[发明专利]一种超级电容的恒流-恒压充电电路

说明书

本发明提供一种超级电容的恒流‑恒压充电电路，包括：连接于超级电容一端的电容电压采样模块，连接于恒压反馈模块及充电电流复制监测模块的恒流反馈模块，连接于电容电压采样模块及恒流反馈模块的恒压反馈模块，连接于恒流反馈模块及恒压反馈模块的充电电流复制监测模块，连接于充电电流复制监测模块及超级电容一端的充电电流输出模块。通过本发明解决了现有恒流‑恒压充电方式在充电电压接近饱和值时，继续以恒定大电流充电会导致超级电容内部温度过高而影响其容量特性，同时还会出现瞬间的过冲现象，使充电电压超出电容的额定工作电压，从而会导致电容容量减小、寿命缩短的问题及在系统掉电时存在电荷泄漏，从而降低电容使用效率的问题。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种超级电容的恒流-恒压充电电路。

背景技术

宽带电力载波(HPLC)模块中，需要利用超级电容充放电管理单元来实现停电事件主动上报的功能。而超级电容一般采用恒流(CC)—恒压(CV)的充电方式，该方式在充电初期采用恒定大电流充电，当电容电压达到饱和值时，此时充电电流减小至零，并维持电容电压不变，即从恒流模式转换到恒压模式。

在恒流—恒压的充电方式中，当超级电容的充电电压接近饱和值时，此时如果还以恒定大电流充电，会导致超级电容内部温度过高而影响其容量特性，另外还会出现瞬间的过冲现象，使充电电压超出电容的额定工作电压，从而会导致电容容量减小、寿命缩短的问题。另外，在系统在掉电时，存储在超级电容上的电荷会通过充电电路发生泄漏，从而降低了电容的使用效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超级电容的恒流-恒压充电电路，用于解决现有恒流-恒压充电方式在充电电压接近饱和值时，继续以恒定大电流充电会导致超级电容内部温度过高而影响其容量特性，同时还会出现瞬间的过冲现象，使充电电压超出电容的额定工作电压，从而会导致电容容量减小、寿命缩短的问题；及在系统掉电时存在电荷泄漏，从而降低电容使用效率的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超级电容的恒流-恒压充电电路，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。