一種超級電容充放電模塊、充放電方法和電力終端技術

本發明專利技術涉及一種超級電容充放電模塊、充放電方法和電力終端。一種超級電容充放電模塊，包括：充電電路、超級電容組、放電電路和掉電檢測電路；所述充電電路、所述放電電路分別與所述超級電容組連接；所述充電電路與充電電源連接，為所述超級電容組充電；所述掉電檢測電路分別與充電電源、所述放電電路連接。相較于現有技術，本發明專利技術提供的一種超級電容充放電模塊、充放電方法和電力終端，具有以下優點：1、通過升壓芯片轉換后，供電輸出過程電平恒定，不存在電壓線性下跌的情況；2、升壓芯片基于掉電檢測電路的掉電信號的控制，能夠基于模塊本身實現正常有電時法拉電容模組只被充電而不升壓放電，系統掉電后自動開始升壓輸出，不需要軟件參與。

A super capacitor charge discharge module, charge discharge method and power terminal

【技術實現步驟摘要】
一種超級電容充放電模塊、充放電方法和電力終端
本專利技術涉及電氣領域，尤其涉及一種超級電容充放電模塊、充放電方法和電力終端。
技術介紹
目前用于配網領域的超級電容備電方案除采用大容量法拉電容串、并、混聯組合后線性充放電外，還存在法拉電容串、并、混聯組合后經過升壓芯片輸出的方式。其中第一種線性放電方式存在放電過程中電壓不穩定，成線性下降趨勢，且法拉電容模組由于后級系統電源芯片工作電壓門限值限制，導致放電電壓區間有限，單體法拉電容容量利用率不高，導致整個模組實際需占用空間較大。第二種方式，存在升壓過程不受控或者需要應用軟件介入而控制不及時、程序紊亂而失控等風險。這種經過升壓芯片輸出方式存在特定工作條件下(如高溫75度)由于后級電路中防反灌二極管漏電流超過升壓芯片允許值引起升壓芯片工作異常，從而法拉電容不能正常被充電，前端限流電阻始終處于最大過流狀態，最終導致印制板燒壞、發黑等問題。專利號為ZL201710673780.X的專利文獻公開了一種用電信息采集設備停電上報實現方法及電路，該掉電檢測方法由通信模塊檢測電表的供電電壓和電網過零點信號來判斷掉電狀態；該電路方案包括充電電路，法拉電容，升壓電路和掉電檢測及控制電路。所述充電電路與輸入電壓VDD相連；所述充電電路的輸出與法拉電容相連；所述升壓電路的輸入與法拉電容連接；所述掉電檢測及控制電路分別與充電電路和升壓電路的U1的4引腳EN相連。本專利技術提出了一種可適用于通信模塊，實現電路結構簡單、低成本、高可靠性和功能完善的掉電上報電路。但是這里的掉電檢測主要是為了將終端的掉電信息上報，并不會因此去控制超級電容的供電輸出，從而依然存在上述問題。因而現有的超級電容充放電技術存在不足，還有待改進和提高。
技術實現思路
鑒于上述現有技術的不足之處，本專利技術的目的在于提供一種超級電容充放電模塊、充放電方法和電力終端，能夠解決
技術介紹
中提到的技術問題。為了達到上述目的，本專利技術采取了以下技術方案：一種超級電容充放電模塊，包括：充電電路、超級電容組、放電電路和掉電檢測電路；所述充電電路、所述放電電路分別與所述超級電容組連接；所述充電電路與充電電源連接，為所述超級電容組充電；所述掉電檢測電路分別與充電電源、所述放電電路連接。優選的所述的超級電容充放電模塊，所述掉電檢測電路包括：掉電檢測芯片和反邏輯開關；所述掉電檢測芯片的輸入端與所述充電電源連接，輸出端與所述反邏輯開關連接，所述反邏輯開關與所述放電電路連接。優選的所述的超級電容充放電模塊，所述放電電路包括放電電感和升壓芯片；所述升壓芯片通過所述放電電感與所述超級電容組的放電端連接；所述檢測開關的輸出端反邏輯后與所述升壓芯片的使能端連接；所述升壓芯片對外供電。優選的所述的超級電容充放電模塊，所述反邏輯開關為NPN三極管，所述NPN三極管的基極與所述掉電檢測芯片的輸出端連接，集電極與所述升壓芯片的使能端連接。優選的所述的超級電容充放電模塊，所述升壓芯片型號為TPS61089或SGM6610。優選的所述的超級電容充放電模塊，所述掉電檢測芯片的型號為R3111H421A-T1-F。優選的所述的超級電容充放電模塊，所述充電電路包括充電開關、充電穩壓器、充電隔離器；所述充電隔離器一端接充電電源，另一端與所述充電開關連接；所述充電穩壓器的一端與所述超級電容組連接，另一端與所述充電開關連接；所述充電開關分別與所述超級電容組的充電端連接。優選的所述的超級電容充放電模塊，所述超級電容組包括多個法拉電容；多個所述法拉電容通過串聯或并聯或混聯裝設。一種應用所述的超級電容充放電模塊的超級電容充放電方法，其特征在于，包括步驟：所述掉電檢測電路實時檢測充電電源是否存在充電電壓，若是，則所述掉電檢測電路向所述放電電路發送存壓信號，所述放電電路不對外供電；若否，則所述掉電檢測電路向所述放電電路發送掉電信號，所述放電電路對外供電。一種電力終端，具有所述的超級電容充放電模塊作為后備電源，所述掉電檢測電路還與終端系統的工作電壓連接。相較于現有技術，本專利技術提供的一種超級電容充放電模塊、充放電方法和電力終端，具有以下優點：1、通過升壓芯片轉換后，供電輸出過程電平恒定，不存在電壓線性下跌的情況；2、升壓芯片基于掉電檢測電路的掉電信號的控制，能夠基于模塊本身實現正常有電時法拉電容模組只被充電而不升壓放電，系統掉電后自動開始升壓輸出，不需要軟件參與；3、基于升壓芯片使能受控后規避了特定工作環境下(如高溫75℃)，升壓芯片由于后繼電路漏電流超標導致的升壓芯片工作異常、法拉電容模組不能充滿電及前端限流電阻過熱燒壞印制板的情況。附圖說明圖1是本專利技術提供的所述超級電容充放電模塊的結構框圖；圖2是本專利技術提供的掉電檢測電路的電路圖；圖3是本專利技術提供的中超級電容充放電模塊在放電階段的電壓輸出狀態圖；圖4是本專利技術提供的超級電容充放電模塊的電路圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本專利技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。實施例1請一并參閱圖1-圖3，在圖2和圖4中，在不同的電路圖中的接線處相同標識為連接在一起，為本領域電路圖接線的常規表達。本專利技術提供一種超級電容充放電模塊，包括：充電電路1、超級電容組2、放電電路3和掉電檢測電路4；所述充電電路1、所述放電電路3分別與所述超級電容組2連接；所述充電電路1與充電電源連接，為所述超級電容組2充電；所述掉電檢測電路4分別與充電電源、所述放電電路3連接。作為優選方案，本實施例中，所述充電電路1包括充電開關、充電穩壓器、充電隔離器；所述充電隔離器一端接充電電源，另一端與所述充電開關連接；所述充電穩壓器的一端與所述超級電容組2連接，另一端與所述充電開關連接；所述充電開關分別與所述超級電容組2的充電端連接。具體的，請著重參閱圖4，所述充電開關優選為NPN三極管V1；所述充電穩壓器優選為穩壓二極管V2，型號為AZ431；所述充電隔離器優選為隔離二極管V3。作為優選方案，本實施例中，所述放電電路3包括放電電感L1和升壓芯片U1；所述升壓芯片U1通過所述放電電感L1與所述超級電容組2的放電端連接；所述升壓芯片U1通過VOUT端對外供電。具體的，所述升壓芯片U1的優選型號為TPS61089或SGM6610。具體的，本實施例以兩個法拉電容串聯組合形成超級電容組2為例，進行詳細說明，如圖4所示，本專利技術提供的超級電容充放電模塊的工作原理簡述如下：VIN為充電電平，即VIN與所述充電電源連接，向所述充電電路1供電，常見為5V、12V等；VOUT為所述放點電路3對外的輸出電平，常見為12V、9.5V等。其中，所述升壓芯片U1的EN端點的CTRL為對升壓芯片U1的使能引腳控制信號(所述控制信號通過電平的高低表達，為所述升壓芯片U1的常規使用)。在具體實施中，所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種超級電容充放電模塊，其特征在于，包括：充電電路、超級電容組、放電電路和掉電檢測電路；所述充電電路、所述放電電路分別與所述超級電容組連接；所述充電電路與充電電源連接，為所述超級電容組充電；所述掉電檢測電路分別與充電電源、所述放電電路連接。/n

【技術特征摘要】
1.一種超級電容充放電模塊，其特征在于，包括：充電電路、超級電容組、放電電路和掉電檢測電路；所述充電電路、所述放電電路分別與所述超級電容組連接；所述充電電路與充電電源連接，為所述超級電容組充電；所述掉電檢測電路分別與充電電源、所述放電電路連接。


2.根據權利要求1所述的超級電容充放電模塊，其特征在于，所述掉電檢測電路包括：掉電檢測芯片和反邏輯開關；所述掉電檢測芯片的輸入端與所述充電電源連接，輸出端與所述反邏輯開關連接，所述反邏輯開關與所述放電電路連接。


3.根據權利要求2所述的超級電容充放電模塊，其特征在于，所述放電電路包括放電電感和升壓芯片；所述升壓芯片通過所述放電電感與所述超級電容組的放電端連接；所述檢測開關的輸出端反邏輯后與所述升壓芯片的使能端連接；所述升壓芯片對外供電。


4.根據權利要求3所述的超級電容充放電模塊，其特征在于，所述反邏輯開關為NPN三極管，所述NPN三極管的基極與所述掉電檢測芯片連接，集電極與所述升壓芯片連接。


5.根據權利要求3所述的超級電容充放電模塊，其特征在于，所述升壓芯片型號為TPS61089或SGM6610。

<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黎毅輝，范律，肖林松，李俊，湯可，孫煦，劉志勇，李耀，
申請(專利權)人：威勝信息技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43