[发明专利]具有双向功率流的超级电容器备用电源

权利要求书

1.一种用作备用电源的系统，所述系统包括：

超级电容器；以及

用于为所述超级电容器充电和放电的单个电路，所述单个电路包括具有电感器的路径，所述电感器在充电模式中运行用于充电，在备用模式中运行用于放电。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述单个电路包括：

连接在所述电感器的第一节点和一个电势之间的第一开关；

与所述第一开关并联的第一二极管；

连接在接地端和所述电感器的所述第一节点之间的第二开关；和

与所述第二开关并联的第二二极管。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述第一开关和所述第二开关被操作，以在所述电势可用时，为所述超级电容器充电，在所述电势缺失时，使所述超级电容器放电。

4.如权利要求2或3所述的系统，其中所述第一开关和所述第二开关中的至少一个是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述第一二极管和所述第二二极管中的至少一个是所述MOSFET的固有二极管。

6.如权利要求4所述的系统，其中所述第一二极管和所述第二二极管中的至少一个是肖特基二极管。

7.如权利要求2至6中任一项所述的系统，进一步包括用于控制所述第一开关和所述第二开关的控制器。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述控制器操作所述第一开关和所述第二开关连同所述电感器，以形成具有同步整流器的降压变换器。

9.如权利要求7或8所述的系统，其中所述控制器操作所述第一开关和所述第二开关连同所述电感器，以形成具有同步整流器的升压变换器。

10.如权利要求7至9中任一项所述的系统，其中所述控制器以及所述第一开关和所述第二开关中的至少一个是在集成电路中形成的。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述单个电路依据所述单个电路处于充电模式还是降压模式，而形成降压变换器或升压变换器。

12.如权利要求11所述的系统，进一步包括用于形成所述降压变换器或所述升压变换器的控制器。

13.如权利要求1所述的系统，其中所述单个电路包括第一反馈路径和第二反馈路径，所述第一反馈路径和所述第二反馈路径中的一个在充电模式被激活，另一个在备用模式被激活。

14.如权利要求13所述的系统，进一步包括用于控制所述单个电路运行的控制器。

15.如权利要求7至10，12和14中任一项所述的系统，其中所述系统具有多个模式，包括用于充电的充电模式和用于放电的备用模式，其中所述控制器监视一个电势的初级电源、所述超级电容器电压的电压、所述电势、所述电感器的电流、或它们的组合，并基于一个或多个监视的结果来控制所述单个电路的模式。

16.如权利要求12或14所述的系统，其中所述控制器的电路位于集成电路上。

17.如权利要求7至10、12、14和16中任一项所述的系统，其中所述集成电路将电流检测信号作为其输入。

18.如权利要求7至10、12、14和16中任一项所述的系统，其中所述控制器具有电流控制模式、电压控制模式或其组合。

19.一种用作备用电源的系统，所述系统包括：

超级电容器；

电感器；

和所述电感器一起运行以便为所述超级电容器充电和放电的单个电路；以及

用于监视和控制所述单个电路的控制器。

20.如权利要求19所述的系统，其中所述单个电路连接至一个电势，并且其中所述控制器运行所述单个电路，以在所述电势可用时为所述超级电容器充电，而在所述电势缺失时，使所述超级电容器放电以提供所述备用电源。

21.如权利要求19或20所述的系统，其中所述控制器操作所述单个电路连同所述电感器，以形成降压变换器。

22.如权利要求19至21中任一项所述的系统，其中所述控制器操作所述单个电路连同所述电感器，以形成升压变换器。