[发明专利]一种超级电容的恒流-恒压充电电路

权利要求书

1.一种超级电容的恒流-恒压充电电路，其特征在于，所述恒流-恒压充电电路包括：电容电压采样模块、恒流反馈模块、恒压反馈模块、充电电流复制监测模块及充电电流输出模块；所述电容电压采样模块连接于所述超级电容的一端，用于对所述超级电容进行电容电压采样；

所述恒流反馈模块连接于所述恒压反馈模块及所述充电电流复制监测模块，用于根据第一参考电压设定反馈电压以使两者大小相等，并根据所述第一参考电压和所述反馈电压产生一控制信号；

所述恒压反馈模块连接于所述电容电压采样模块及所述恒流反馈模块，用于根据采样电压和第二参考电压产生一调节电流，并使所述调节电流从零开始逐渐增大，在所述采样电压等于所述第二参考电压时所述调节电流达到最大；同时通过使所述恒压反馈模块的输出端接入所述恒流反馈模块的所述反馈电压，以使所述恒压反馈模块的输出端电压恒为所述反馈电压；

所述充电电流复制监测模块连接于所述恒流反馈模块及所述恒压反馈模块，用于在所述控制信号的控制下产生初级电流，并通过使所述恒压反馈模块的输出端电压恒定不变以使所述初级电流与所述调节电流互为反向变化，从而通过所述调节电流来调节所述初级电流；在所述调节电流为零时产生电流大小恒定的所述初级电流，在所述调节电流逐渐增大时产生电流大小逐渐减小的所述初级电流，在所述调节电流最大时所述初级电流为零；

所述充电电流输出模块连接于所述充电电流复制监测模块及所述超级电容的一端，用于对所述初级电流进行放大以产生充电电流，并在所述初级电流为恒定值时以恒流充电方式对所述超级电容进行充电，在所述初级电流为零时以恒压充电方式对所述超级电容进行充电，在所述初级电流逐渐减小时以逐渐减小的充电电流对所述超级电容进行充电，从而实现所述超级电容从恒流充电方式到恒压充电方式的平稳过渡。

2.根据权利要求1所述的超级电容的恒流-恒压充电电路，其特征在于，所述电容电压采样模块包括：第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的一端连接于所述超级电容的一端，所述第一电阻的另一端连接于所述第二电阻的一端，同时作为所述电容电压采样模块的输出端连接于所述恒压反馈模块的输入端，所述第二电阻的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的超级电容的恒流-恒压充电电路，其特征在于，所述恒流反馈模块包括：一差分输入运算放大器，所述差分输入运算放大器的同相输入端连接于所述恒压反馈模块的输出端，所述差分输入运算放大器的反相输入端接入第一参考电压，所述差分输入运算放大器的输出端作为所述恒流反馈模块的控制信号输出端连接于所述充电电流复制监测模块。

4.根据权利要求1所述的超级电容的恒流-恒压充电电路，其特征在于，所述充电电流复制监测模块包括：第一MOS管、第三电阻及第四电阻，所述第一MOS管的栅极端连接于所述恒流反馈模块的控制信号输出端，同时作为所述充电电流复制监测模块的电流镜像控制端连接于所述充电电流输出模块，所述第一MOS管的源极端接入系统电压，所述第一MOS管的漏极端连接于所述第三电阻的一端及所述第四电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻的另一端作为所述充电电流复制监测模块的电流调节控制端连接于所述恒压反馈模块的输出端。

5.根据权利要求4所述的超级电容的恒流-恒压充电电路，其特征在于，所述充电电流输出模块包括：第二MOS管，所述第二MOS管的栅极端连接于所述第一MOS管的栅极端，所述第二MOS管的衬底端连接于其源极端，且均接入系统电压，所述第二MOS管的漏极端连接于所述超级电容的一端；其中所述第一MOS管和所述第二MOS管构成电流镜，且流经所述第二MOS管的电流是流经所述第一MOS管的电流的N倍，N为大于1的正数。

6.根据权利要求5所述的超级电容的恒流-恒压充电电路，其特征在于，所述恒流-恒压充电电路还包括：电流精确镜像复制模块，连接于所述第一MOS管的漏极端及所述第二MOS管的漏极端，用于使所述第一MOS管的漏源电压等于所述第二MOS管的漏源电压，从而提高电流镜像的精度。