容器进行充电，该控制単元内包括有逻辑控制模块和脉冲宽度调制模块，采样模块对超级电容器的电压、温度数值进行采集后反馈至控制単元，通过控制単元内的逻辑控制模块计算、分析后，由脉冲宽度调制模块对充电脉冲的宽度调节到指定大小为超级电容器充电。进ー步而言，上述技术方案中，所述的能量源为交流电源，该交流电源经变压器和整流器后接入充电回路；所述控制单元采用内置有逻辑控制模块和脉冲宽度调制模块的微处理器；所述超级电容器为超级电容器単体，或者是由超级电容器単体串/并联构成的超级电容器模组。进ー步而言，上述技术方案中，所述的采样模块包括电源取样电阻和超级电容器取样电阻，其中电源取样电阻由两个并联的电阻构成，电源取样电阻一端与交流电源输出端连接，其另一端接入微处理器一个对应的输入引脚；所述的超级电容器取样电阻有两个并联的电阻构成，该超级电容器取样电阻一端与超级电容器连接，另一端接入微处理器一个对应的输入引脚。进ー步而言，上述技术方案中，所述充电回路中还设置有一个开关元件，通过该开关元件接通或断开充电回路，以响应微处理器中脉冲宽度调制模块发出的脉宽调整指令；该开关元件与微处理器一个对应的输入引脚连接。进ー步而言，上述技术方案中，所述的超级电容器与ー个电感并联，在开关元件断开状态下，由存储在电感上的电能为超级电容器充电。进ー步而言，上述技术方案中，所述开关元件与一个保护ニ极管连接；所述的超级电容器与另ー个ニ极管连接。采用上述技术方案后，本专利技术是根据超级电容器的性能特点以及荷电状态(S0C)，提出一种可以在不同充电时段采取不同充电方式的方法及装置。在对超级电容器进行充 电的过程中，采样模块采用轮询的机制定时的检测超级电容器的电压和温度，并通过通讯模块将采集到的信号反馈给控制単元；控制单元的逻辑控制模块根据接收到的电压、温度信号计算出超级电容器的SOC大小。经过控制単元计算，得到超级电容器的荷电状态数值S0C，将并将之和预先设定的SOCl以及S0C2值做比较(S0C1 > S0C2)，然后根据不同的比较结果采取不同的充电模式为超级电容器充电。本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果本专利技术提供的充电方法及充电装置，可以根据超级电容器的荷电状态以及环境温度，灵活的对充电參数进行及时的调整，最大限度的保护电容器以及发挥超级电容器的性能。附图说明图I是本专利技术的电路原理图；图2是本专利技术较本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于超级电容器的充电方法，包括 A、将超级电容器与一能量源连接，由该能量源为超级电容器提供充电电源； B、定时采集超级电容器的电压和温度数据，并将采集的数据反馈到一控制单元，该控制单元根据接收的数据计算出超级电容器的荷电状态数值SOC ； C、将上述数值与控制单元内预设的两个数值S0C1、S0C2进行比较，其中S0CDS0C2； D、控制单元根据比较结果计算出超级电容器需要的充电电压和充电电流，并发出具体的调制信号给控制单元内的脉冲宽度调制模块； E、脉冲宽度调制模块将对充电脉冲宽度调整到需要的大小，并通过控制单元内的转化器为超级电容器进行充电； F、不断重复上述步骤，直至超级电容器完成充电或者终止充电。2.根据权利要求I所述的一种用于超级电容器的充电方法，其特征在于所述超级电容器为超级电容器单体，或者为由超级电容器单体串/并联构成的超级电容器模组。3.根据权利要求I所述的一种用于超级电容器的充电方法，其特征在于所述的步骤E中，脉冲宽度调制模块对脉冲宽度进行调整，令超级电容器可在三种模式下进行充电 第一种模式下，超级电容器在零或者接近零电压状态下进行充电，此时满足S0C〈S0C2 ； 第二种模式下，对超级电容器进行恒流恒压充电，此时满足S0C1>S0C>S0C2 ； 第三种模式下，超级电容器在满电或接近满电状态下进行充电，此时满足S0C1〈S0C。4.根据权利要求3所述的一种用于超级电容器的充电方法，其特征在于超级电容器采用不间断充电，根据对超级电容器的数据采集、分析、对比后，启动相应的充电模式，最终超级电容器以第三种充电模式持续充电或者终止充电。5.一种用于超级电容器的充电装置，其特征在于该充电装置包括超级电容器、为超级电容器提供电能的能量源...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐茵，郑世和，龙志新，
申请(专利权)人：无锡富洪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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