專利名稱：一種新型超級電容管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種儲能介質，具體涉及一種新型超級電容管理系統(tǒng)。
背景技術：
“物聯(lián)網(wǎng)概念”是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡概念，實現(xiàn)人與物、物與物之間信息互通。把傳感器裝備到各種真實物體上使其具有智慧，智慧物體通過嵌入式系統(tǒng)運行特定程序感知自身和外部信息，感知過程是人與物、物與物進行信息互通的過程。智慧物體使用RS422 / 485總線、現(xiàn)場總線、CAN總線、ZigBee技術等連接智能化終端構建成一個智能化的局域物聯(lián)系統(tǒng)，給局域物聯(lián)系統(tǒng)配置相應的互聯(lián)網(wǎng)接口，連接到互聯(lián)網(wǎng)上，便實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)的拓展。移動網(wǎng)絡的快速發(fā)展，適用于人的移動終端一手機用戶發(fā)展迅猛，手機的功能在不斷增強，移動互聯(lián)已得到普及，當今的人們已經(jīng)離不開手機。智慧物體的出現(xiàn)，必然需要使用一種合適于智慧物體使用的移動終端設備一物機，物機與手機最大的差別是使用的對象，造成物機不能像手機一樣快速發(fā)展的瓶頸之一是物機使用的電池。物機是利用GSM網(wǎng)絡，以GSM模塊為核心，配置MCU、通信接口和電源等應用于真實物體的移動通信終端設備，物機雖然是移動通信終端設備，但其安裝后是相對固定的。物機對于人來說是遠程受控終端，反映遠程監(jiān)視真實物體的狀況。電源是真實物體所有監(jiān)視設備或系統(tǒng)的動力，因此，電源故障(停電)的監(jiān)測及報警是物機必備的功能。物機最初沿用手機采用鋰電池作為儲能介質，通過實際應用的驗證，發(fā)現(xiàn)物機使用鋰電池作為儲能介質是不可取的。如在城市路燈電纜防盜報警中使用物機報警，最終由于鋰電池低溫不夠、完全充放電次數(shù)少等，使得物機在實際應用過程中故障太多，維修量巨大；在家居安防報警系統(tǒng)中也由于鋰電池問題降低了設備的可靠性，鋰電池成為物機推廣應用的主要瓶頸之一，主要原因是(I)鋰電池完全沖放電次數(shù)只能在300次左右，制約了設備的壽命，造成后期設備的維護量巨大，以至于阻礙了設備進行大面積推廣應用；(2)鋰電池的放電效率與環(huán)境溫度有很大關系，對于室外全天候應用的設備無法解決低溫環(huán)境的應用。超級電容是近年發(fā)展快速的種大容量儲能元件，和普通電池相比，具有功率密度高、充放電時間短、效率高、使用壽命長、清潔環(huán)保等特點，在電動汽車、新能源等領域的應用日益廣泛。針對物機這種真實物體使用的移動終端設備，超級電容完全可以取代鋰電池作為物機的儲能介質，二者的比較如下①⑤超級電容具有超寬的溫度適用范圍，通常可以達到一40°C 85°C ;而一般電池是-20°C 60°C。；[0013]②超級電容大電流充放電性能優(yōu)越，功率密度(Power Density)是鋰離子電池的數(shù)十倍以上；③超級電容充放電時間短，充電電路簡單，無需限流和充放電控制回路，無記憶效應。二次電池受充放電電流限制，充電時間長，一般需幾小時到十幾小時，而雙電層電容器不受充電電流限制，可快速充電，幾秒到幾十秒即可充滿；④超級電容具有超長壽命，充放電大于50萬次，是L1-1on電池的500倍，是N1-MH和N1-Cd電池的1000倍，如果對超級電容每天充放電20次，連續(xù)使用可達68年。雖然超級電容有許多優(yōu)點，但是超級電容在物機中的應用，還存在著如下問題如何采用超級電容取代鋰電池應用到物機，突破因鋰電池局限導致物機在實際應用中可靠性低的瓶頸，這是本領域技術研究的方向。物機是手機拓展應用到智慧物體的產(chǎn)物，其固定安裝于智慧物體之上，隨智慧物體的移動而移動，具有相對固定的特點；智慧物體與物機之間以數(shù)據(jù)通信為主，兼顧語音和視頻；由于智慧物體的智慧不夠，物機需要具備自檢測GSM網(wǎng)絡、電源的能力，對故障能實現(xiàn)自修復或報警，實現(xiàn)這些功能，儲能介質是物機必備的。已知物機的儲能介質是電池，手機使用的儲能介質一鋰電池是物機設計者沿用的依據(jù)。雖然有關手機上使用鋰電池的配套充放電器件都非常成熟，但由于物機與手機的使用對象不同，也就是說物機的使用對象是智慧物體，手機的使用對象是人，智慧物體的智慧目前還無法與人相比，導致手機上普遍使用的鋰電池在物機上應用存在嚴重的缺陷，成為提升物機可靠性指標的瓶頸。超級電容一直用于常規(guī)電容和電池之間的專門市場，隨著更多新應用的發(fā)現(xiàn)，這一專門市場也在不斷增長。在數(shù)據(jù)存儲應用中，超級電容正在取代電池，包括3. 3V內存?zhèn)浞莨虘B(tài)硬盤(SSD)、電池供電的便攜式工業(yè)和醫(yī)療設備、工業(yè)警報器以及智能功率計。物機中GSM模塊的VBAT采用3. 4V到4. 5V的單電源供電。在一些情況下，信號傳輸?shù)拟Оl(fā)會導致電壓跌落，這時電流損耗的峰值會達到2k,因此，電源必須能提供足夠到2A的電流。由于超級電容的電壓值很低(3V以下)，單個超級電容不能滿足物機中GSM模塊所需電壓要求(3. 4V到4. 5V)，因此，需要兩個超級電容進行串聯(lián)才能滿足。由于生產(chǎn)工藝的限制，超級電容在制造過程中無法做到材質的絕對均勻，導致各個超級電容單體參數(shù)的分散性。兩個串聯(lián)工作的超級電容，不同超級電容單體上電壓存在差別，即過電壓和欠電壓兩種不健康狀態(tài)。過電壓狀態(tài)將縮短超級電容的壽命，嚴重時會發(fā)生爆炸，而處于欠電壓狀態(tài)的超級電容器，其容量不能充分利用，存在浪費。所以對物機使用的2個串聯(lián)超能電容組必須引入均壓技術，以提高超級電容組的可靠性和利用率，并延長超級電容的使用壽命。一種簡單的解決方案是使用凌力爾特超級電容充電器方案，LTC3226是一款無電感的超級電容充電器，具有備份的電源通路控制器，使用2. 5-5. 5V的輸入電源給兩節(jié)串聯(lián)的超級電容充電，并充電至2. 5-5. 3V的可編程超級電容充電電壓。該器件的自動容量平衡和電壓鉗位功能可保持兩節(jié)超級電容上的電壓相等。但仔細分析LTC3226的電壓鉗位電路，發(fā)現(xiàn)它不適合在物機中應用，主要是① LTC3226充電泵配備用于將任意超級電容兩端的電壓限制為一個2. 65V的
最大可容許預設電壓的電路。利用它來解決物機使用超級電容作為存儲介質的充電是可行的,但如果從物機電源系統(tǒng)總體考慮，由于LTC3226是通用器件，對于物機參數(shù)確定的應用，不僅需要通過阻容計算、調試后，才能確定LTC3226的外圍電路配置，而且使用LTC3226的LDO穩(wěn)壓器的功率小等原因無法滿足物機的供電需求，不使用LTC3226的LDO穩(wěn)壓器造成浪費。②LTC3226的價格偏高。

實用新型內容針對以上問題本實用新型提供了一種充放電時間短、效率高、使用壽命長、清潔環(huán)保的新型超級電容管理系統(tǒng)。為了解決以上問題本實用新型提供了一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于所述的超級電容管理模塊，包括充電電路、平衡電路、超級電容、穩(wěn)壓電路、自動切換模塊、控制開關、恒壓電路；5V與充電電路、穩(wěn)壓電路和自動切換模塊相連，充電電路的輸出與平衡電路相連，平衡電路的輸出與超級電容和自動切換模塊相連；穩(wěn)壓電路的輸出與控制開關、恒壓電路和自動切換模塊相連；控制開關的輸出VBAT是受控制的；恒壓電路輸出恒定的3. 3V。所述的超級電容的單節(jié)超級電容選擇為30F。所述的充電電路采用CN3068、穩(wěn)壓電路采用MIC29302BU、自動切換模塊和控制開關采用RF7416、恒壓電路采用SP6650、平衡電路采用XC61CN2202MR和XP161A1355PR。所述的充電電路由電解電容E4、電池管理芯片P3、電解電容E5和電阻R6組成，電解電容E4的正端與電池管理芯片P3的VCC相連并接到+5V，電解電容E4的負端與地連接；電池管理芯片P3的FB和BAT與電解電容E5正端相連輸出4. 2V，電池管理芯片P3的TEMP、GND、電解電容E5的負端、電阻R6的一端相連并接到地，電池管理芯片P3的IR與電阻R6的另一端相連。所述的平衡電路由比較器P6、MOS管P7、比較器P8、MOS管P9、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16組成，BAT+連接到MOS管P7的S、電阻R13的一端、電阻R14的一端、超級電容CA的正端，電阻Rl3的另一端連到比較器P6的VIN，比較器P6的OUT連到MOS管P7的G、電阻R14的另一端，比較器P6的VSS與超級電容CA的負端、MOS管P7的D、MOS管P9的S、電阻R15的一端、超級電容CB的正端相連，電阻R15的另一端與比較器P8的VIN相連，比較器P8的OUT連到MOS管P9的G、電阻R16的另一端，比較器P8的VSS與超級電容CB的負端、MOS管P9的D相連并連接到地；超級電容由超級電容CA和超級電容CB組成；所述的穩(wěn)壓電路由電解電容E1、穩(wěn)壓芯片P1、電阻R1、電阻R2、電解電容E2、電容Cl、電阻R3組成，電解電容El的正端與穩(wěn)壓芯片Pl的IN和EN相連并接到+5V，穩(wěn)壓芯片Pl的ADJ與電阻Rl的一端、電阻R2的一端相連；穩(wěn)壓芯片Pl的OUT與電阻R2的另一端、電解電容E2的正端、電容Cl的一端、電阻R3的一端相連輸出4. 2V穩(wěn)壓電源,穩(wěn)壓芯片Pl的GND與電解電容El的負端、電阻Rl的另一端、電解電容E2的負端、電容Cl的另一端、電阻R3的另一端相連并接到地；所述的自動切換模塊由MOS芯片P4和電阻R7組成，MOS芯片P4采用NMOS器件IRF7416，M0S芯片P4的G與電阻R7的一端相連并接到+5V，電阻R7的另一端接地，MOS芯片P4的S接到4. 2V, MOS芯片P4的D接到BAT+ ；所述的控制開關由MOS芯片P2、電阻R4、電阻R5、電解電容E3組成，MOS芯片P2采用NMOS器件IRF7416，M0S芯片P2的G與電阻R5的一端相，連，MOS芯片P2的S與電阻R4的一端相連并接到4. 2V，MOS芯片P4的D與電解電容E3的正端相連輸出BATT，電解電容E3的負端接地，電阻R4的另一端與電阻R5另一端相連接到PCCTL ；所述的恒壓電路由電阻R8、電阻R9、電容C2、電解電容E6、穩(wěn)壓芯片P5、電感L、電阻R10、電容C3、電阻R11、電阻R12、E7組成，穩(wěn)壓芯片P5采用SIPEX的SP6650配置外圍器件提供恒定3. 3V，穩(wěn)壓芯片P5的PVIN、ILM和SHDN相連與電解電容E6的正端、電阻R9的一端、電阻R8的一端相連接到4. 2V,電阻R9的另一端與電容C2的一端相連，電容C2的另一端接地，穩(wěn)壓芯片P5的LX與電感L的一端、電阻RlO的一端相連，電感L的另一端與電容C3的一端、E7的正端、穩(wěn)壓芯片P5的VOUT相連并輸出3. 3V，電阻RlO的另一端與電容C3的另一端、電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端與穩(wěn)壓芯片P5的FB、電阻R12的一端、E7的負端、穩(wěn)壓芯片P5的PGND、穩(wěn)壓芯片P5的GND相連并接到地。有益效果電源系統(tǒng)是物機的動力之源，超級電容管理系統(tǒng)是電源系統(tǒng)的儲能介質，當電源系統(tǒng)的輸入失電后，物機依靠超級電容管理系統(tǒng)的儲能完成短信報警。采用超級電容管理系統(tǒng)而不是鋰電池進行儲能，使物機不僅適用惡劣環(huán)境，而且克服了鋰電池充電壽命的限制。本超級電容管理系統(tǒng)將5V輸入電壓通過變換和儲能輸出具有后備的3. 3V和可控制輸出的VBAT (3. 6-4. 2V)。儲能介質使用兩節(jié)2. 7V的超級電容替代單節(jié)鋰電池，克服鋰電池作為物機儲能介質在壽命和低溫方面的缺陷。

圖1為本超級電容管理系統(tǒng)的組成框圖；圖2為本超級電容管理系統(tǒng)的具體實施方式
電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。如圖1所示，一種新型超級電容管理系統(tǒng)包括充電電路、平衡電路、超級電容、穩(wěn)壓電路、自動切換模塊、控制開關、恒壓電路；5V與充電電路、穩(wěn)壓電路和自動切換模塊相連，充電電路的輸出與平衡電路相連，平衡電路的輸出與超級電容和自動切換模塊相連；穩(wěn)壓電路的輸出與控制開關、恒壓電路和自動切換模塊相連；控制開關的輸出VBAT是受控制的；恒壓電路輸出恒定的3. 3V。超級電容兩節(jié)2. 7V的超級電容串聯(lián)的容量計算，為了縮小物機的總體體積，選擇合適的超級電容容量是關鍵。為了保證物機在外部失電后依靠超級電容儲能發(fā)送短信報警信號，最多發(fā)送16條報警短信。經(jīng)測試發(fā)送I條報警短信的平均時間為1. 5s，連續(xù)發(fā)送的平均時間為2. 2s,因此，發(fā)送16條報警短信的時間為35. 2s，物機在發(fā)送短信時所需平均電流為250mA。35. 2sX250mA=8800mAs=8. 8As。物機發(fā)送短信的電壓范圍為
4.2V-3. 6V=0. 6V ;兩節(jié)串聯(lián)超級電容的容量為8. 8As/0. 6V=14. 67F，取整為15F。因此，單節(jié)超級電容選擇為30F。如圖2所示，各部分的主要IC型號是充電電路(CN3068)、穩(wěn)壓電路(MIC29302BU)、自動切換模塊和控制開關(IRF7416)、恒壓電路(SP6650)、平衡電路(XC61CN2202MR 和 XP161A1355PR)。充電電路(CN3068):從成本控制設計，根據(jù)VBAT(3. 6-4. 2V)的要求，選擇使用成熟的單節(jié)鋰電池充電集成電路。實驗驗證國產(chǎn)500毫安USB接口兼容的鋰電池充電集成電路CN3068完全滿足設計需要。 CN3068是可以對單節(jié)可充電鋰電池進行恒流/恒壓充電的充電器電路。該器件內部包括功率晶體管，應用時不需要外部的電流檢測電阻和阻流二極管。CN3068只需要極少的外圍元器件，并且符合USB總線技術規(guī)范，非常適合于便攜式應用的領域。熱調制電路可以在器件的功耗比較大或者環(huán)境溫度比較高的時候將芯片溫度控制在安全范圍內。充電電流通過一個外部電阻設置。當輸入電壓掉電時，CN3068自動進入低功耗的睡眠模式，此時電池的電流消耗小于3微安。其它功能包括輸入電壓過低鎖存，自動再充電，電池溫度監(jiān)控以及充電狀態(tài)/充電結束狀態(tài)指示等功能。CN3068采用8管腳小外形封裝(S0P8)。雖然CN3068有內部固定4. 2V的恒壓充電電壓和可以通過一個外部的電阻調節(jié)恒壓充電電壓兩種模式，但在實際使用中當使用外部電阻調整恒壓充電電壓時，由于芯片內部和外部的溫度不一致及芯片生產(chǎn)時的工藝偏差等原因，可能導致輸出電壓的精度變差和溫度系數(shù)變大。同時，因需外接電阻不僅增加材料、裝配成本，更重要的是增加了調試的難度。因此，在本實用新型中采用CN3068內部固定4. 2V的恒壓充電電壓模式。平衡電路(XC61CN2202MR和 XP161A1355PR):選擇采用兩節(jié)2. 7V的超級電容串聯(lián)，現(xiàn)有兩節(jié)2. 7V超級電容串聯(lián)模組采用電壓比較器、NM0SFET和電阻來實現(xiàn)平衡電路，但在電壓比較器的選擇上選用2. 6V的比較器，因此，兩節(jié)2. 7V超級電容串聯(lián)模組的電壓為2. 6x2=5. 2V，不符合物機4. 2V。TOREX的XC61C系列高精度、低功耗電壓比較器的精度為±2%，電壓檢測范圍從1.6V到6V，步進0.1V，工作電壓范圍0. 7V到10. 0V。XC61C型號的選擇的指標計算(I)電壓檢測值根據(jù)XC61C的精度為±2%，CN3068的充電電壓為4. 2V,即兩節(jié)串聯(lián)超級電容的最高電壓4. 2Vx (1+2%) =4. 284V ；兩節(jié)串聯(lián)超級電容的最低電壓4. 2Vx (1-2%) =4. 116V ；為了保證兩節(jié)串聯(lián)超級電容的最高電壓達到4. 2V，因此，單節(jié)的電壓檢測值應該為:4. 284V/2=2. 142V。(2) XC6IC 型號確定XC61C的型號根據(jù)電壓檢測范圍從1. 6V到6V，步進0.1V來確定的，因此我們選擇
2.2V最為合適。具體型號為XC61CN2202MR。XP161A1355PR 是 N MOS 功率開關，與 XC61CN2202MR 配合使用，由 XC61CN2202MR 的輸出控制XP161A1355PR導通，實現(xiàn)兩節(jié)級電容串聯(lián)模組的平衡充電。[0063]如圖2所示，本實用新型具體實施案例包括充電電路、平衡電路、超級電容、穩(wěn)壓電路、自動切換模塊、控制開關、恒壓電路；充電電路由電解電容E4、電池管理芯片P3、電解電容E5和電阻R6組成，電解電容E4的正端與、電池管理芯片P3的VCC相連并接到+5V，電解電容E4的負端與地連接；電池管理芯片P3的FB和BAT與電解電容E5正端相連輸出4. 2V，電池管理芯片P3的TEMP、GND、電解電容E5的負端、電阻R6的一端相連并接到地，電池管理芯片P3的IR與電阻R6的另一端相連；平衡電路由比較器P6、M0S管P7、比較器P8、M0S管P9、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16組成，BAT+連接到MOS管P7的S、電阻R13的一端、電阻R14的一端、超級電容CA的正端，電阻R13的另一端連到比較器P6的VIN，比較器P6的OUT連到MOS管P7的G、電阻R14的另一端，比較器P6的VSS與超級電容CA的負端、MOS管P7的D、M0S管P9的
S、電阻R15的一端、超級電容CB的正端相連，電阻R15的另一端與比較器P8的VIN相連，比較器P8的OUT連到MOS管P9的G、電阻R16的另一端，比較器P8的VSS與超級電容CB的負端、MOS管P9的D相連并連接到地；超級電容由超級電容CA和超級電容CB組成；穩(wěn)壓電路由電解電容El、穩(wěn)壓芯片Pl、電阻Rl、電阻R2、電解電容E2、電容Cl、電阻R3組成，電解電容El的正端與穩(wěn)壓芯片Pl的IN和EN相連并接到+5V，穩(wěn)壓芯片Pl的ADJ與電阻Rl的一端、電阻R2的一端相連；穩(wěn)壓芯片Pl的OUT與電阻R2的另一端、電解電容E2的正端、電容Cl的一端、電阻R3的一端相連輸出4. 2V穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓芯片Pl的GND與電解電容El的負端、電阻Rl的另一端、電解電容E2的負端、電容Cl的另一端、電阻R3的另一端相連并接到地；自動切換模塊由MOS芯片P4和電阻R7組成，MOS芯片P4采用NMOS器件IRF7416，MOS芯片P4的G與電阻R7的一端相連并接到+5V，電阻R7的另一端接地，MOS芯片P4的S接到4. 2V, MOS芯片P4的D接到BAT+ ；控制開關由MOS芯片P2、電阻R4、電阻R5、電解電容E3組成，MOS芯片P2采用NMOS器件IRF7416，M0S芯片P2的G與電阻R5的一端相，連，MOS芯片P2的S與電阻R4的一端相連并接到4. 2VjMOS芯片P4的D與電解電容E3的正端相連輸出BATT，電解電容E3的負端接地，電阻R4的另一端與電阻R5另一端相連接到PCCTL ；恒壓電路由電阻R8、電阻R9、電容C2、電解電容E6、穩(wěn)壓芯片P5、電感L、電阻RlO、電容C3、電阻R11、電阻R12、電解電容E7組成，穩(wěn)壓芯片P5采用SIPEX的SP6650配置外圍器件提供恒定3. 3V，穩(wěn)壓芯片P5的PVIN、ILM和SHDN相連與電解電容E6的正端、電阻R9的一端、電阻R8的一端相連接到4. 2V,電阻R9的另一端與電容C2的一端相連，電容C2的另一端接地，穩(wěn)壓芯片P5的LX與電感L的一端、電阻RlO的一端相連，電感L的另一端與電容C3的一端、電解電容E7的正端、穩(wěn)壓芯片P5的VOUT相連并輸出3. 3V，電阻RlO的另一端與電容C3的另一端、電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端與穩(wěn)壓芯片P5的FB、電阻R12的一端、電解電容E7的負端、穩(wěn)壓芯片P5的PGND、穩(wěn)壓芯片P5的GND相連并接到地。本實用新型具備以下優(yōu)點①本實用新型采用手機鋰電池充電管理芯片實現(xiàn)對兩節(jié)超級電容串聯(lián)兩端電壓的限制，根據(jù)[0072]VBAT輸入電壓范圍要求，控制其充電電壓在4. 2V。而這種充電管理芯片不僅出貨量大，而且售價低。②本實用新型采用電壓比較器和MOSFET來實現(xiàn)兩節(jié)超級電容串聯(lián)時的平衡充電電路，根據(jù)物機對兩節(jié)超級電容串聯(lián)兩端充電電壓限制在4. 2V，我們可以選擇定電壓的比較器，不僅精度高，而且價格也好。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不限制于本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的權利要求范圍之內。
權利要求1.一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的超級電容管理模塊，包括充電電路、平衡電路、超級電容、穩(wěn)壓電路、自動切換模塊、控制開關、恒壓電路； 5V與充電電路、穩(wěn)壓電路和自動切換模塊相連，充電電路的輸出與平衡電路相連，平衡電路的輸出與超級電容和自動切換模塊相連；穩(wěn)壓電路的輸出與控制開關、恒壓電路和自動切換模塊相連；控制開關的輸出VBAT是受控制的；恒壓電路輸出恒定的3.3V。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的超級電容的單節(jié)超級電容選擇為30F。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的充電電路采用CN3068、穩(wěn)壓電路采用MIC29302BU、自 動切換模塊和控制開關采用RF7416、恒壓電路采用SP6650、平衡電路采用XC61CN2202MR和X穩(wěn)壓芯片P161A1355PR。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的充電電路由電解電容E4、電池管理芯片P3、電解電容E5和電阻R6組成，電解電容E4的正端與電池管理芯片P3的VCC相連并接到+5V，電解電容E4的負端與地連接；電池管理芯片P3的FB和BAT與電解電容E5正端相連輸出4.2V，電池管理芯片P3的TEMP、GND、電解電容E5的負端、電阻R6的一端相連并接到地，電池管理芯片P3的IR與電阻R6的另一端相連。
5.根據(jù)權利要求2或4所述的一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的平衡電路由比較器P6、MOS管P7、比較器P8、MOS管P9、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16組成，BAT+連接到MOS管P7的S、電阻R13的一端、電阻R14的一端、超級電容CA的正端，電阻R13的另一端連到比較器P6的VIN，比較器P6的OUT連到MOS管P7的G、電阻R14的另一端，比較器P6的VSS與超級電容CA的負端、MOS管P7的D、M0S管P9的S、電阻R15的一端、超級電容CB的正端相連，電阻R15的另一端與比較器P8的VIN相連，比較器P8的OUT連到MOS管P9的G、電阻R16的另一端，比較器P8的VSS與超級電容CB的負端、MOS管P9的D相連并連接到地；超級電容由超級電容CA和超級電容CB組成。
6.根據(jù)權利要求2或4所述的一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的穩(wěn)壓電路由電解電容E1、穩(wěn)壓芯片P1、電阻R1、電阻R2、電解電容E2、電容Cl、電阻R3組成，電解電容El的正端與穩(wěn)壓芯片Pl的IN和EN相連并接到+5V，穩(wěn)壓芯片Pl的ADJ與電阻Rl的一端、電阻R2的一端相連；穩(wěn)壓芯片Pl的OUT與電阻R2的另一端、電解電容E2的正端、電容Cl的一端、電阻R3的一端相連輸出4.2V穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓芯片Pl的GND與電解電容El的負端、電阻Rl的另一端、電解電容E2的負端、電容Cl的另一端、電阻R3的另一端相連并接到地。
7.根據(jù)權利要求2或4所述的一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的自動切換模塊由MOS芯片P4和電阻R7組成，MOS芯片P4采用NMOS器件IRF7416，MOS芯片P4的G與電阻R7的一端相連并接到+5V，電阻R7的另一端接地，MOS芯片P4的S接到4.2V，MOS芯片P4的D接到BAT+o
8.根據(jù)權利要求2或4所述的一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制開關由MOS芯片P2、電阻R4、電阻R5、電解電容E3組成，MOS芯片P2采用NMOS器件IRF7416，MOS芯片P2的G與電阻R5的一端相，連，MOS芯片P2的S與電阻R4的一端相連并接到·4.2VjMOS芯片P4的D與電解電容E3的正端相連輸出BATT，電解電容E3的負端接地，電阻R4的另一端與電阻R5另一端相連接到PCCTL。
9.根據(jù)權利要求2或4所述的一種新型超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的恒壓電路由電阻R8、電阻R9、電容C2、電解電容E6、穩(wěn)壓芯片P5、電感L、電阻R10、電容C3、電阻R11、電阻R12、E7組成，穩(wěn)壓芯片P5采用SIPEX的SP6650配置外圍器件提供恒定3.3V，穩(wěn)壓芯片P5的PVIN、ILM和SHDN相連與電解電容E6的正端、電阻R9的一端、電阻R8的一端相連接到4.2V,電阻R9的另一端與電容C2的一端相連，電容C2的另一端接地，穩(wěn)壓芯片P5的LX與電感L的一端、電阻RlO的一端相連，電感L的另一端與電容C3的一端、E7的正端、穩(wěn)壓芯片P5的VOUT相連并輸出3.3V，電阻RlO的另一端與電容C3的另一端、電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端與穩(wěn)壓芯片P5的FB、電阻R12的一端、E7的負端、穩(wěn)壓芯片P5的PGND、穩(wěn)壓芯片P5 的GND相連并接到地。
專利摘要一種新型超級電容管理系統(tǒng)，所述的超級電容管理模塊,包括充電電路、平衡電路、超級電容、穩(wěn)壓電路、自動切換模塊、控制開關、恒壓電路；5V與充電電路、穩(wěn)壓電路和自動切換模塊相連，充電電路的輸出與平衡電路相連，平衡電路的輸出與超級電容和自動切換模塊相連；穩(wěn)壓電路的輸出與控制開關、恒壓電路和自動切換模塊相連；控制開關的輸出VBAT是受控制的；恒壓電路輸出恒定的3.3V。
文檔編號H02J7/00GK202918064SQ201220511328
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權日2012年10月8日
發(fā)明者劉鎮(zhèn)陽, 李文鋒, 許建華, 陸敬筠, 王養(yǎng)森, 孫偉, 王偉, 劉辰成, 劉德田 申請人:南京覓丹電子信息有限公司