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如果温升Tws和绝对温度Tc都在安全范围内,通过Tws读取到内置到MCU的超级电容温升-电流曲线,读取出对应的可充电电流Itws。如果设置的充电限制电流Icset大于温升-电流值Itws,则将Icset设置为Itws进行充电,防止了充电电流过大导致超级电容寿命损伤。
图4 电容充电与过载保护辑框图
如图4所示,本设计首先判断TEMPFlag是否为1,当TEMPFlag为1表明温度传感器的数据已经读取完毕。其次判断TempHFlag是否为1,如果TempHFlag为1表明超级电容的绝对温度或者温升都已经超过了超级电容的工作极限,此时不能对其进行充电。
然后判断充电控制电路是否过载,其过载的判断主要是依据温度传感器t1测量的温度Tk,如果Tk大于内置的设定值Tkset,表明充电控制电路存在过热,继续充电将会导致充电回路损坏,此时将过载标志OverFlag置1,表明充电控制回路过载,停止充电。
上述的几个条件都没有问题后,逻辑再次判断设置参数是否读取,参数读取标志正常,则会依照Icset来控制PWM2输出一个电压来和充电回路的电流相比较,比较过程由图1的(c)部分电压比较器A2完成。
依照Ucset来控制PWM1输出一个电压来和充电回路的电压相比较,比较过程由图1的(c)部分电压比较器A1完成.两者设置完毕,则图1的(c)部分自动完成充电的限流限压充电过程,同时将充电标志ChargeFlag置1,表明此时正在对超级电容组充电。
禁止充电时通过控制T_ctl直接关断图1的(c)部分的与门控制信号,使开关管Q停止工作,清充电标志ChargeFlag为0。
3 超级电容模组充电电源设计技术指标
超级电容模组充电电源设计技术指标及与现有充电电源方案的比较,具体表1-2所示:
表1. 超级电容模组的充电电源技术目标参数
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