[发明专利]超快速充电“充电宝”

说明书

技术领域

本发明涉及一种超快速充电“充电宝”，用于手机平板电脑等手持电子设备的应急电源，也可以应用于工业电子设备的应急电源，与目前广泛使用的锂电充电宝应用领域相同。

背景技术

锂电“充电宝”作为一种应急移动电源已非常普及，但是，锂电充电宝充电时间很长，一般需要5-8小时，影响使用效果，特别是出差、旅游者经常没有充分的充电时间而影响使用。

已有的锂电池快速充电技术只是在原有充电时间基础上减少一部分时间，又对锂电池寿命有严重损害，同时锂电充电宝能源利用率较低。转换效率仅为60%左右，造成能源浪费。

发明内容

本发明所述超快速充电“充电宝”，储存电能的核心不是锂电池等化学电池，而是应用法拉第准电容器。利用法拉第准电容器的充放电技术储存电能。辅助充电、放电电路实现电能移动储存功能。

本发明提供一种超快速充电的高转换效率的快速充电“充电宝”，用普通220V 50Hz交流电源充电仅需2-10分钟，能量转换效率达到95%，特别适应大容量短时间用电的移动电气或电子设备。

本发明所述的超快速充电“充电宝”的充电时间主要决定于市电220V 50Hz交流电源常规承受能力和充电电源的功率，储能器储存电能量受限于储能器体积和成本，本发明所述的超快速充电“充电宝”以综合应用需求设计为最佳适用型为例进行说明。

本发明超快速充电“充电宝”由充电电源、限流器、储能器、恒压输出模块组成，充电电源连接有电源插头用于与市电220V 50Hz交流电源，充电电源作用是将220V 50Hz交流电转换为储能器要求的电压和电流；充电电源与限流器连接，限流器用于限制最大充电电流，保证充电电源安全；限流器与储能器连接，储能器由一组法拉第准电容器、赝电容器或超级法拉电容器组成，是快速充电“充电宝”核心部分，用于储存和释放电能；储能器与恒压输出模块相连，恒压模块将储能器在放电过程中不断变化的电压转换成恒定的电压输出供用电设备使用；为了方便与用电设备连接，恒压输出模块配置有USB接口，用电设备通过USB连线接通快速充电“充电宝”。

本发明超快速充电“充电宝”充电时充电电源的插头插入市电220V 50Hz交流电源插座。充电电源将220V 50Hz交流电经过整流、变压、限流后为储能器提供要求的电压和最大充电电流对储能器进行快速充电。经过2-10分钟后储能器充满电就可以将充电电源插头脱离市电220V 50Hz交流电源插座。

本发明超快速充电“充电宝”用电时将用电设备用USB连接线与所述超快速充电“充电宝”的USB口连接，所述储能器中储存的电能通过所述恒压输出模块将储能器中的电能转变为恒定电压的电源为用的设备供电，直到储能器中电能释放到最低电压停止向用电设备供电，在储能器释放电能过程中虽然储能器电压不断下降，但是向用电设备供电电压不变。供电时间随用电设备功率大小变化，用电设备功率越大供电时间越短。

本发明超快速充电“充电宝”使用的法拉第准电容器、赝电容器或超级法拉电容器（以下简称超级电容）耐受电压2.7-300V，电容量1F-3000F，可以采用多个超级电容并联或串联方式调整充电电压和电容量。串联超级电容时必须配置均压电阻或均压电路保证各超级电容分压相当。根据超级电容的充电电压和最大充电电流确定充电电源规格。根据超级电容最大充电电流配置限流电阻或限流电路和过流熔断器，保证充电电源安全不过载。同时配置充电指示电路，当充电开始指示灯亮，充电结束指示灯熄灭。充电电压与放电终止电压之比要大于4倍。根据充电电压和终止放电电源选择恒压输出模块，使超级电容从充电开始到终止放电过程中电压变化时恒压输出模块输出电源恒定在用电设备电源额定值。同时配置有用电指示灯，向用电设备供电时指示灯亮，停止供电或终止供电时指示灯熄灭。为了延长储能器保留电能时间，可以在储存电能不用电时用开关将储能器与其他电路切断，减小储能器电能泄漏，延长储能时间。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图。本发明超快速充电“充电宝”由充电电源(1)、限流器(2)、储能器(3)、恒压输出模块(4)组成。充电电源(1)连接有电源插头用于与市电220V 50Hz交流电源，充电电源(1)作用是将220V 50Hz交流电转换为储能器(3)要求的电压和电流。充电电源(1)与限流器(2)连接用于限制最大充电电流，保证充电电源(1)安全。限流器(2)与储能器(3)连接。储能器(3)由一组法拉第准电容组成，是快速充电“充电宝”核心部分，用于储存和释放电能。储能器(3)与恒压输出模块(4)相连，恒压模块(4)将储能器(3)在放电过程中不断变化的电压转换成恒定的电压输出供用电设备使用。为了方便与用电设备连接，恒压输出模块(4)配置有USB接口，用电设备通过USB连线接通快速充电“充电宝”。