專利名稱：高電壓超級電容動力電池充電器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電能轉換裝置，尤其涉及一種具有直流高電壓輸出、高轉換效率的充電裝置，適用于寬范圍電壓輸入、高電壓限流直流輸出供電的有高功率密度要求的供電/充電要求的應用領域。
背景技術：
目前，采用新電解質和工藝的高電壓超級電容動力電池是貯能特性介于普通電容器和蓄電池之間的一種新興的貯能元件。它具有能量密度高、大電流放電能力超強，電能利用率高達95% (排除電能/化學能的轉化損耗)、充電時間短、安全(不存在易燃易爆物質， 不會爆炸)、使用壽命長(10 50萬次的充電循環)、檢測方便(剩余電量可直接讀出)的優異特性，可以滿足多種用電設備對電源提出的功率密度和能量密度的要求，提供強大的二次電源。因此，當今高電壓超級電容動力電池與日俱增地應用于諸如風力發電系統做能量吸收儲備、風機變槳等新興綠色能源等領域，對適應高電壓超級電容動力電池充電特性的、 保護功能完整的高效率高壓充電器提出了需求。本發明中涉及以下現有技術DC/DC概念是指將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制，同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能，并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能OO 30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源)，同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。EMC濾波器，又名“電磁兼容性濾波器”，主要用于儀器儀表、自動化控制系統中，用來抑制和消除工業自動化系統現場的強電磁干擾和電火花干擾，勘正現場儀器儀表，保證自動化控制系統的安全可靠運行。ZVS，零電壓開關(Zero Voltage Switch) PWM開關電源按硬開關模式工作(開/ 關過程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形有交疊)，因而開關損耗大。高頻化雖可以縮小體積重量，但開關損耗卻更大了。為此，必須研究開關電壓/電流波形不交疊的技術， 即所謂零電壓開關(ZVS)/零電流開關(ZCS)技術，或稱軟開關技術，小功率軟開關電源效率可提高到80% 85%。20世紀70年代諧振開關電源奠定了軟開關技術的基礎。隨后新的軟開關技術不斷涌現，如準諧振(20世紀80年代中)全橋移相ZVS-PWM，恒頻ZVS-PWM/ ZCS-PWM (上世紀80年代末)ZVS-PWM有源嵌位；ZVT-PWM/ZCT_PWM(20世紀90年代初)全橋移相ZV-ZCS-PWM(20世紀90年代中)等。我國已將最新軟開關技術應用于6kW通信電源中，效率達93%。有鑒于此，本領域發明人提供了一種具有直流高電壓輸出、高轉換效率的充電裝置，適用于寬范圍電壓輸入、高電壓限流直流輸出供電的有高功率密度要求的供電/充電要求的應用領域。
發明內容
有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種高電壓超級電容動力電池充電器，克服現有技術的困難，針對高電壓超級電容動力電池的充電特性，具有高輸出電壓和限流功能的、寬范圍電壓輸入、高效率、高功率密度、保護功能齊全的優點。為實現上述目的，本發明提供了一種高電壓超級電容動力電池充電器，包括功率變換主回路和控制回路；所述功率變換主回路包括依次連接的一個交流輸入端、一個將輸入工頻交流電轉換為脈動直流電的全橋整流電路、一個將脈動直流電壓轉換為穩定直流電壓的有源功率因數升壓變換器、一個將穩定直流電壓轉換為高頻脈沖的DC/DC功率變換器以及一個直流輸出端；所述控制回路包括分別與一個輔助電源連接的一個高功率因數控制器以及一個DC/ DC變換器控制器；所述高功率因數控制器的輸出端連接所述有源功率因數升壓變換器的輸入端；所述DC/DC變換器控制器的輸出端連接所述DC/DC功率變換器的輸入端。優選地，所述功率變換主回路還包括一個輸入端EMC濾波器和一個輸出端EMC濾波器，所述輸入端EMC濾波器設置在所述交流輸入端與所述全橋整流電路之間的電路上； 所述輸出端EMC濾波器設置在所述DC/DC功率變換器與所述直流輸出端之間的電路上。優選地，所述功率變換主回路還包括兩個防雷浪涌吸收電路，其中一個防雷浪涌吸收電路設置在所述輸入端EMC濾波器與所述全橋整流電路之間的電路上；另一個防雷浪涌吸收電路設置在所述全橋整流電路與所述有源功率因數升壓變換器之間的電路上。優選地，所述功率變換主回路還包括一個高頻整流濾波電路，設置在所述DC/DC 功率變換器與所述輸出端EMC濾波器之間的電路上。優選地，所述功率變換主回路還包括一個防開機沖擊電流電路，設置在所述全橋整流電路與所述有源功率因數升壓變換器之間的電路上。優選地，所述輸入端EMC濾波器和輸出端EMC濾波器都是在30MHz以下頻率范圍內吸收高頻噪聲的濾波器。優選地，所述控制回路還包括一個監控單元和一個信號接口，所述監控單元分別連接所述高功率因數控制器、所述輔助電源以及所述DC/DC變換器控制器，所述信號接口連接所述監控單元。優選地，所述高功率因數控制器包括一個功率因數校正控制器和一個向所述DC/ DC變換器控制器發送交流輸入狀態信號的輸入交流電壓檢測電路；所述DC/DC變換器控制器包括一個零電壓全橋移相控制器、一個輸出電壓和限流設定電路以及對應輸出電壓和輸出電流的二個反饋環電路。優選地，所述控制回路還包括一個全橋隔離驅動電路，設置在所述DC/DC變換器控制器的輸出端與所述DC/DC功率變換器的輸入端之間的電路上。優選地，所述輔助電源的輸入端連接所述有源功率因數升壓變換器的正電壓輸出電路，其輸出端分別向所述高功率因數控制器和所述DC/DC變換器控制器的輸入端供電。優選地，所述有源功率因數升壓變換器是一個電流連續型有源功率因數升壓變換。優選地，所述DC/DC功率變換器包括依次連接的由高頻半導體功率器件組成的全橋、功率主變壓器、電流互感器、電感和電容。優選地，所述DC/DC變換器控制器包括全橋移相PWM控制器及其外圍電路、輸出電壓控制反饋電路、輸出限流控制反饋電路和高精度低溫漂參考電壓源。優選地，所述監控單元包括遙控關機電路、繼電器觸點遙信電路、故障關斷電路和輸出過壓檢測電路。由于使用了以上技術，本發明與現有技術相比，本發明高電壓超級電容動力電池充電器中的功率變換主回路采用了電流連續型有源功率因數升壓變換器和零電壓(ZVS) 全橋移相DC/DC變換器技術，線路簡潔可靠，轉換效率高；控制電路采用高性能的電流模式控制芯片和其它集成電路，完成輸入電壓前饋，輸入過、欠壓保護，遠程遙控開關機，輸出過壓、過流保護，輸出短路保護，超溫保護等保護功能，從而構成寬范圍電壓輸入、高效率、高功率密度、保護功能齊全的高電壓超級電容動力電池充電器。對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。
圖1是本發明的高電壓超級電容動力電池充電器的模塊連接框圖；圖2是圖1中交流輸入端的電路原理圖；圖3是圖1中輸入端EMC濾波器的部分電路原理圖；圖4是圖1中輸入端EMC濾波器的部分電路原理圖；圖5是圖1中的一個防雷浪涌吸收電路的電路原理圖；圖6是圖1中的另一個防雷浪涌吸收電路的電路原理圖；圖7是圖1中高頻整流濾波電路的電路原理圖；圖8是圖1中防開機沖擊電流電路的電路原理圖；圖9是圖1中有源功率因數升壓變換器的電路原理圖；圖10是圖1中DC/DC功率變換器的電路原理11是圖1中高頻整流濾波電路的電路原理12是圖1中輸出端EMC濾波器的電路原理13是圖1中直流輸出端的電路原理圖；圖14是圖1中高功率因數控制器的電路原理圖；圖15是圖1中輔助電源的電路原理圖；圖16是圖1中全橋隔離驅動電路的電路原理圖；圖17是圖1中DC/DC變換器控制器的電路原理圖；圖18是圖1中監控單元的電路原理圖。附圖標記1功率變換主回路2控制回路11交流輸入端101高功率因數控制器12輸入端EMC濾波器102輔助電源13防雷浪涌吸收電路103全橋隔離驅動電路14全橋整流電路104DC/DC變換器控制器
15防開機沖擊電流電路105監控單元16有源功率因數升壓變換器 106信號接口17DC/DC功率變換器18高頻整流濾波電路19輸出端EMC濾波器20直流輸出端
具體實施例方式如圖1所示，本發明的高電壓超級電容動力電池充電器，包括功率變換主回路1和控制回路2，所述功率變換主回路1包括依次連接的一個交流輸入端11、一個將輸入工頻交流電轉換為脈動直流電的全橋整流電路14、一個將脈動直流電壓轉換為穩定直流電壓的有源功率因數升壓變換器16、一個將穩定直流電壓轉換為高頻脈沖的DC/DC功率變換器17以及一個直流輸出端20 ；所述控制回路2包括分別與一個輔助電源102連接的一個高功率因數控制器101以及一個DC/DC變換器控制器104 ；所述高功率因數控制器101的輸出端連接所述有源功率因數升壓變換器16的輸入端；所述DC/DC變換器控制器104的輸出端連接所述DC/DC功率變換器17的輸入端。所述功率變換主回路1還包括兩個防雷浪涌吸收電路13、一個高頻整流濾波電路 18、一個防開機沖擊電流電路15、一個輸入端EMC濾波器12以及一個輸出端EMC濾波器19， 其中一個防雷浪涌吸收電路13設置在所述輸入端EMC濾波器12與所述全橋整流電路14之間的電路上；另一個防雷浪涌吸收電路13設置在所述全橋整流電路14與所述有源功率因數升壓變換器16之間的電路上。所述高頻整流濾波電路18設置在所述DC/DC功率變換器 17與所述輸出端EMC濾波器19之間的電路上。所述防開機沖擊電流電路15設置在所述全橋整流電路14與所述有源功率因數升壓變換器16之間的電路上。所述輸入端EMC濾波器 12設置在所述交流輸入端11與所述全橋整流電路14之間的電路上；所述輸出端EMC濾波器19設置在所述DC/DC功率變換器17與所述直流輸出端20之間的電路上。所述輸入端 EMC濾波器12和輸出端EMC濾波器19都是在30MHz以下頻率范圍內吸收高頻噪聲的濾波器。所述有源功率因數升壓變換器16是一個電流連續型有源功率因數升壓變換器。所述 DC/DC功率變換器17包括依次連接的由高頻半導體功率器件組成的全橋、功率主變壓器、 電流互感器、電感和電容。所述控制回路2還包括一個全橋隔離驅動電路103、一個監控單元105和一個信號接口 106，所述監控單元105分別連接所述高功率因數控制器101、所述輔助電源102以及所述DC/DC變換器控制器104，所述信號接口 106連接所述監控單元105。所述高功率因數控制器101包括一個功率因數校正控制器和一個向所述DC/DC變換器控制器104發送交流輸入狀態信號的輸入交流電壓檢測電路。所述DC/DC變換器控制器104包括一個零電壓全橋移相控制器、一個輸出電壓和限流設定電路以及對應輸出電壓和輸出電流的二個反饋環電路。所述輔助電源102的輸入端連接所述有源功率因數升壓變換器16的正電壓輸出電路，其輸出端分別向所述高功率因數控制器101和所述DC/DC變換器控制器104的輸入端供電。所述全橋隔離驅動電路103設置在所述DC/DC變換器控制器104的輸出端與所述 DC/DC功率變換器17的輸入端之間的電路上。所述DC/DC變換器控制器104包括全橋移相PWM控制器及其外圍電路、輸出電壓控制反饋電路、輸出限流控制反饋電路和高精度低溫漂參考電壓源。所述監控單元105包括遙控關機電路、繼電器觸點遙信電路、故障關斷電路和輸出過壓檢測電路。
本發明的具體實施方式
如下 繼續參考附圖1，這是本發明高電壓超級電容動力電池充電器的電路方框圖。本發明高電壓超級電容動力電池充電器，包括功率變換主回路1和控制回路2，所述的功率變換主回路1包括交流輸入端11、輸入EMC濾波器12、防雷浪涌吸收電路13、全橋整流14、防開機沖擊電流電路15、有源功率因數升壓變換器16、DC/DC功率變換器17、高頻整流濾波電路 18、輸出EMC濾波器19以及直流輸出端20，所述的電路順序連接。所述的控制回路2包括高功率因數控制器101、輔助電源102、全橋隔離驅動電路103、DC/DC變換器控制器104、監控單元/信號接口 105。其中，高功率因數控制器101與有源功率因數升壓變換器15和監控單元105連接；輔助電源102由有源功率因數升壓變換器15的輸出供電并分別與高功率因數控制器 101和DC/DC變換器控制器104以及監控單元/信號接口 105連接；全橋隔離驅動電路103 的輸入連接到DC/DC變換器控制器104的輸出，全橋隔離驅動電路103的輸輸出連接到DC/ DC功率變換器16 ；監控單元/信號接口 105連接到DC/DC變換器控制器104的輸入。本發明高電壓超級電容動力電池充電器包括功率變換主回路1，它由交流輸入端 11、輸入EMC濾波器12、防雷浪涌吸收電路13、全橋整流14、防開機沖擊電流電路15、有源功率因數升壓變換器16、DC/DC功率變換器17、高頻整流濾波電路18、輸出EMC濾波器19 以及直流輸出端20等組成。如圖2所示，交流輸入端指J1，具有足夠的絕緣耐壓強度和安全間距，其連接具有抗震性能和防鹽霧性能。如圖3和4所示，輸入EMC濾波器12具有在30MHz以下頻率范圍內吸收高頻噪聲的性能，抑止充電器高頻噪聲對交流供電線路的影響；四只Y電容Cl C4和共模電感Li、 L2分別組成2級濾波器用于去除共模干擾，3只X2電容C16 C18用于去除常模干擾。如圖5和6所示，防雷浪涌吸收電路13主要由氧化鋅壓敏電阻RVl和RV2組成， 用于吸收雷擊感應浪涌和其它感性負載運行中產生的浪涌，保護后級電路免遭損壞。如圖7所示，全橋整流電路14中，橋堆BDl將輸入的工頻交流電轉換成脈動的直流電。如圖8所示，防開機沖擊電流電路15由功率繼電器K1、電阻R3和二極管D12組成；開機時Kl的公共觸點與常開觸點斷開，電阻R3限制了開機時的沖擊電流，開機數秒后 Kl的公共觸點與常開觸點接通，R3被短接，防開機沖擊電流限流過程結束。如圖9所示，電流連續型有源功率因數升壓變換器16主要由升壓電感L3、高頻功率電子開關Q6、快恢復二極管D6、電解電容C30和PFC電流采用電阻R4組成；Q6的驅動信號來自高功率因數控制器；當Q6導通時L3中亦有電流流過，Q6截止時L3中儲存的電能產生高電壓通過D6向C30充電；在高功率因數控制器的控制下流經L3的電流是連續的，C30 的電壓VZKP也保持在設定的直流電壓，且此電壓不受輸入電壓波動以及負載變換的影響。如圖10所示，DC/DC功率變換器17主要由高頻半導體功率器件組成的全橋Ql Q4、功率主變壓器TRl、電流互感器CTl、電感L4和電容以8順序連接，將有源功率因數校正電路輸出的直流電壓通過隔離升壓電子變壓器轉換為高頻、脈寬受控的、高壓的脈沖，實現與前級主電路隔離、升壓的功能，且全橋電子開關在導通時電感L4和電容以8產生串聯諧振，使得對角導通的電子開關Ql和Q4、Q2和Q3在開通時的初始電壓接近于零，即諧振軟開關的全橋電子開關的開通損耗較通常的硬開關的開通損耗明顯減少。如圖11所示，高頻整流濾波電路18主要包括高壓軟特性快恢復二極管Dl和D2、 對應的阻容吸收電路R80、C50和R84、C51、續流濾波電感L5和L6、高壓電解電容C32和C33 以及分壓電阻R18和R19、輸出電流取樣電阻R22 ；當TRl的同名端為正時主變壓器副邊通過L5、C32、C33和D2組成的回路向負載供電，L6的續流電流同時也流過C32、C33和D2組成的回路；當TRl的同名端為負時主變壓器副邊通過L6、C32、C33和Dl組成的回路向負載供電，L5的續流電流同時也流過C32、C33和Dl組成的回路；輸出電流流經R22時被轉換成低電壓信號。如圖12所示，輸出EMC濾波器19主要由X2電容C56和C57、共模電感L7、高壓電解電容C34和C35以及分壓電阻R20和R21、高壓瓷片電容以9組成；本級電路用于去除經高頻整流濾波電路輸出的直流電中所包含的高頻噪聲，并對輸出進行進一步的平滑濾波以減小紋波分量。如圖13所示，直流輸出端具J2具有足夠的絕緣耐壓強度和安全間距，其連接具有抗震性能和防鹽霧性能。通過上述功率變換主回路1，使輸出電壓變換為符合要求的直流高電壓。本發明高電壓超級電容動力電池充電器包括功控制回路2，控制回路2包括高功率因數控制器101、輔助電源102、全橋隔離驅動電路103、DC/DC變換器控制器104、監控單元/信號接口 105。其中，如圖14所示，高功率因數控制器101由采用平均電流模式的功率因數控制芯片和由通用比較器組成的比較器電路及外圍一些被動元件組成；主電路中的電壓反饋信號VAOut、IAC和VAC，電流反饋信號MultOut連接到功率因數控制芯片；比較器電路用于輸入電壓過、欠壓檢測；電壓反饋信號VDC用于檢測主電路中功率因數校正電路輸出電壓的過壓保護；信號PFCGate用于驅動功率因數校正電路中的高頻功率電子開關；信號0ut0pt_ K和OutOpt用于指示功率因數校正電路/交流輸入電壓正常與否。如圖15所示，輔助電源102包括控制電路、電子變壓器TR2以及其它一些被動元件組成；由D10、C40和C36構成的輔助電源向功率因數控制器供電；由Dll、C41和C37構成的輔助電源向DC/DC變換器控制器和全橋隔離驅動電路以及監控單元/信號接口供電； R13、C15和D9組成原邊線圈的緩沖網絡；高壓瓷片電容C8用于輔助電源變壓器的高頻去華禹。如圖16所示，全橋隔離驅動電路103主要包含雙極性驅動芯片、隔離脈沖變壓器和脈沖檢測電路，雙極性驅動芯片對來自DC/DC變換器控制器的PWM信號進行緩沖，驅動隔離脈沖變壓器以此控制高頻半導體功率器件組成的全橋Ql Q4導通/截止；一旦PWM信號出現異常，脈沖檢測電路會實時關斷雙極性驅動芯片并發出告警信號。如圖17所示，DC/DC變換器控制器104主要包括全橋移相PWM控制器及其外圍電路、輸出電壓控制反饋電路、輸出限流控制反饋電路和高精度低溫漂參考電壓源；PWM控制器采用峰值電流工作模式，外圍電路主要包括軟啟動電容、斜波補償電路、振蕩器外接電阻和電容、延時設定電阻網絡、誤差放大器阻容相位補償網絡；輸出電壓控制反饋電路主要包含輸出電壓電阻分壓網絡、輸出參考電壓設定網絡、比較器及其阻容相位補償網絡；輸出限流控制反饋電路主要包含輸出限流設定網絡、比較器及其阻容相位補償網絡；輸出電壓控制反饋電路和輸出限流控制反饋電路共同決定PWM的占空比；高精度低溫漂參考電壓源經分壓緩沖后分別連接輸出參考電壓設定網絡和輸出限流設定網絡。如圖18所示，監控單元105/信號接口 106主要包括遙控關機電路、繼電器觸點遙信電路、故障關斷電路和輸出過壓檢測電路；遙控關機電路包括二極管D14、D15、電阻R16 和光電耦合器U3及其電壓上拉電阻R17，一旦外界施加激勵使RemoteJ與Remote_2之間存在MVdc的電壓，U3即發出關機信號；繼電器觸點遙信電路由信號繼電器K3和二極管 D16組成，一旦充電器發生故障或遙控關機，K3觸點即分斷；功率因數校正電路輸出信號 0ut0pt_K和OutOpt連接到由光電耦合器U2、上拉電阻R25和電子開關Q5組成的故障關斷電路；輸出過壓檢測電路由穩壓管DZ1、電阻R23和光電耦合器U4組成。本發明的高電壓超級電容動力電池充電器線路簡潔可靠，轉換效率高，保護功能齊全，有力地推動了的高電壓超級電容動力電池的廣泛應用。由于本發明采用了以上的技術方案，功率變換主回路采用了電流連續型有源功率因數升壓變換器和零電壓輔全橋移相DC/DC變換器技術，線路簡潔可靠，轉換效率高； 控制電路采用高性能的電流模式控制芯片和其它集成電路，完成輸入電壓前饋，輸入過、欠壓保護，遠程遙控開關機，輸出過壓、過流保護，輸出短路保護，超溫保護等保護功能，從而構成寬范圍電壓輸入、高效率、高功率密度、保護功能齊全的高電壓超級電容動力電池充電
ο以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的權利要求保護范圍內。
權利要求
1.一種高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于包括功率變換主回路(1)和控制回路⑵；所述功率變換主回路(1)包括依次連接的一個交流輸入端(11)、一個將輸入工頻交流電轉換為脈動直流電的全橋整流電路(14)、一個將脈動直流電壓轉換為穩定直流電壓的有源功率因數升壓變換器(16)、一個將穩定直流電壓轉換為高頻脈沖的DC/DC功率變換器 (17)以及一個直流輸出端(20)；所述控制回路( 包括分別與一個輔助電源(10 連接的一個高功率因數控制器 (101)以及一個DC/DC變換器控制器(104)；所述高功率因數控制器(101)的輸出端連接所述有源功率因數升壓變換器(16)的輸入端；所述DC/DC變換器控制器(104)的輸出端連接所述DC/DC功率變換器(17)的輸入端。
2.根據權利要求1所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述功率變換主回路(1)還包括一個輸入端EMC濾波器(1 和一個輸出端EMC濾波器(19)，所述輸入端EMC濾波器(1 設置在所述交流輸入端(11)與所述全橋整流電路(14)之間的電路上； 所述輸出端EMC濾波器(19)設置在所述DC/DC功率變換器(17)與所述直流輸出端Q0) 之間的電路上。
3.根據權利要求2所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述功率變換主回路(1)還包括兩個防雷浪涌吸收電路(13)，其中一個防雷浪涌吸收電路(13)設置在所述輸入端EMC濾波器(1 與所述全橋整流電路(14)之間的電路上；另一個防雷浪涌吸收電路(1 設置在所述全橋整流電路(14)與所述有源功率因數升壓變換器(16)之間的電路上。
4.根據權利要求3所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述功率變換主回路(1)還包括一個高頻整流濾波電路(18)，設置在所述DC/DC功率變換器(17)與所述輸出端EMC濾波器(19)之間的電路上。
5.根據權利要求4所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述功率變換主回路(1)還包括一個防開機沖擊電流電路(15)，設置在所述全橋整流電路(14)與所述有源功率因數升壓變換器(16)之間的電路上。
6.根據權利要求5所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述輸入端 EMC濾波器(12)和輸出端EMC濾波器(19)都是在30MHz以下頻率范圍內吸收高頻噪聲的濾波器。
7.根據權利要求1至6中任意一項所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述控制回路( 還包括一個監控單元(10 和一個信號接口(106)，所述監控單元 (105)分別連接所述高功率因數控制器(101)、所述輔助電源(102)以及所述DC/DC變換器控制器(104)，所述信號接口(106)連接所述監控單元(105)。
8.根據權利要求7所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述高功率因數控制器(101)包括一個功率因數校正控制器和一個向所述DC/DC變換器控制器(104) 發送交流輸入狀態信號的輸入交流電壓檢測電路；所述DC/DC變換器控制器(104)包括一個零電壓全橋移相控制器、一個輸出電壓和限流設定電路以及對應輸出電壓和輸出電流的二個反饋環電路。
9.根據權利要求8所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述控制回路(2)還包括一個全橋隔離驅動電路(103)，設置在所述DC/DC變換器控制器(104)的輸出端與所述DC/DC功率變換器(17)的輸入端之間的電路上。
10.根據權利要求9所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述輔助電源(10 的輸入端連接所述有源功率因數升壓變換器(16)的正電壓輸出電路，其輸出端分別向所述高功率因數控制器(101)和所述DC/DC變換器控制器(104)的輸入端供電。
11.根據權利要求10所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述有源功率因數升壓變換器(16)是一個電流連續型有源功率因數升壓變換器。
12.根據權利要求10所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述DC/DC 功率變換器(17)包括依次連接的由高頻半導體功率器件組成的全橋、功率主變壓器、電流互感器、電感和電容。
13.根據權利要求10所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述DC/DC 變換器控制器(104)包括全橋移相PWM控制器及其外圍電路、輸出電壓控制反饋電路、輸出限流控制反饋電路和高精度低溫漂參考電壓源。
14.根據權利要求10所述的高電壓超級電容動力電池充電器，其特征在于所述監控單元(10 包括遙控關機電路、繼電器觸點遙信電路、故障關斷電路和輸出過壓檢測電路。
全文摘要
本發明公開了一種高電壓超級電容動力電池充電器，包括功率變換主回路和控制回路；所述功率變換主回路包括依次連接的一個交流輸入端、一個全橋整流電路、一個有源功率因數升壓變換器、一個DC/DC功率變換器以及一個直流輸出端；所述控制回路包括分別與一個輔助電源連接的一個高功率因數控制器以及一個DC/DC變換器控制器；所述高功率因數控制器的輸出端連接所述有源功率因數升壓變換器的輸入端；所述DC/DC變換器控制器的輸出端連接所述DC/DC功率變換器的輸入端，本發明針對高電壓超級電容動力電池的充電特性，具有高輸出電壓和限流功能的、寬范圍電壓輸入、高效率、高功率密度、保護功能齊全的優點。
文檔編號H02M1/14GK102315680SQ20101021848
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月5日 優先權日2010年7月5日
發明者趙斌, 馬駿 申請人:上海新華電子設備有限公司