[发明专利]超级电容自适应充放电控制系统

权利要求书

1.超级电容自适应充放电控制系统，其特征在于，包括：依次电连接的单片机、充放电电路、超级电容，所述的单片机中设置有控制模块；所述的控制模块用于根据电压的变化控制充放电电路向超级电容充电，或者控制模块控制充放电电路使超级电容向负载放电；

所述的充放电电路包括：二极管D1/D2、三极管Q1/Q2/Q3/Q4/Q5、支路电阻R1/R2/R3/R4、负载电阻Rload、分压电阻Rx/Ry和超级电容C1/C2/C3/C4；所述的充放电控制系统的结构是：+48V_IN与并联的二极管D1、D2的阳极相连，二极管D1、D2的阴极与并联的三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极相连，二极管D1、D2的阴极和三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极连接负载电阻Rload；三极管Q1、Q2、Q3、Q4的发射极分别串联连接电阻R1、R2、R3、R4，电阻R1、R2、R3、R4并联后下接四个串联的超级电容C1、C2、C3、C4，三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的基极分别与单片机相连，三极管Q5的集电极连接+48V_IN，三极管Q5的发射极连接四个串联的超级电容C1、C2、C3、C4；单片机下接分压电阻Rx、Ry，电阻Rx连接四个串联的超级电容C1、C2、C3、C4，电阻Ry接地；

所述的超级电容自适应充放电控制系统的控制方法包括以下控制步骤：超级电容自适应充放电控制系统投入使用，超级电容的电压为零；进入充电模式，单片机控制充放电电路向超级电容充电、充电电流值逐步增大，单片机实时检测超级电容两端电压；当超级电容两端电压达到设定值时、充电电流值逐步减小，直至结束充电，进入保持模式；在保持模式下，超级电容两端电压保持在设定值左右，在充电与放电之间切换；当单片机检测到输入电压小于设定值时，进行放电模式；在放电模式下，超级电容向负载放电；

所述的充电模式的控制方法是：输入电压Uin＝+48V，二极管D1、D2正向导通，断开Q5，t0＝0时刻，三极管Q1导通，输入电流通过电阻R1向超级电容C1、C2、C3、C4充电，此时电流值为I1；当t1＝5s时，三极管Q1、Q2同时导通，输入电流通过电阻R1、R2向超级电容充电，此时电流值为I2；当t2＝10s时，三极管Q1、Q2、Q3同时导通，输入电流通过电阻R1、R2、R3向超级电容充电，此时电流值为I3；当t3＝15s时，三极管Q1、Q2、Q3、Q4同时导通，输入电流通过电阻R1、R2、R3、R4向超级电容充电，此时电流值为I4；单片机采集超级电容两端电压U2，当U2≥45V时记为t4，断开Q4，电路中接入电阻为R1、R2、R3，电阻阻值增大，电流减小；当I＝I3时，断开Q3；当I＝I2时，断开Q2；当I＝I1时，断开Q1，此时电路中电流为零，充电模式结束。

2.根据权利要求1所述的超级电容自适应充放电控制系统，其特征在于，所述的单片机采用STM32F030CCT6单片机。

3.根据权利要求1所述的超级电容自适应充放电控制系统，其特征在于，所述的保持模式的控制方法是：当单片机采集到超级电容两端电压U245V时，三极管Q1导通，输入电流通过电阻R1向超级电容充电；当U2≥45V时，断开Q1，超级电容充电结束，使得超级电容两端电压保持在45V以上。

4.根据权利要求1所述的超级电容自适应充放电控制系统，其特征在于，所述的放电模式的控制方法是：当单片机采集到输入电压Uin40V时，三极管Q1、Q2、Q3、Q4保持断开，三极管Q5导通，二极管D1、D2正向导通，超级电容C1、C2、C3、C4向负载供电。