[发明专利]法拉电容充电器

说明书

技术领域

本发明属于法拉电容充电技术领域，特别是一种法拉电容充电器。

背景技术

人们在日常工作与生活中经常会使用各种电动器具，传统的电动器具使用的能源大体有二种，交流电源与蓄电池电源。交流电源使用最普遍，它的优势是电压稳定并可连续使用，但也存在不足，一是使用场所必需有就近的交流电源，二是电动器具拖有一根电源线，在有些环境中使用不便，并存有一定的触电安全隐患。使用蓄电池电源可以克服交流电源的上述不足，但蓄电池必需在使用前充足电，并且充电时间较长，一般都需数小时，给使用带来不便。因此近来市场出现用法拉电容作为能源的电动器具，法拉电容是一种电容量较大的电容，充电后能储蓄一定的电能，其特点是：1、可以用较大的电流对之充电，因此充电时间短，一般只需几十秒即可完成充电，克服了蓄电池电源充电时间较长的缺撼；2、特别环保，从制造过程到废弃物都无污染；3、使用寿命长，电容的充放电次数可达数十万次，而蓄电池的充放电次数仅有数百次。如何对法拉电容充电是一项全新的重要技术，法拉电容与传统的电解电容有较大的区别，其单个电容额定电压值较低，一般只有2.5～2.7V，大多需多个串联使用，以提高工作电压；另外法拉电容在制造时本身不可避免存在容量、内阻等方面的差异，在使用过程中这种容量差异会变得更大；在串联充电时容量小的法拉电容先充满，如果继续充电，该法拉电容将出现过充现象，并击穿法拉电容使之失效。现有的充电技术采用了以下几种方式来克服法拉电容过充的现象：一是采用恒流充电，还未充到法拉电容的额定电压值就停止充电，其不足之处是，法拉电容存储的能量将大大降低，因为电容上存储的能量是与电压的二次方成正比；二是采用先恒流后恒压方式，其不足之处是，由于转入恒压充电方式工作，充电电流将逐步减少，增加了充电时间；三是采用恒流加大功率平衡电路，将多余的电通过平衡电路短路掉，其不足之处是，随着充电电压的提升，充电器输出功率也同步增加，另外还大幅度地增加了损耗与发热，提高了制造成本，例如：对2.7V法拉电容用20A电流恒流充电，这时串联使用的每节法拉电容平衡电路的功耗就是：2.7V×20A＝54W。

发明内容

本发明的目的在于提供一种法拉电容充电器，根据被充电法拉电容上的电压变化，实时调整对法拉电容进行充电的模式。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种法拉电容充电器，包括充电器输入端、充电器输出端和高频变压器，充电器输入端与交流电源间串联有输入取样电阻，充电器输出端与被充法拉电容间串联有输出取样输出电阻，该取样电阻两端连接比较放大器，充电器输入端与高频变压器间串联有场效应管，该场效应管的G极接脉宽发生器，该脉宽发生器分别与充电器输入端、比较放大器连接，被充法拉电容两端并联有电压转换器，该电压转换器的输出端接电流放大比较器；电压转换器向比较放大器输出电平信号，再结合输出取样电阻上的电流压降值，向脉宽发生器输出调制信号；另外，当输入取样电阻上的电流压降值达到临界值，充电器输入端进入恒流状态，向脉宽发生器发出调制信号，脉宽发生器控制场效应管的导通与截止，从而调节充电器的输入功率。

本发明与现有技术相比，其显著优点：由于采用了大恒流+恒功率+小恒流的分段充电模式，在不增大充电器功率的前提下，减少充电时间，在把电容充满的前提下，减小平衡电路的功率，因此在满足充电要求的条件下，可大幅度节省充电器的制造成本。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明法拉电容充电器的原理框图。

图2是在脉宽发生器A3与比较放大器A5间串联有光耦A4的电原理图。

在图中：A1是充电器输入端，A2是充电器输出端，A3是脉宽发生器，A4是光耦，A5是比较放大器，Q是场效应管，R1是输入取样电阻，R2是输出取样电阻，T是高频变压器，U是电压转换器，C是被充法拉电容，AC220V是交流电源。

具体实施方式