一种基于pwm超级电容充电装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及充电装置技术领域，具体的说是一种基于PWM超级电容充电装置。【【背景技术】】
[0002]近年来，随着人们环保意识的增强，节能型电器产品日益受到欢迎，可是这些产品的使用都离不开储能元件，目前，国内外普遍使用的储能元件主要是蓄电池，如铅酸蓄电池及镍镉电池等，存在着环境污染和寿命短等问题，现有储能元件储能技术存在以下缺点:充电速度慢，功能密度低;循环使用寿命短，深度充放电循环使用次数少;放电电流小，放电能力差;储存、拆解过程可能造成污染，破坏环境等问题。
[0003]因此，为克服上述技术的不足而设计出一款充电速度快，循环使用寿命长，没有“记忆效应”，能量转换效率高，电流放电能力强，且在生产、使用、储存及拆解过程中没有污染的一种基于PWM超级电容充电装置，正是发明人所要解决的问题。
【【实用新型内容】】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于PWM超级电容充电装置，其结构简单，充电速度快，经过测试充电10s?lOmin可达到其额定容量的95%以上，循环使用寿命长，没有“记忆效应”，能量转换效率高，电流放电能力强，功能密度高，并且在生产、使用、储存及拆解过程中没有污染，是一个非常环保的装置，并且检测也比较方便，电量可以直接读出来。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于PWM超级电容充电装置，其包括通讯装置、逻辑控制装置、LED、脉通调制装置、转换器、能量源、稳压器、超级电容器、采样装置，所述通讯装置分别与超级电容器和逻辑控制装置连接，所述逻辑控制装置上设置有LED，所述脉通调制装置分别与逻辑控制装置和转换器连接，所述转换器一端与能量源连接，所述转换器另一端与超级电容器连接，所述能量源通过稳压器与逻辑控制装置连接，所述超级电容器与采样装置连接。
[0006 ]进一步，所述能量源的电源为交流电、太阳能、风能、生物能、电池组、发动机的一种。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]1、本实用新型装置通过对充电模式的设计，充电速度快，经过测试充电10s?lOmin可达到其额定容量的95%以上，循环使用寿命长，没有“记忆效应”，能量转换效率高，电流放电能力强，功能密度高，并且在生产、使用、储存及拆解过程中没有污染，是一个非常环保的装置，能够最大化发挥其充电的性能，并且检测也比较方便，电量可以直接读出来。
[0009]2、本实用新型装置工作稳定可靠，成本低廉，适合大范围使用。
【【附图说明】】
[00?0]图1为本实用新型后视结构不意图。[0011 ]附图标记说明:1-通讯装置;2-逻辑控制装置;3-LED; 4_脉通调制装置;5-转换器；6_能量源;7-稳压器;8-超级电容器;9-采样装置。
【【具体实施方式】】
[0012]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。
[0013]参见图1为本实用新型结构示意图，本实用新型包括通讯装置1、逻辑控制装置2、LED3、脉通调制装置4、转换器5、能量源6、稳压器7、超级电容器8、采样装置9，通讯装置1分别与超级电容器8和逻辑控制装置2连接，逻辑控制装置2上设置有LED3，脉通调制装置4分别与逻辑控制装置2和转换器5连接，转换器5—端与能量源6连接，转换器5另一端与超级电容器8连接，能量源6通过稳压器7与逻辑控制装置2连接，超级电容器8与采样装置9连接。
[0014]通讯装置可以实现数据的传输通信功能，超级电容在运行过程中向采样电路传输数据，我们通过采样电路对数据进行收集采样，采样装置将其采样到的超级电容的电压电流，温度等数据传送给通讯装置，之后通讯装置再将数据传送给逻辑控制装置，通讯装置也可以直接进行与超级电容的通讯。
[0015]脉冲调制装置接受逻辑控制装置传送过来的调制信号，脉冲调制装置主要是用于对传输过来的信号进行调制比如脉冲信号，在图中对脉冲的宽度进行调制，我们可以通过软件编程调节充电脉冲的宽度，从而调节波形的占空比、周期和相位，最后借助控制单元的转化器实现为超级电容器充电的功能。
[0016]逻辑控制装置分别与通信装置和脉冲调制装置相连接，在中间起着数据处理、转化的作用，在系统中，我们在逻辑控制装置中预先写入了相应的逻辑运算函数，比如超级电容的荷电状态与电压构成的函数，在超级电容充放电过程中，通信装置将电压，温度等一系列数据传送给逻辑控制装置，逻辑控制装置按照一定的逻辑算法经过相应的逻辑运算之后，将逻辑运算结果输出给脉冲调制装置，为脉冲调制做出准备。
[0017]本系统采用了采样装置，在超级电容充放电的过程中，我们通过采样装置实时地对超级电容的电压、温度等数据进行采样，采样装置采用轮询的机制定时地检测超级电容器电压、温度，并将采样到的数据传送给通信装置进行数据处理和通信。
[0018]本系统中转换器主要是用于接收脉冲调制装置所传递过来的信号，并且进行处理，脉冲装置先接收控制单元传递过来的调制信号，该装置先进行调制，调整合适的脉冲的脉宽，并将该脉冲信号传送给转换器，转换为超级电容所能处理的物理量，并为超级电容充电。
[0019]能量源可以由交流电、太阳能、风能、生物能、电池组、发动机构成作为电源，通过能量源输出端口为整个充电电路提供能量，一方面，能量源可以通过转换装置将交流电、太阳能、风能、等能源转换为直流电进入电路，再经过电路的调节作用为超级电容供电，另一方面，由交流电、太阳能、风能、生物能等可以提供作为电源的能量源可以直接借助稳压器直接为逻辑控制装置供电。
[0020]在本实施例中，我们通过研究超级电容器的电压，电流等参数以及超级电容充电的剩余容量，提出一种不同充电方式的充电装置，在本系统中，超级电容器可以是一个超级电容组成或者由多个超级电容串联形成，与超级电容连接的采样装置定期地循环扫描超级电容器，检测超级电容的电压电流，温度等一系列参数，并把采样到的数据传送给通讯装置，然后把通讯装置中获取的信号反馈给逻辑控制装置，逻辑控制装置接受信号后，通过自身设置好的运算方法，来求出超级电容的剩余容量，我们预先设定了超级电容在零电压时刻充电时的剩余容量1和超级电容在满电压时刻充电时的剩余容量2。
[0021]第一步:先将能量源和超级电容连接，由能量源为超级电容提供电源。
[0022]第二步:采样装置定期地循环扫描超级电容器，检测超级电容的电压、电流、温度等一系列参数，并把采样到的数据传送给通讯装置，然后把通讯装置中获取的信号反馈给逻辑控制装置，逻辑控制装置接受信号后，通过自身设置好的运算方法，来求出超级电容的剩余容量。
[0023]第三步:将求出的超级电容的剩余容量与上面提到的超级电容在零电压时刻充电时的剩余容量1和超级电容在满电压时刻充电时的剩余容量2做出比较，其中剩余容量2 >剩余容量1。
[0024]第四步:逻辑控制装置根据比较结果计算出超级电容所需要的充电电压和电流等数据，并且发出调制信号给脉冲调制装置。
[0025]第五步:脉冲调制装置接受到调制信号以后，调整充电脉冲宽度，调节PWM占空比，并且通过转换器为超级电容充电。
[0026]第六步:不断重复上述步骤，直到超级电容完成充电或者终止充电。
[0027]在充电过程中，如果逻辑控制装置求出剩余容量大于超级电容在零电压时刻充电时的剩余容量1逻辑控制装置发出调制信号C给脉冲调制装置，脉冲调制装置根据接受到的信号，调整充电脉冲宽度，调节PWM占空比，并且通过转换器为超级电容充电，如果逻辑控制装置求出剩余容量小于剩余容量1并且大于剩余容量2逻辑控制装置发出调制信号A给脉冲调制装置脉冲调制装置根据接受到的信号，调整充电脉冲宽度，调节PWM占空比，并且通过转换器为超级电容充电，如果逻辑控制装置求出剩余容量大于超级电容在零电压时刻充电时的剩余容量1逻辑控制装置发出调制信号B给脉冲调制装置，脉冲调制装置根据接受到的信号，调整充电脉冲宽度，调节PWM占空比，并且通过转换器为超级电容充电。
[0028]本实用新型装置简单，充电速度快，经过测试充电10s?lOmin可达到其额定容量的95%以上，循环使用寿命长，没有“记忆效应”，能量转换效率高，电流放电能力强，功能密度高，并且在生产、使用、储存及拆解过程中没有污染，是一个非常环保的装置，并且检测也比较方便，电量可以直接读出来，该装置工作稳定可靠，成本低廉，适合大范围使用。
【主权项】
1.一种基于PWM超级电容充电装置，其特征在于:其包括通讯装置、逻辑控制装置、LED、脉通调制装置、转换器、能量源、稳压器、超级电容器、采样装置，所述通讯装置分别与超级电容器和逻辑控制装置连接，所述逻辑控制装置上设置有LED，所述脉通调制装置分别与逻辑控制装置和转换器连接，所述转换器一端与能量源连接，所述转换器另一端与超级电容器连接，所述能量源通过稳压器与逻辑控制装置连接，所述超级电容器与采样装置连接。2.根据权利要求1所述的一种基于PWM超级电容充电装置，其特征在于:所述能量源的电源为交流电、太阳能、风能、生物能、电池组、发动机的一种。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于PWM超级电容充电装置，通讯装置分别与超级电容器和逻辑控制装置连接，逻辑控制装置上设置有LED，脉通调制装置分别与逻辑控制装置和转换器连接，转换器一端与能量源连接，转换器另一端与超级电容器连接，能量源通过稳压器与逻辑控制装置连接，超级电容器与采样装置连接，本实用新型装置简单，充电速度快，经过测试充电10s～10min可达到其额定容量的95％以上，循环使用寿命长，没有“记忆效应”，能量转换效率高，电流放电能力强，功能密度高，并且在生产、使用、储存及拆解过程中没有污染，是一个非常环保的装置，并且检测也比较方便，电量可以直接读出来，该装置工作稳定可靠，成本低廉，适合大范围使用。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN205141772
【申请号】CN201520997005
【发明人】韩团军
【申请人】陕西理工学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月28日