新能源超级电容充电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及DC/DC直流充电技术领域，特别涉及到一种新能源超级电容充电电路。
【背景技术】
[0002]超级电容(法拉电容、黄金电容)是近几年发展起来的一种能够大容量存储电荷，并且具有大功率充、放电特性，是一种介于电容器与电池之间的新型储能器件。
[0003]超级电容与现在的可充电电池相比具有如下优点；1、安全性:可以大电流充、放电(充电时间数十秒至数分钟)不会发热、燃烧甚至爆炸；2、长寿命:循环寿命达几十万次以上；3、绿色环保:拆解后可以回收没有污染；4、良好的低温性能:可在零下40度正常工作；5、功率密度高:超过10KW/KG。因此，超级电容已经广泛地用于各行各业。在人们的日常生活和工作当中，超级电容已经开始用于便携式电动工具、便携式移动照明灯具和应急照明灯具等方面，充分显示出了超级电容在几十秒至几分钟快速充电的优势，大大克服了一般可充电电池需要几小时的充电时间这个弊端。所以，研发超级电容充电器是摆在工程师们面前的一个课题。
[0004]就目前，超级电容充电器专用集成电路国内还没有一家厂家能够生产，而国外的一些知名的集成电路制造厂商，已经开发出几款1A以上的DC-DC大电流恒流、恒压充电管理集成电路，如美国的TI和凌特公司等，但是在实际使用过程中还是存在一些缺憾。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术存在的缺憾，提供一种功耗小、温升低，且对超级电容进行大电流快速充电过程中能够有效反应充电状态的新能源超级电容充电电路。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种新能源超级电容充电电路，包括AC/DC适配器、电源防反接电路、DC/DC降压型充电管理电路、功率驱动电路、同步整流续流电路、电流采样电路、电压采样电路、充电指示电路、负载超级电容；所述AC/DC适配器通过电源防反接电路与DC/DC降压型充电管理电路连接；所述功率驱动电路的一端连接在DC/DC降压型充电管理电路上，其另一端通过电流采样电路连接在负载超级电容上，所述电流采样电路还连接在DC/DC降压型充电管理电路上；所述同步整流续流电路连接在DC/DC降压型充电管理电路上；所述电压采样电路一端与DC/DC降压型充电管理电路连接，其另一端连接在负载超级电容上；所述充电指示电路一端与DC/DC降压型充电管理电路连接，其另一端与负载超级电容连接。
[0007]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述DC/DC降压型充电管理电路包括芯片Ul，所述芯片Ul为BQ24640。
[0008]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述电源防反接电路包括PMOS管Q8、电阻R17和稳压管D2，所述PMOS管Q8的栅极连接稳压管D2的阴极，稳压管D2的阳极接地，PMOS管Q8的漏极与AC/DC适配器连接；电阻R17 —端与PMOS管Q8栅极连接，其另一端与PMOS管Q8的源极连接，所述PMOS管Q8的源极通过电阻R6与芯片Ul的pinl连接。
[0009]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的PMOS管Q8漏极与AC/DC适配器之间还设有电源热插拔保护电路。
[0010]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述充电指示电路包括PMOS管Q7、NM0S管Q6和双色LED指示灯D4，所述PMOS管Q7的源极接芯片Ul的pin6，PMOS管Q7的栅极与负载超级电容连接，PMOS管Q7的漏极与电容C14连接；NM0S管Q6的漏极与双色LED指示灯D4红灯R的阴极连接，双色LED指示灯D4的公共阳极通过R15与AC/DC适配器连接，双色LED指示灯D4绿灯G的阴极接地；所述NMOS管Q6的栅极与PMOS管Q7的漏极的连接处通过积分线路R16、C14与芯片Ul的pinl3连接。
[0011]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述同步整流续流电路包括NMOS管Q5和肖特基二极管D3，所述NMOS管Q5的栅极与芯片Ul的pinl3连接，NMOS管Q5的源极接地，NMOS管Q5的漏极与功率驱动电路中的NMOS管Q4连接；所述肖特基二极管D3的正极与NMOS管Q5的源极连接，其负极与NMOS管Q5的漏极连接。
[0012]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述电压采样电路包括电容CFF、电阻Rl和电阻R2，所述电阻R2与电容CFF并联后的一端与负载超级电容连接，其另一端分别与芯片Ul的pin8和电阻Rl连接，电阻Rl的另一端于Ul的pinll连接。。
[0013]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述电流采样电路包括电阻RSR，所述电阻RSR —端与负载超级电容连接，其另一端通过电感LI与功率驱动电路中的NMOS管Q4连接；所述电阻RSR上还并联有电容C11，并联后一端与芯片Ul的pinlO连接，其另一端与芯片Ul的pin9连接。
[0014]本发明的有益效果:本发明解决了【背景技术】中存在的缺憾，通过对型号BQ24640芯片Ul进一步的拓展应用，解决了在大电流快速充电过程中的温升过高问题，并重新设计了能够有效反应在快速充电过程中的LED双色充电指示电路，只需要调整小部分元器件就可以对几百和数千法拉的单节或多级串联的超级电容进行大电流快速充电，且大电流快速充电过程中能够有效反应充电状态；使用PMOS管Q8取代原来肖特基二极管，PMOS管具有导通电阻小的特点，大大降低了功耗，解决了温升过高问题；在NMOS管Q5的漏极源极之间并联一个大功率肖特基二极管D3，使得在初始充电过程中先由D3分担了 Q5的续流问题。综合上述的电路改进，有效地解决了充电过程中由于过功耗时常发生过温保护的问题。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0016]图1是本发明的优选实施例的电路结构框图；
[0017]图2是本发明的优选实施例的电路结构示意图；
[0018]其中:1、AC/DC适配器，2、电源防反接电路，3、DC/DC降压型充电管理电路，4、功率驱动电路5、电流采样电路，6、同步整流续流电路，7、充电指示电路，8、负载超级电容，9、电压采样电路，10、电源热插拔保护电路。
【具体实施方式】
[0019]如图1、2所示，一种新能源超级电容充电电路，包括AC/DC适配器1、电源防反接电路2、DC/DC降压型充电管理电路3、功率驱动电路4、同步整流续流电路6、电流采样电路5、电压采样电路9、充电指示电路7、负载超级电容8 ;所述AC/DC适配器I通过电源防反接电路2与DC/DC降压型充电管理电路3连接；所述功率驱动电路4的一端连接在DC/DC降压型充电管理电路3上，其另一端通过电流采样电路5连接在负载超级电容8上，所述电流采样电路5还连接在DC/DC降压型充电管理电路3上；所述同步整流续流电路6连接在DC/DC降压型充电管理电路3上；所述电压采样电路9 一端与DC/DC降压型充电管理电路3连接，其另一端连接在负载超级电容8上；所述充电指示电路7 —端与DC/DC降压型充电管理电路3连接，其另一端与负载超级电容8连接。
[0020]所述DC/DC降压型充电管理电路3包括芯片U1，所述芯片Ul为BQ24640。所述电源防反接电路2包括PMOS管Q8、电阻R17和稳压管D2，所述PMOS管Q8的栅极连接稳压管D2的阴极，稳压管D2的阳极接地，PMOS管Q8的漏极与AC/DC适配器连接；电阻R17—端与PMOS管Q8栅极连接，其另一端与PMOS管Q8的源极连接，所述PMOS管Q8的源极通过电阻R6与芯片Ul的pinl连接。所述的PMOS管Q8漏极与AC/DC适配器I之间还设有电源热插拔保护电路10。
[0021 ] 所述充电指示电路7包括POMS管Q7、N0MS管Q6和双色LED指示灯D4，所述PMOS管Q7的源极接芯片Ul的pin6，PM0S管Q7的栅极与负载超级电容连接，POMS管Q7的漏极与电容C14连接；NM0S管Q6的漏极与双色LED指示灯D4红灯R的阴极连接，双色LED指示灯D4的公共阳极通过R15与AC/DC适配器连接，双色LED指示灯D4绿灯G的阴极接地；所述NMOS管Q6的栅极与PMOS管Q7的漏极的连接处通过积分线路R16、C14与芯片Ul的pinl3连接。
[0022]所述同步整流续流电路6包括NMOS管Q5和肖特基二极管D3，所述NMOS管Q5的栅极与芯片Ul的pinl3连接，NMOS管Q5的源极接地，NMOS管Q5的漏极与功率驱动电路4中的NMOS管Q4连接；所述肖特基二极管D3的正极与NMOS管Q5的源极连接，其负极与NMOS管Q5的漏极连接。
[0023]所述电压采样电路包括电容CFF、电阻Rl和电阻R2，所述电阻R2与电容CFF并联后的一端与负载超级电容连接，其另一端分别与芯片Ul的pin8和电阻Rl连接，电阻Rl的另一端于Ul的pinll连接。
[0024]所述电流采样电路5包括电阻R