【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电路设计，具体涉及一种超级电容快速充电装置。
技术介绍
1、在一些要求掉电后保持短时间内运行的电子产品中，目前逐渐采用超级电容作为后备电源。但现有超级电容充电电路，多采用串联电阻限流方式进行恒电流充电，存在充电慢、效率低的问题。对于一些容量要求较大的应用场合(大于100f)，可能会需要对超级电容进行快速充满，比如10分钟内。采用恒功率充电可以提高充电速度，但是大多数现有的dcdc芯片无法适合这种应用场景，因为超级电容在充电起始阶段充电电流很大会触发dcdc芯片过流保护，无法进行正常工作。因此，现有技术中的充电装置一般难以满足超级电容快速充电的要求。
技术实现思路
1、为适应电路设计领域的实际需求，本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种超级电容快速充电装置，以提高超级电容的充电速度，实现较短时间内充满超级电容，同时对输入电流进行限流以提高电路安全性，保护电路的目的。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种超级电容快速充电装置，包括：直流转换芯片u2、采样电阻r7、三极管t1、mos开关管u1、反馈调节电路、扩流电路和均压电路；
3、所述直流转换芯片u2的引脚dri和引脚cs直接连接在一起形成双集电极短接复合模式，所述采样电阻r7的一端与电源输出端连接，另一端与三极管t1和mos开关管u1的输入端连接，三极管t1的输出端与mos开关管u1的基极连接，三极管t1的参考端与直流转换芯片u2的引脚dri连接；
4、所述的一种超级电容快速充电装置，还包括：电容c5，所述电容c5的一端接地，另一端与直流转换芯片u2的引脚tc连接。
5、所述直流转换芯片u2的型号为uc33063ag，所述mos开关管u1的型号为wmq30p03t1。
6、所述的一种超级电容快速充电装置，还包括：止逆二极管ts1、续流二极管ts3，二极管vd1、电阻r1，所述止逆二极管ts1的阳极与电阻r7的输出端连接，阴极与三极管t1的集电极连接；所述电阻r1的一端与三极管t1的集电极连接，另一端与三极管t1的基极连接；所述三极管t1的基极与直流转换芯片u2的引脚dri连接，发射极与mos开关管u1的栅极连接；所述二极管vd1的阴极与三极管t1的基极连接，阳极与三极管t1的发射极连接；所述mos开关管u1源极与三极管t1的集电极连接，漏极与续流二极管ts3的阴极和储能电感l1的一端连接；续流二极管ts3的阳极接地，电感l2的另一端与所述反馈调节电路和扩流电路的输入端连接。
7、所述止逆二极管ts1和续流二极管ts3的型号为ss34。
8、所述反馈调节电路包括：电阻r3和电阻r5，所述电阻r3的一端通过储能电感l1与mos开关管u1的输出端连接，另一端通过电阻r5接地，所述电阻r3的另一端还与所述直流转换芯片u2的反馈引脚fb连接。
9、所述待充超级电容包括超级电容c1和超级电容c2，所述均压电路包括稳压芯片ts2、稳压芯片ts4、电阻r4、电阻r6、电阻r10、电阻r11、电阻r2、电阻r8；超级电容c1一端通过储能电感l1与mos开关管u1的输出端的输出端连接，另一端通过超级电容c2接地；所述电阻r4与电阻r6串联后并联在超级电容c1的两端，所述电阻r10与电阻r11串联后并联在超级电容c2的两端；所述稳压芯片ts2的阴极通过电阻r2与超级电容c1的一端连接，阳极与超级电容c1的另一端连接，参考端连接在电阻r4和电阻r6之间；所述稳压芯片ts4的阴极通过电阻r8与超级电容c2的一端连接，阳极与超级电容c2的另一端连接，参考端连接在电阻r10和电阻r11之间。
10、所述稳压芯片ts2和稳压芯片ts4的型号为me431laxg。
11、所述扩流电路包括：三极管v1、三极管v2、电阻r12、电阻r15、电阻r13、电阻r14、电阻r242、电阻r244；所述三极管v1的发射极通过储能电感l1与直流转换芯片u2的输出端连接，集电极通过并联连接的电阻r13和电阻r14与三极管v2的发射极连接，基极通过电阻r12与稳压芯片ts2的阴极连接；所述三极管v2的基极通过电阻r15与稳压芯片ts4的阴极连接，集电极通过并联连接的电阻r242和电阻r244接地。
12、所述三极管v1和三极管v2的型号为ss8550。
13、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
14、1、本专利技术提供了一种超级电容快速充电装置，通过在芯片外设置mos管作为开关管，通过双集电极短接复合形式，利用芯片内达林顿管驱动外部mos管导通或关断，可以提高芯片的开关电流；此外，通过在开关管的栅极源极之间设置三级管，可以快速泄放gs之间结电容电荷，有利于快速关断，提高外部开关管的动作可靠性；
15、2、本专利技术通过在电路中设置反馈调节电路，可以对充电输出电压进行调节和控制；提高了电路的兼容性。
16、3、本专利技术在超级电容两端设置电压基准芯片作为均压电路，可以实现多个串联电容的均压，有效延长超级电容的寿命，此外，电路中还设置了扩流电路，可以在超级电容接近充满阶段，均压电路电流稳压能力不足进行扩流，进一步地提高了电路的充电速度和安全性。此外，通过在电源输入端设置采样电阻，可以实现电路的限流。
17、4、本专利技术可以实现两个120f/2.7v的超级电容串联时在10分钟内充满，大大提高了超级电容的充电速度，而且电路结构简单，充电效率高、能量损耗少、成本低。
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1.一种超级电容快速充电装置，其特征在于，包括：直流转换芯片U2、采样电阻R7、三极管T1、MOS开关管U1、反馈调节电路、扩流电路和均压电路；
2.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，还包括：电容C5，所述电容C5的一端接地，另一端与直流转换芯片U2的引脚TC连接。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述直流转换芯片U2的型号为UC33063AG，所述MOS开关管U1的型号为WMQ30P03T1。
4.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，还包括：止逆二极管TS1、续流二极管TS3，二极管VD1、电阻R1，所述止逆二极管TS1的阳极与电阻R7的输出端连接，阴极与三极管T1的集电极连接；所述电阻R1的一端与三极管T1的集电极连接，另一端与三极管T1的基极连接；所述三极管T1的基极与直流转换芯片U2的引脚DRI连接，发射极与MOS开关管U1的栅极连接；所述二极管VD1的阴极与三极管T1的基极连接，阳极与三极管T1的发射极连接；所述MOS开关管U1源极与三极管T1的集电极连接，漏
5.根据权利要求4所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述止逆二极管TS1和续流二极管TS3的型号为SS34。
6.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述反馈调节电路包括：电阻R3和电阻R5，所述电阻R3的一端通过储能电感L1与MOS开关管U1的输出端连接，另一端通过电阻R5接地，所述电阻R3的另一端还与所述直流转换芯片U2的反馈引脚FB连接。
7.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述待充超级电容包括超级电容C1和超级电容C2，所述均压电路包括稳压芯片TS2、稳压芯片TS4、电阻R4、电阻R6、电阻R10、电阻R11、电阻R2、电阻R8；超级电容C1一端通过储能电感L1与MOS开关管U1的输出端连接，另一端通过超级电容C2接地；所述电阻R4与电阻R6串联后并联在超级电容C1的两端，所述电阻R10与电阻R11串联后并联在超级电容C2的两端；所述稳压芯片TS2的阴极通过电阻R2与超级电容C1的一端连接，阳极与超级电容C1的另一端连接，参考端连接在电阻R4和电阻R6之间；所述稳压芯片TS4的阴极通过电阻R8与超级电容C2的一端连接，阳极与超级电容C2的另一端连接，参考端连接在电阻R10和电阻R11之间。
8.根据权利要求7所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述稳压芯片TS2和稳压芯片TS4的型号为ME431LAXG。
9.根据权利要求7所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述扩流电路包括：三极管V1、三极管V2、电阻R12、电阻R15、电阻R13、电阻R14、电阻R242、电阻R244；所述三极管V1的发射极通过储能电感L1与MOS开关管U1的输出端连接，集电极通过并联连接的电阻R13和电阻R14与三极管V2的发射极连接，基极通过电阻R12与稳压芯片TS2的阴极连接；所述三极管V2的基极通过电阻R15与稳压芯片TS4的阴极连接，集电极通过并联连接的电阻R242和电阻R244接地。
10.根据权利要求7所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述三极管V1和三极管V2的型号为SS8550。
...【技术特征摘要】
1.一种超级电容快速充电装置，其特征在于，包括：直流转换芯片u2、采样电阻r7、三极管t1、mos开关管u1、反馈调节电路、扩流电路和均压电路；
2.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，还包括：电容c5，所述电容c5的一端接地，另一端与直流转换芯片u2的引脚tc连接。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述直流转换芯片u2的型号为uc33063ag，所述mos开关管u1的型号为wmq30p03t1。
4.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，还包括：止逆二极管ts1、续流二极管ts3，二极管vd1、电阻r1，所述止逆二极管ts1的阳极与电阻r7的输出端连接，阴极与三极管t1的集电极连接；所述电阻r1的一端与三极管t1的集电极连接，另一端与三极管t1的基极连接；所述三极管t1的基极与直流转换芯片u2的引脚dri连接，发射极与mos开关管u1的栅极连接；所述二极管vd1的阴极与三极管t1的基极连接，阳极与三极管t1的发射极连接；所述mos开关管u1源极与三极管t1的集电极连接，漏极与续流二极管ts3的阴极和储能电感l1的一端连接；续流二极管ts3的阳极接地，电感l2的另一端与所述反馈调节电路和扩流电路的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述止逆二极管ts1和续流二极管ts3的型号为ss34。
6.根据权利要求1所述的一种超级电容快速充电装置，其特征在于，所述反馈调节电路包括：电阻r3和电阻r5，所述电阻r3的一端通过储能电感l1与mos开关管u1的输出端连接，另一端通过电阻r5接地，所述电阻r3的另一端还与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔健，董海涛，姜宇果，张立嘉，王宪贤，
申请(专利权)人：青岛东软载波科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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