[发明专利]一种超级电容充电保护装置及方法

摘要

本申请公开了一种超级电容充电保护装置及方法，该装置包括用于设定电流门限值IS的电流门限值设定单元、用于比较电流门限值IS和超级电容模组的充电电流IUC并且输出比较信号的比较单元、用于将微控制器单元发送的PWM信号传送给DC/DC单元的PWM隔离单元、用于放大比较信号输出控制信号给PWM隔离单元的放大单元；PWM隔离单元接收的控制信号为保护信号时将PWM信号封锁，使得DC/DC单元停止向超级电容模组充电；本申请对于过流的响应速度快，安全可靠，对超级电容充电过程中的瞬间过电流做到完全保护，不依赖软件，即使MCU输出的PWM信号一直为高电平，系统也能得到保护。 1

主权项

1.一种超级电容充电保护装置，其特征在于，包括用于设定电流门限值I_S的电流门限值设定单元(10)、用于比较电流门限值I_S和超级电容模组(20)的充电电流I_UC并且输出比较信号的比较单元(30)、用于将微控制器单元(50)发送的PWM信号传送给DC/DC单元(60)的PWM隔离单元(70)、用于放大比较信号输出控制信号给PWM隔离单元(70)的放大单元(40)；所述PWM隔离单元(70)接收的控制信号为保护信号时将PWM信号封锁，使得所述DC/DC单元(60)停止向超级电容模组(20)充电。

2.根据权利要求1所述的超级电容充电保护装置，其特征在于，所述电流门限值设定单元(10)与比较单元(30)之间还设置有用于稳定所述电流门限值I_S的缓冲单元(80)。

3.根据权利要求1所述的超级电容充电保护装置，其特征在于，所述缓冲单元(80)由电压跟随器组成。

4.根据权利要求1至3任一项所述的超级电容充电保护装置，其特征在于，所述电流门限值I_S大于超级电容模组(20)正常充电时的最大电流值、小于DC/DC单元(60)中功率模块允许的最大电流值。

5.根据权利要求4所述的超级电容充电保护装置，其特征在于，所述电流门限值设定单元(10)由串联的电阻R₁和R₂以及与R₂并联连接到地的电容C₁组成；所述电流门限值I_S由电源VCC经过电阻R₁分压并经过电容C₁滤波后得到。

6.根据权利要求5所述的超级电容充电保护装置，其特征在于，所述PWM隔离单元(70)包括光电耦合器；所述保护信号连接到光电耦合器中发光二极管的阴极，所述PWM信号连接至所述发光二极管的阳极；所述光电耦合器的输出信号连接到所述DC/DC单元(60)。

7.一种超级电容充电保护方法：其特征在于，包括以下步骤：

通过电流门限值设定单元(10)设定并输出电流门限值I_S；

检测超级电容模组(20)的充电电流I_UC；

将电流门限值I_S和充电电流I_UC输入比较单元(30)比较后输出控制信号；

将控制信号和微控制器单元(50)发送的PWM信号输入PWM隔离单元(70)；

PWM隔离单元(70)接收的控制信号为保护信号时将PWM信号封锁，使得DC/DC单元(60)停止向超级电容模组(30)充电。

8.根据权利要求7所述的超级电容充电保护方法：其特征在于，所述通过电流门限值设定单元(10)设定并输出电流门限值I_S后还包括：

通过缓冲单元(80)稳定所述电流门限值I_S后再输出。

9.根据权利要求8所述的超级电容充电保护方法：其特征在于，所述将电流门限值I_S和充电电流I_UC输入比较单元比较后输出控制信号后还包括：

将控制信号放大后输出。

10.根据权利要求7至9任一项所述的超级电容充电保护方法：其特征在于，所述电流门限值I_S大于超级电容模组(30)正常充电时的最大电流值、小于DC/DC单元(60)中功率模块允许的最大电流值。