一種超級(jí)電容充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種超級(jí)電容領(lǐng)域，具體涉及一種超級(jí)電容的充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前能源和環(huán)境已成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的兩大瓶頸，為了保持可持續(xù)發(fā)展，迫切需要發(fā)展可再生新能源及相關(guān)材料。超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能裝置，具有容量大、功率密度高、充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)、溫度運(yùn)行范圍大、不含有毒金屬等優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容是介于傳統(tǒng)電容器與電池之間的、有著特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原電容電荷儲(chǔ)存電能。目前，超級(jí)電容被廣泛應(yīng)用到電動(dòng)汽車、脈沖電壓系統(tǒng)、應(yīng)急電源及航天航空等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)應(yīng)用于超級(jí)電容充電裝置的生產(chǎn)單位較少，無(wú)法滿足對(duì)電容動(dòng)力的快速需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提出一種超級(jí)電容充電器。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:
一種超級(jí)電容充電系統(tǒng)，由上位機(jī)、單片機(jī)、以及與單片機(jī)相連的液晶顯示器、開關(guān)電源、DA模塊以及AD模塊、以及信號(hào)調(diào)整電路、壓控恒流源；其中，開關(guān)電源連接壓控恒流源；壓控恒流源與超級(jí)電容相連;AD模塊與超級(jí)電容之間通過(guò)信號(hào)調(diào)整電路進(jìn)行連接。
[0005]優(yōu)選地，所述單片機(jī)為括STC90C58AD單片機(jī)。
[0006]優(yōu)選地，所述AD模塊采用TLC2543型AD轉(zhuǎn)換器，DA模塊TLC5618型DA轉(zhuǎn)換器，連接單片機(jī)SPI端。
[0007]或者優(yōu)選地，還設(shè)有4個(gè)按鍵控制，4個(gè)按鍵與單片機(jī)的P2.0-P2.3相連接。
[0008]或者優(yōu)選地，所述壓控恒流源采用IRF640場(chǎng)效應(yīng)管作為調(diào)整管，采用50W、I Ω大功率黃金電阻作為采樣電阻，使用高精度0P07作為運(yùn)算放大器。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)超級(jí)電容的充電的功能，通過(guò)上位機(jī)或按鍵設(shè)置，可為不同規(guī)格的超級(jí)電容充電。將充電過(guò)程分為大電流恒流充電階段、逐漸減小充電電流階段、微小恒定電流充電階段，確保超級(jí)電容能夠完全充滿。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，可以為超級(jí)電容充電。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明一種超級(jí)電容充電器的連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]超級(jí)電容可以近似等效為一個(gè)內(nèi)阻串聯(lián)一個(gè)電容器，若采用大電流充電至其額定電壓停止充電，實(shí)際并沒有充滿。原因主要有兩點(diǎn):一是由于電流較大時(shí)，超級(jí)電容內(nèi)阻上壓降較大；二是由于大電流充電時(shí)，充電電荷易在電極兩端出現(xiàn)瞬時(shí)積累，形成浮充。鑒于以上兩點(diǎn)，系統(tǒng)將整個(gè)充電過(guò)程分為三個(gè)階段，確保超級(jí)電容完全充滿。第一階段:采用恒定的大電流快速充電，充到電容的額定電壓。第二階段:逐漸減小充電電流，給超級(jí)電容補(bǔ)充充電。第三階段:采用微小的電流充電，超級(jí)電容內(nèi)阻等因素影響微小，確保完全充滿。
[0012]本系統(tǒng)主要由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分構(gòu)成。上位機(jī)主要用于設(shè)置待充電超級(jí)電容的額定電壓、充電電流的大小以滿足不同規(guī)格參數(shù)超級(jí)電容充電的需要，此外，上位機(jī)還可以顯示超級(jí)電容充電時(shí)的電壓值以及波形圖。下位機(jī)采用STC90C58AD為主控制器，接收上位機(jī)的控制指令，根據(jù)上位機(jī)設(shè)置的充電電流大小改變DA轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以調(diào)節(jié)恒流源輸出電流的大小，充電電流的大小也可以通過(guò)按鍵設(shè)置，利用AD轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)采集超級(jí)電容的當(dāng)前電壓值。
[0013]系統(tǒng)可通過(guò)上位機(jī)或者按鍵設(shè)置超級(jí)電容的額定電壓和充電電流大小。4個(gè)按鍵與單片機(jī)的P2.0-P2.3相連接，由于STC90C58AD P2 口內(nèi)部自帶上拉電阻，所以外接按鍵不需要再接上拉電阻。4個(gè)按鍵的功能分別為設(shè)置額定電壓+ 0.1 V、-0.1 V和充電電流+ 0.1 A、_ 0.1 A。
[0014]本發(fā)明利用TLC2543 12位AD轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)采集超級(jí)電容的電壓值，通過(guò)TLC561812位DA轉(zhuǎn)換器控制恒流源輸出電流的大小。TLC2543為11路模擬輸入串行AD轉(zhuǎn)換器，通過(guò)SPI接口與單片機(jī)通信，本發(fā)明中超級(jí)電容的電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器處理后，由AD轉(zhuǎn)換器采集其實(shí)時(shí)電壓。TLC5618為雙路DA轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)通過(guò)SPI接口輸出數(shù)字量到TLC5618的輸入端，TLC5618的模擬量輸出端與恒流源模塊的運(yùn)放同向輸入端連接，控制恒流源電路輸出電流的大小。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超級(jí)電容充電系統(tǒng)，其特征在于:由上位機(jī)、單片機(jī)、以及與單片機(jī)相連的液晶顯示器、開關(guān)電源、DA模塊以及AD模塊、以及信號(hào)調(diào)整電路、壓控恒流源；其中，開關(guān)電源連接壓控恒流源；壓控恒流源與超級(jí)電容相連;AD模塊與超級(jí)電容之間通過(guò)信號(hào)調(diào)整電路進(jìn)行連接。2.如權(quán)利要求1一種超級(jí)電容充電系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)為括STC90C58AD單片機(jī)。3.如權(quán)利要求1一種超級(jí)電容充電系統(tǒng)，其特征在于:所述AD模塊采用TLC2543型AD轉(zhuǎn)換器，DA模塊TLC5618型DA轉(zhuǎn)換器，連接單片機(jī)SPI端。4.如權(quán)利要求1一種超級(jí)電容充電系統(tǒng)，其特征在于:還設(shè)有4個(gè)按鍵控制，4個(gè)按鍵與單片機(jī)的P2.0-P2.3相連接。5.如權(quán)利要求1一種超級(jí)電容充電系統(tǒng)，其特征在于:所述壓控恒流源采用IRF640場(chǎng)效應(yīng)管作為調(diào)整管，采用5(Μ、1Ω大功率黃金電阻作為采樣電阻，使用高精度0Ρ07作為運(yùn)算放大器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超級(jí)電容領(lǐng)域，具體涉及一種超級(jí)電容的充電系統(tǒng)。一種超級(jí)電容充電系統(tǒng)，由上位機(jī)、單片機(jī)、以及與單片機(jī)相連的液晶顯示器、開關(guān)電源、DA模塊以及AD模塊、以及信號(hào)調(diào)整電路、壓控恒流源；其中，開關(guān)電源連接壓控恒流源；壓控恒流源與超級(jí)電容相連；AD模塊與超級(jí)電容之間通過(guò)信號(hào)調(diào)整電路進(jìn)行連接。發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)超級(jí)電容的充電的功能，通過(guò)上位機(jī)或按鍵設(shè)置，可為不同規(guī)格的超級(jí)電容充電。將充電過(guò)程分為大電流恒流充電階段、逐漸減小充電電流階段、微小恒定電流充電階段，確保超級(jí)電容能夠完全充滿。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，可以為超級(jí)電容充電。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號(hào)】CN105634029
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410575446
【發(fā)明人】王耀斌
【申請(qǐng)人】陜西高新能源發(fā)展有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月25日