一种用于超级电容器的充电方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102684267102684267B(45)授权公告日2014.07.09(21)申请号201210154468.7(22)申请日2012.05.17(73)专利权人无锡富洪科技有限公司地址214028江苏省无锡市新区江溪街道坊前春阳东路28号(72)发明人陈乐茵郑世和龙志新(74)专利代理机构广州市南锋专利事务所有限公司44228代理人罗晓聪(51)Int.Cl.H02J7/00(2006.01)审查员张海春权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称一种用于超级电容器的充电方法及装置(57)摘要本发明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。CN102684267BCN1026847BCN102684267B权利要求书1/2页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SOC1、SOC2进行比较，其中SOC1>SOC2；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；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；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SOC<SOC2；第二种模式下，对超级电容器进行恒流恒压充电，此时满足SOC1>SOC>SOC2；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SOC1<SOC；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，即能量源与充电回路之间始终通过一个开关元件保持连接，当控制单元检测到超级充电器的SOC满足某一模式的充电条件时，就启动相应的充电模式对其进行充电；上述充电模式充电电流的大小是采用如下方法设置的：在相邻接的或者一定时间间隔内的多次采样结果计算出超级电容器的单位时间内电压变化比值，而后根据温度值和单位时间内电压变化比值的大小确定充电的电压和电流，进而发出具体的脉宽调整指令。2.一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、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，该控制单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单元，通过控制单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；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；所述的超级电容器与一个电感串联，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。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2CN102684267B权利要求书2/2页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单体，或者是由超级电容器单体串/并联构成的超级电容器模组；所述的能量源提供两个输出接口，其中的一个接口通过稳压器用于为控制单元供电，另一个接口根据控制