基于pwm超級電容充電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于PWM超級電容充電裝置，涉及超級電容充電【技術領域】。本實用新型有一用于儲存電能的超級電容器；與超級電容器連接用于檢測超級電容器電壓的采樣裝置；與采樣裝置連接用于調節脈沖寬度的PWM控制電路；與PWM控制電路連接的轉換器；轉換器將PWM控制電路發出的脈沖波形進行轉換，并將轉換后的信號發送給超級電容器；能量源通過轉換器給超級電容器充電；能量源通過穩壓器給邏輯控制裝置供電。優點：充電速度快，經過測試充電10s～10min可達到其額定容量的95%以上。使用壽命長，可循環使用進行充放電達到50萬次，沒有“記憶效應”。能量轉換效率高，電流放電能力較強。免維護，可密封。
【專利說明】基于PWM超級電容充電裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及超級電容充電【技術領域】，具體是一種基于PWM超級電容充電裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著人們環保意識的增強，節能型電器產品日益受到歡迎，可是這些產品的使用都離不開儲能元件。目前，國內外普遍使用的儲能元件主要是蓄電池，如鉛酸蓄電池及鎳鎘電池等，存在著環境污染和壽命短等問題，而超級電容作為一種新型儲能元件給解決上述問題帶來了希望。
[0003]現有儲能元件儲能技術存在以下缺點:1.充電速度慢，功能密度低。2.循環使用壽命短，深度充放電循環使用次數少。3.放電電流小，放電能力較差。4.儲存、拆解過程可能造成污染，破壞環境。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種基于PWM超級電容充電裝置，充電速度快，使用壽命長，放電電流大。
[0005]本實用新型是以如下技術方案實現的:一種基于PWM超級電容充電裝置，包括用于儲存電能的超級電容器；與超級電容器連接用于檢測超級電容器電壓的采樣裝置；與采樣裝置連接用于調節脈沖寬度的PWM控制電路；與PWM控制電路連接的轉換器；轉換器將PWM控制電路發出的脈沖波形進行轉換，并將轉換后的信號發送給超級電容器；能量源通過轉換器給超級電容器充電；能量源通過穩壓器給邏輯控制裝置供電。
[0006]本實用新型的有益效果是:充電速度快，經過測試充電IOs?IOmin可達到其額定容量的95%以上。使用壽命長，可循環使用進行充放電達到50萬次，沒有“記憶效應”。能量轉換效率高，電流放電能力較強。免維護，可密封。溫度范圍相比一般電池更寬，功能密度高，并且在生產、使用、儲存以及拆解過程中沒有污染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0008]圖1是本實用新型原理框圖。
[0009]圖2是SG325芯片原理框圖。
[0010]圖3是二種脈寬波形不意圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，一種基于PWM超級電容充電裝置有一用于儲存電能的超級電容器；與超級電容器連接用于檢測超級電容器電壓的采樣裝置；與采樣裝置連接用于調節脈沖寬度的PWM控制電路；與PWM控制電路連接的轉換器；轉換器將PWM控制電路發出的脈沖波形進行轉換，并將轉換后的信號發送給超級電容器；能量源通過轉換器給超級電容器充電；能量源通過穩壓器給邏輯控制裝置供電。
[0012]其中，所述的能量源為交流電或電池組或太陽能充電裝置，通過能量源輸出端口為整個充電電路提供能量。能量源通過轉換器將交流電轉換為直流電進入電路。
[0013]采樣裝置采用輪詢的機制定時地檢測超級電容器電壓，將采樣到的數據傳送給PWM控制電路。
[0014]所述的超級電容器可以是一個超級電容組成或者由多個超級電容串聯形成。
[0015]所述的PWM控制電路采用PWM控制芯片SG325，輸出占空比可調的矩形波。其中，PWM控制芯片SG325芯片是美國硅通用公司的產品，圖2是SG325芯片原理框圖，它由輸出
5.1V的基準穩壓電源、誤差放大器、振蕩頻率在100Hz-400KHz范圍內的鋸齒形振蕩器、翻轉觸發器及保護電路組成。SG325芯片采用了脈寬調制技術(PWM技術)，特點在于固定了開關頻率，從而固定了周期，通過改變脈沖寬度來調節占空比。
[0016]采用上述技術方案后，本實用新型是根據超級電容器的性能特點，提出一種可以在不同的情況下采取不同充電方式的充電裝置。在電路正常運行的過程中，我們可以看到:與超級電容器連接的采樣裝置定期地循環掃描超級電容器，檢測超級電容的電壓參數，并把采樣到的數據傳送給PWM控制電路，PWM控制電路接收來自采樣裝置的信號后，將脈沖寬度調節到合適的寬度，從而調節了占空比。最后，經過轉換器給超級電容器充電。
[0017]在充電過程中，如果PWM控制電路檢測到采樣裝置傳送過來的電壓較小(接近于零電壓)，PWM控制電路內部會發出調制信號A，增加脈沖中高電平對應的寬度，從而增大了該脈沖波的占空比，此時的脈沖寬度和占空比較大(如圖3所示)，最后通過轉換器為超級電容充電。
[0018]如果PWM控制電路檢測到采樣裝置傳送過來的電壓較大(接近于滿電壓)，PWM控制電路內部會發出調制信號C，減小脈沖中高電平對應的寬度，從而減小了該脈沖波的占空比，此時的脈沖寬度和占空比較小(如圖3所示)，最后通過轉換器為超級電容充電。
[0019]如果PWM控制電路檢測到采樣裝置傳送過來的電壓介于上面2種電壓之間，PWM控制電路內部會發出調制信號B，保持脈沖中高電平對應的寬度(如圖3所示)，從而保持了該脈沖波的占空比基本不變，最后通過轉換器為超級電容充電。這種充電方式主要是避免超級電容在閑置時由于自放電所造成的電壓降低。
[0020]以上所述的三種不同的充電模式，第一種是超級電容在接近零電壓時刻的充電方式，這種充電模式下調整后的脈沖對應與圖3的脈沖A，第三種是超級電容在接近滿電壓時刻的充電方式，這種充電模式下調整后的脈沖對應與圖3的脈沖C。第二種則是介于兩者之間，這種充電模式下調整后的脈沖對應與圖3的脈沖B。在上述的充電方式中，完整的充電方式需要上面幾種方式。在剛開始時候，接近于零電壓，采取第一種模式。中間的過程，采取第二種模式。最后時刻，接近于滿電壓，采取第三種模式。上述的充電方式是不間斷的，只要滿足上面的任何一種模式，就采取對應的模式對其充電。
[0021]本實用新型的能量源可以采用交流電、電池組、太陽能、電能等各種可以提供電源的設備和裝置。如圖1所示，一方面，能量源可以通過轉換器(比如變壓、整流電路)變換成直流電給超級電容器充電；另一方面，能量源可以通過穩壓器為PWM控制電路供電。
【權利要求】
1.一種基于PWM超級電容充電裝置，其特征在于:包括用于儲存電能的超級電容器；與超級電容器連接用于檢測超級電容器電壓的采樣裝置；與采樣裝置連接用于調節脈沖寬度的PWM控制電路；與PWM控制電路連接的轉換器；轉換器將PWM控制電路發出的脈沖波形進行轉換，并將轉換后的信號發送給超級電容器；能量源通過轉換器給超級電容器充電；能量源通過穩壓器給邏輯控制裝置供電。
2.根據權利要求1所述的基于PWM超級電容充電裝置，其特征在于:所述的能量源為交流電或電池組或太陽能充電裝置。
3.根據權利要求1所述的基于PWM超級電容充電裝置，其特征在于:采樣裝置采用輪詢的機制定時地檢測超級電容器電壓。
4.根據權利要求1所述的基于PWM超級電容充電裝置，其特征在于:所述的超級電容器可以是一個超級電容組成或者由多個超級電容串聯形成。
5.根據權利要求1-4任一項所述的基于PWM超級電容充電裝置，其特征在于:所述的P麗控制電路采用PWM控制芯片SG325。
【文檔編號】H02J7/00GK203788022SQ201420164503
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】戴佳成, 張宏艷, 侯榮剛 申請人:徐州工程學院