[发明专利]一种具有滞回特性欠压保护功能的超级电容充放电系统

权利要求书

1.一种具有滞回特性欠压保护功能的超级电容充放电系统，包括充电单元、超级电容模组、欠压保护单元、升压单元、均压保护单元以及电源监测单元，所述充电单元分别连接主电源和所述超级电容模组，所述电源监测单元分别连接主电源和所述升压单元，所述均压保护单元连接超级电容模组，所述欠压保护单元分别连接所述超级电容模组和所述升压单元，所述欠压保护单元包括第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电阻、第二电阻，所述第一开关管的控制端通过所述第一电阻连接所述第一稳压二极管的阳极和所述第二开关管的第二端，所述第一开关管的第一端接地，所述第一开关管的第二端连接所述第三开关管的控制端，所述第二开关管的控制端通过所述第二电阻连接所述第三开关管的控制端，所述第二开关管的第一端连接所述第一稳压二极管的阴极，所述第一稳压二极管的阴极连接所述第二稳压二极管的阳极，所述第二稳压二极管的阴极连接所述第三开关管的第一端和所述超级电容模组的正极输出，所述第三开关管的第二端连接所述升压单元的输入端；所述充电单元包括DC/DC电源芯片、双运算放大器、采样电阻、第一反馈电阻、第二反馈电阻、第三反馈电阻、第四反馈电阻、第一输出调节电阻、第二输出调节电阻、电感，所述DC/DC电源芯片的输入端连接电源VIN，所述DC/DC电源芯片的输出端通过所述电感连接电源VCC，所述采样电阻一端接电源VCC，所述采样电阻的另一端接所述超级电容模组正极，所述第一反馈电阻一端接所述采样电阻的一端，所述第一反馈电阻另一端接所述双运算放大器其中之一运算放大器的反向输入端并通过所述第二反馈电阻接所述双运算放大器其中之一运算放大器的输出端，所述第三反馈电阻一端接电源VCC，所述第三反馈电阻另一端接所述双运算放大器其中之一运算放大器的同向输入端并通过所述第四反馈电阻接地，所述第一输出调节电阻一端接电源VCC，所述第一输出调节电阻另一端接所述双运算放大器其中之二运算放大器的同向输入端并通过所述第二输出调节电阻接地，所述双运算放大器其中之二运算放大器的反向输入端与所述双运算放大器其中之二运算放大器的输出端连接，所述双运算放大器的输出端连接所述DC/DC电源芯片的反馈输入端；其特征在于，所述均压保护单元和超级电容模组包括第一电压检测芯片、第二电压检测芯片、第一MOS管、第二MOS管、第一泄放电阻、第二泄放电阻、第三泄放电阻、第四泄放电阻、第一超级电容、第二超级电容、瞬态响应电容，所述第一超级电容负极连接所述第二超级电容正极组成超级电容模组，所述第一电压检测芯片电压输入端连接所述第一超级电容正极，所述第一电压检测芯片接地输入端连接所述第一超级电容负极，所述第一电压检测芯片输出端连接所述第一MOS管栅极，所述第一MOS管漏极通过由所述第一泄放电阻与所述第二泄放电阻并联组成的电路连接所述第一超级电容正极，所述第一MOS管源极连接所述第一超级电容负极，所述第二电压检测芯片电压输入端连接所述第二超级电容正极，所述第二电压检测芯片接地输入端连接所述第二超级电容负极，所述第二电压检测芯片输出端连接所述第二MOS管栅极，所述第二MOS管漏极通过由所述第三泄放电阻与所述第四泄放电阻并联组成的电路连接所述第二超级电容正极，所述第二MOS管源极连接所述第二超级电容负极，所述瞬态响应电容正极连接所述第一超级电容正极，所述瞬态响应电容负极连接所述第二超级电容负极。

2.根据权利要求1所述的具有滞回特性欠压保护功能的超级电容充放电系统，其特征在于，所述欠压保护单元还包括第三电阻、第四电阻、第一电容，所述第一开关管为NPN三极管，所述第一开关管的第一端为NPN三极管的发射极，所述第一开关管的第二端为NPN三极管的集电极，所述第二开关管为PNP三极管，所述第二开关管的第一端为PNP三极管的发射极，所述第二开关管的第二端为PNP三极管的集电极，所述第三开关管为PMOS管，所述第三开关管的第一端为所述PMOS管的源极，所述第三开关管的第二端为所述PMOS管的漏极，所述NPN三极管的基极通过所述第三电阻接地，所述第四电阻和所述第一电容并联连接在所述PMOS管的栅极和源极之间。

3.根据权利要求2所述的具有滞回特性欠压保护功能的超级电容充放电系统，其特征在于，所述第一稳压二极管的稳压值VD2、所述第二稳压二极管的稳压值VD3、所述NPN三极管的发射结导通电压VV6、所述欠压保护单元的最高保护电压VTH、所述欠压保护单元的最低保护电压VTL之间的关系为：VTH=VD3+VD2+VV6，VTL=VD3+VV6。