恒流充电型电容器充电电源的研制
基于LC串联谐振的高压恒流充电电源设计
基于LC串联谐振的高压恒流充电电源设计
江进波;徐林;罗正;杨文;唐铭;姚延东;陈锐
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2024(36)5
【摘要】LC串联谐振式高压恒流充电电源能够实现电容器的高效快速充电,且具有较好的抗负载短路能力,在高重频脉冲功率系统中具有广阔的应用前景。
充电电源
的效率是决定系统重频运行能力的重要因素,提高效率是目前高压电容器充电电源
设计的首要目标。
根据LC串联谐振电路的工作原理,分析可知电源工作模式、逆变桥的开关频率以及高频变压器的分布参数是影响LC串联谐振电源效率的主要因素。
针对功率为10 kW、输出电压为40 kV的直流电源,计算主电路参数并利用Pspice建立了电路模型验证其准确性,采用软开关技术减小开关损耗,设计了分布参数较小的高频变压器进一步提高效率,并在此基础上完成了电源整体结构设计。
最
后测试了电源的充电特性,结果表明该电源可将0.1μF电容器在37 ms内充电至39.5 kV,其充电效率为87.1%。
【总页数】8页(P42-49)
【作者】江进波;徐林;罗正;杨文;唐铭;姚延东;陈锐
【作者单位】三峡大学电气与新能源学院;三峡大学湖北省输电线路工程技术研究
中心;国网恩施供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN78
【相关文献】
1.LC串联谐振恒流充电系统
2.LC谐振式恒流充电电源的研究
3.采用串联结构的高压电容恒流充电电源
4.基于谐振恒流充电的电梯应急电源设计
5.移相串联谐振高压电容器充电电源谐振参数设计方法及其电流控制策略
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一种新型恒功率超级电容器快速充电机设计
一种新型恒功率超级电容器快速充电机设计研究了超级电容快速充电方法，分析了恒功率快速充电的原理，并通过比较恒电流和恒功率两种方法，证明了恒功率充电更有利于实现快速充电。
根据恒功率充电原理，制作了快速充电样机。
实验表明该样机电路稳定，能够实现快速充电要求，具有良好的实用前景。
传统蓄电池电源系统的电池记忆效应差、容量下降及充电时间过长是长久以来一直存在的问题，而这些问题可使用超级电容来解决。
超级电容是一种极大程度上模拟了电容的电压特性曲线且具有非常高的容值的新型能源器件，目前已有万法拉级的超级电容单体。
超级电容无充放电记忆效应，允许上百万次充放电而不会有任何容量上的损失。
此外，超级电容具有极低的等效串联电阻（ESR），这一特性使得超级电容可以大电流充放电，其额度远超过当前最好的电池。
低ESR 和几乎没有电流限制的特性使得超级电容对充电系统表现出“假短路”，这给系统集成带来了挑战。
为了解决这个问题，需要针对超级电容的特性寻找新的充电方式。
与电池不同，超级电容可以同样的额度充电和放电，对能量回收系统(如传动系统的动态刹车)非常有用。
1 系统设计理论分析由于RC 时间常数太大，线性稳压器对超级电容充电效率极低。
由于超级电容具有较低的等效串联电感，使得开关模式充电电路的运行稳定。
由于超级电容可以承受大电流的特性，恒流充电或者恒功率充电是较好的充电方式。
1.1 超级电容充电模型参考文献[1]比较了不同应用场合下的不同的超级电容模型。
由于本系统是设计超级电容充电机，因此需要采用超级电容的充电模型。
它由阻性部分等效电阻ESR 和容性部分电容C 串联而成，表征了超级电容的充放电特性。
高效低压恒流充电电源的研制
Ｖ 图 １电源整体 结构
… ．
续 流 二极 管 Ｄ２ 选择 ＯＮ公 司 的 Ｍ Ｂ Ｓ ４ Ｒ ３０
也 胤 髂 豸
肖特基二极管，额定耐压 ４ Ｖ，额定电流 ３ ０ Ａ，
超低 导 通 压 降 Ｖ （ 导通 电 流 ３ 时 Ｖ ≤ Ｏ５ 。 Ａ Ｖ） 滤波 电容 Ｅ１ ２ ３ 择 １０ Ｆ２ Ｖ的 、Ｅ 、Ｅ 选 ０￣ ／２
卜 —
［三磷 三Ｉ 三 ＝ ＝
：Ｂ ： 较主 低
・
重孑痤品畦券 ｌ０６１ ０． ２ ０
针 对低压 蓄 电池的充 电设备效率较低的现状 ， 出 了一种 高 提 再经高频Ｄ ／ ＣＤＣ变换输出。 大量的理论分析 和
效率 恒 流 充 电 电源 的实 现 方 案 。 际应 用 表 明 ， 计 的 电源 实 设 实 际 应 用 证 明 ，后者 比前 者 具 有 更高 的 效 率 和
北京交通大学电气工程学院 李景新 张维戈 姜久春
摘要 ：
Ａ ／ Ｃ变换 也路 ＣＤ
ＡＣ ＤＣ 变 换 单 元 Ｕ１可 以 有 两 种 实 现 方 ／ 法 ： 种 是 利 用工 频 变 压 器 降 压再 经 整 流 滤 波 一
电 路 输 出 ， 另一 种 是 先 对 交 流 市 电 直 接 整 流 ，
实 际需 要 Ｕ ２具 有 以下 功 能 ：输 出 电流 恒
积 较 大 的 缺点 。针对 这 一 状 况 ，笔者 设 计 了交 定 ，同 时要 能 够 由外 部控 制 是 否 输 出 ，而 且 必
流市电输入、 直流 １Ａ 定 输 出的 充 电 电源 ， ０恒 不 须 具 有较 高 的 效 率 ，因此 选 择 ＭＡ ９ 作 为控 Ｘ７ ８ 仅 可 以应 用 于 对单 只电 池 的充 电 ，而且 可 以 与 制 核 心 ， 计 的 Ｄ ／ Ｃ变 换恒 流 输 出 电 路 如 图 设 ＣＤ 蓄 电池 管 理 系统 结 合 使 用 ， 铁 路 蓄 电池 的 三 ２ 示 。 在 所 充 两 放 维 护 过 程 中 同时 对 部 分 电 池 补 充 充 电 ，
用于超级电容恒流充电充电器
摘要自激振荡，电流控制开关电源，例如用作储能装置，充电电路，此处提供相关的方法。
在一个实现中，开关电源包括电源变压器的初级和次级，电压源切换到主开关元件，控制电路控制响应初级电流和次级电流的开关元件的操作。
从主开关元件断开时，初级电流达到第一个临界值，造成次级电流流通。
次级电流下降到第二个临界值时，开关元件切换回主。
电源变压器开关电源在充电和放电之间振荡。
在一个体现，高容量的储能电容耦合到次级，并与次级电流充电。
开关电源1。
本发明的领域本发明涉及一般电源供应器，更具体的是电源充电电容。
2。
相关工艺的讨论。
电容储能装置，能够储存能量，这可能会很快放电，随后充电。
传统电容充电电路通常采用直流电源，如电池，这是用来对电容充电。
通常情况下，目前被允许流入到变压器初级绕组储存能量，充电电流通过变压器次级绕组充电电容流动的形式，然后将电容放电。
这种充电电路之间振荡存入能量变压器（变压器的充电周期），然后转移到电容器（变压器放电周期）这种能量，直到它被充电到预期的水平。
然而，完全放电的电容器会出现死短，例如，0伏输出，从而导致过度浪涌电流可能会损坏充电电路。
这些浪涌电流发生的时间比较长，因为输出电压接近零，变压器需要相当长的时间来放电。
此外，一段时间的充电和放电的周期设定。
因此，如果变压器是不允许的充分放电，额外的能量转移到在连续充电周期的变压器可能使变压器饱和。
为了在初始电流浪涌的过程中使变压器充分放电。
电流限制，例如，一个扼流电感或电阻，用于提供电流，变压器的次级可以在下一个充电周期的开始前充分放电。
不利的是，大部分的初始能量转移到电容。
一旦电容电压达到一个点，它是整个放电电流流入电容不饱和或损坏充电电路的安全，限流路径被损坏。
充电和放电周期的切换，可以不同程度的控制。
例如，在许多的DC-DC转换器在用于电容器充电电池源，开关被设置在一个固定的频率。
也就是说，在预定时间内，充电周期切换到放电循环，然后切换回充电周期。
电容器恒流充电方法的分析与研究
将 逆 变 电 始 等 效 为 方 波 电 源 ，谐 振 【 旦 】 负 载 折 合 到 原边 用 Ｒ 表示 ， 得 到 等 效 电路 如 图 ２所示 。
算 得 电压 传 函 ：
Ｇ（ ＝ ㈩
定 制 约 。 同时 ， 其 充 电 速度 、 纹 波 和 稳定 度 指 标较 差 ， 特 别 是 随
着 重复 频 率 脉 冲 功 率技 术 的发 展 ， 以上 大体 积 、 慢 速 度 的 充 电 方 式 已不 能 满 足 目前 对 高压 大 功 率 充 电 电源 的要 求 ［ １ － ２ ］ ０本 文 通 过 对 串联谐 振 电路 的 特性 分 析 ，在 满 足 电 源要 求 性 能 的基 础 上 ， 提 出一 种 利用 开 关 电源技 术 实 现 的 电力 电容 器恒 流 充 电方 法 。
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｐｏ ｗｅ ｒ ｃａ ｐａ ｃｉ ｔ ｏｒ ， ｃｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅｎ ｔ ｃｈ ａ ｒ ｇ ｅ， ｒ ｅ ｓ ｏｎ ａ ｎ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ， ｃ ｕｒ ｒ ｅｎ ｔ ｓ ｏｕ ｒ ｃｅ
电容 器充 电技术 普 遍 采用 工 频 充 电方 式 ， 包 括 伺 服 电机 控制 的直 接 高 压充 电方 式 以及 Ｌ — Ｃ 谐 振 恒流 高 压 充 电方 式 。 该种 充 电 电路结 构 简 单 、 技 术 成熟 ， 但 由于 其 均工 作 在低 频 状 态 ， 隔 离工 频 变 压器 以及 滤 波 电感 和 电容 器 的体积 较 大 且 重 ， 对 应 用 场合 有
１ 谐 振 电路 仿 真 分 析
式中 ， Ｖ 。 （ ｊ ∞） 为负载 Ｒ两端的电压 ， Ｖ 。 （ ｊ ∞） 是输入电压 ， 谐振
角 频 率 ＝
用稳压集成块制作恒流充电器
用稳压集成块制作恒流充电器蓄电池充电的方式分为恒压充电和恒流充电两种。
对于便携式设备中周期使用的密封式镉镍电池一般都采用恒流充电方式，因为恒流充电方式有利于控制充电时间和延长电池的使用寿命。
下面介绍一种用稳压集成块制作的恒流充电器。
它所用元件少，制作容易、性能稳定，可对1—10节电池充电，使用非常方便。
电路组成如图(1)所示，所用核心元件为一块稳压集成块7805。
它是一种带有过流，过热和短路保护功能的固定输出稳压集成电路。
外形如图(2)所示。
它有三个引出脚，1脚为输人端2脚为基准电压端，3脚为输出端。
当1、2脚间的电压为8—35V时；2。
3脚能稳定输出5V。
在图1电路中，因2，3脚接在电阻R两端具有恒定的5V电压、只要R阻值恒定，则流过R 的电流I(即充电电流)就恒定。
因为I=5／R(A)与充电节数无关。
所以只要合理选取R的值，就能得到合适而恒定的充电电流。
若充电电池为0．5Ah的5号镍镉电池，按要求标准充电电流为50mA，R可取1／2W100Ω的电阻。
若用100mA的电流快速充电。
则取R为1W50Ω的电阻。
也可以取6．3V0．1A的小指示灯代替。
这样可以兼作充电指示用。
倘若被充电电池为较大容量的2号或1号电池。
可根据对充电电流的要求按上述公式计算出R的阻值。
只要注意选取电阻的功率要至少比实际功率大一倍，留有余量即可。
7805最好固定在厚Imm，10cm2的铝板上，以利散热，其它元件无特殊要求，参数如图(1)所示。
安装在自行刻制的线路板上。
只要焊接无误、无需调试，即可工作。
超级电容恒流充电电路
超级电容恒流充电电路
超级电容恒流充电电路的设计需要控制充电电流的大小，使得超级电容器可以以恒定的电流进行充电。
这种充电方式可以最大限度地减少充电时间，并提高充电效率。
在设计超级电容恒流充电电路时，需要考虑以下几个关键因素:
1.充电电流控制:在超级电容恒流充电电路中，需要精确控制充电电流的大小和充电时间，以避免电池过充或欠充。
可以通过使用PWM (脉宽调制)控制芯片来实现电流的精确控制。
2.充电电压控制:在超级电容恒流充电电路中，需要将充电电压控制在一定范围内，以避免电池过压或欠压。
可以通过使用电压检测芯片来实现电压的精确控制。
3.充电效率:在超级电容恒流充电电路中，需要尽可能提高充电效率，以减少充电时间和能耗。
可以通过优化电路设计和采用高效充电芯片来实现。
4.安全保护:在超级电容恒流充电电路中。
需要设置安全保护措施，以避免电池过热或过流。
可以通过使用保护芯片或电路来实现安全保护。
总之。
超级电容恒流充电电路的设计需要综合考虑充电电流电压、效率、安全保护等因素，以确保超级电容器的正常充放电和延长使用寿命。
制表：审核：批准：。
恒流恒压充电器的原理与设计
恒流恒压充电器的原理与设计随着高新电子技术的发展各类充电电子产品不断上升，为此云峰电子为朋友们提供些相关恒流充电器的制作与原理分析，请仔细阅读！第一类、lm317恒流源电路图图１、图２分别是用７８××和ＬＭ３１７构成的恒流充电电路，两种电路构成形式一致。
对于图１的电路，输出电流Ｉｏ＝Ｖｘｘ／Ｒ＋ＩQ，式中Ｖｘｘ是标称输出电压，ＩQ是从ＧＮＤ端流出的电流，通常ＩQ≤５ｍＡ。
当ＶＩ、Ｖｘｘ及环境温度变化时，ＩＱ的变化较大，被充电电池电压变化也会引起ＩQ的变化。
ＩQ是Ｉｏ的一部分，要流过电池，ＩQ的值与Ｉｏ相比不可忽略，因而这种电路的恒流效果比较差。
对于图２的电路，输出电流Ｉｏ＝ＶREF／Ｒ＋ＩADJ，式中ＶREF是基准电压，为１．２５Ｖ，ＩADJ是从调整端ＡＤＪ流出的电流，通常ＩADJ≤５０μＡ。
虽然ＩADJ也随ＶI及环境条件的变化而变化，且也是Ｉｏ的一部分，但由于ＩADJ仅为７８××的ＩQ的１％，与Ｉｏ相比，ＩQ可以忽略。
可见ＬＭ３１７的恒流效果较好。
对可充电电池进行恒流充电，用三端稳压集成电路构成恒流充电电路具有元件易购、电路简单的特点。
有些读者在设计电路时采用７８××稳压块，如《电子报》２００１年第２期第十一版刊登的《简单可靠的恒流充电器》及今年第６期第十版的《恒流充电器的改良》一文，均采用７８０５。
７８××虽然可接成恒流电路，但恒流效果不如ＬＭ３１７，前者是固定输出稳压ＩＣ，后者是可调输出稳压ＩＣ，两种芯片的售价又相近，采用ＬＭ３１７才是更为合理的改良。
ＬＭ３１７采用Ｔ０－３金属气密封装的耗散功率为２０Ｗ，采用ＴＯ－２２０塑封结构的耗散功率为１５Ｗ，负载电流均可达１．５Ａ，使用时需配适当面积的散热器。
由于ＬＭ３１７的ＶREF＝１．２５Ｖ，其最小压差为３Ｖ，因此输入电压ＶI达４．２５Ｖ就能正常工作。
但应注意输出电流Ｉｏ调得较大时，输入电压ＶI的范围将减小，超出范围会进入安全保护区工作状态，使用时可从图３的安全工作区保护曲线上查明输入—输出压差〔ＶI－Ｖｏ〕的范围。
高效紧凑的高压脉冲电容器恒流充电电源
高效紧凑的高压脉冲电容器恒流充电电源
1 引言
为了使充电电源达到效率和充电重复精度高、功率密度大的要求，采用了
具有串联谐振开关变换器电路结构，固定开关导通时间、变频控制以及零电
流切换的高压高功率电容器充电电源( CCPS) 技术。
输出特性满足电容器充电
电源要求的三阶段：线性充电- 电压维持- 放电。
但该技术忽略了高压变压器分布电容的影响，没有根本解决开关频率变化
时引起谐振频率漂移和存在非零电流关断的现象。
在本电源研制中，对CCPS
不足之处进行了改进，显着降低了导通、关断时变换器开关的损耗，提高了
系统的效率。
由于要求CCPS 高效紧凑，文中详细介绍了提高效率的方式。
2 工作原理
图1 是CCPS 的串联谐振开关变换器电路图。
串联谐振变换器由IGBT ( 绝
缘栅双极晶体管) 组成的功率开关S1~ S4、二极管D1~ D4、电感L 与电容
C、高压变压器T 、输出整流器B 以及负载电容CL 组成。
图1 串联谐振开关变换器电路
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简易恒流源的制作与调试
自制教具
2制作方案 2.1流入式恒流源1——NPN型三极管8050方案⑴
(1)电路与原理。 如图4所示，选用NPN型三极管8050，利用其电 流I=/3Ib(一般8050三极管0为100 ~ 300,极限电流 为500 ~ 800 mA, U”一般为0.6 ~ 0.7 V),再通过控制 电源电动势E和R的电阻值(R=他+RJ可确定人的电 流，其满足：h=(E-U)R。根据人=0人可得出/c即为 流入电容器的恒定电流。在该电路中，眦起限流作 用，防止三极管损坏后电路短路；二极管起整流作 用，防止电流倒灌给电容器。
较大误差，最大值与最小值相对误差为1.7倍。 第二，由t=CU〃可计算出理论充电的时间$(图7)。 第三，因实验需要验证正比关系，故相对误差的稳定
性成为衡量是否适合使用的标准，而实验表明其
能满足教学使用。第四，建议使用的恒流电压范围
为0~ 13 V。 ②调试。稳压范围满足：0~(U-〃?2)V,其中U
o Ll-----------------------------------------
13
5 7 9 11 13 15 17 充电 W|B]l/s
图15电容器两极板电压〃与充电时间r的数据对比3
(4) 分析与调试。
① 分析。第一』时间为人工秒表粗测，根据电
压表读数来分段计时，因前两段时间较短，会有较大
定性成为衡量是否适合使用的标准，而实验表明
其能满足教学使用。第四，建议使用的恒流电压范
围为0~20Vo ②调试。稳压范围满足：1 mAx/?i~ (U-2.5) V,
其中U小于30 V。电流调节满足：若需调节电流厶,
则可将R?换成可调电阻。因/=/=2.5 V/7?2,且受 TL431稳压器和三极管的限制，故可以实现恒流电 流人在0.1 ~ 10.0 mA之间调节。
恒流充电电源智能控制器的开发与研制
系统 中恒 流模 块驱 动信 号 的 改变来 调 整充 电电流 ．
继 而 控 制 电 容器 组 在 不 同 的恒 定 充 电 电流 下 具 有
不 同 的充 电时间 。为使 控制器 能灵 活进行 各种参 数
下 的不 同 充 电过 程 ， 控 制 器 对 预 置 充 电电压 、 恒 流
模 块 驱 动 信 号 及恒 流 模 块 的软 启 动 时 间等 均 可 设
（ ３ ） 频 率光 信 号 的输 入 与检测
为实 现对 ２ ４ ｋ Ｖ高 压采 样 的 隔离 ， 采 用 前 文所
率信号 ， 保 证 每个 测量 周 期 内均 有 整数 个 被 测 量脉 冲． 使 实 际采 样 精 度 远低 于 加 减 ０ ． ２ ％， 完 全 满 足用
收 稿 日期 ： ２ ０ １ １ －ｌ １ 一 ｌ ３
能及 时 上发 告知 故 障发 生 ． 又鉴 于 整个 系统 通讯 距
离 最长 在 ４ ５ ｍ 左右 。因此采 用 多点对 多点 的 Ｃ Ａ Ｎ 通 讯结 构 。 同样 由于前 文 已述 的原 因 ， 通 讯部 分 也
作者简 介 ： 常越（ １ ９ ５ ９ 一） ， 男， 副 教授 ， 博士， 研究方 向 ： 大 功 率 高 频 电源与工业控制器 ； 张蕾 （ １ ９ ８ ０ 一） ， 女， 硕 士， 研究方 向 ：
且道需 要 采
单 发命 令 ， 还要 求 能 自主实 时地 上 发本 控制 器 的 当
前 充 电 电压 ， 在 某 台控 制 器 检 测 到错 误 时 ， 也要 求
用 隔 离 的方 式 ． 以避 免 串人 干 扰 信 号 ， 使 控 制 器 误
置 。在充 电过程 中 ， 控制 器也 增 加 了多 道软 硬件 设
图解简易恒流充电器的制作
图解简易恒流充电器的制作本文介绍的是一只成本低廉、制作方便的恒流充电器。
它可以为除锂电池之外的各种镍氢或镍镉电池充电，采用直流输入方式以适应外场使用，适合遥控设备的发射、接收及点火器充电之用。
本充电器成本仅为几十元，但效果要好于一般的墙上型恒压充电器。
而且它的制作并不需要深厚的电子基础，如果您是一位富有DIY精神的航模入门者，暂时还不想购买动辄千元的全能型充电器，那么您不妨参考本文动手一试。
原理1.图示为本充电器的核心元件：LM317三端可调稳压芯片。
常见的TO220塑料封装形式可以提供1.5A的工作电流，当采用图示的电路连接方式时便成为了一个1A的恒流源，电流的大小不受负载（电池）变化的影响。
2.这是另外一个重要元件：RS-9700温度开关，用于使充电器充满自停。
我们知道，充电过程中充满电的电池温度会升高，所以如果将这个温控开关串联到电路中，当温度升高到一定时电路便会自动切断。
本充电器选用的是40度关断的型号。
建议最高不要超过50度，否则会损伤电池。
所需元件及工具3.图中就是制作本充电器所需的全部元件，见下表：4.好的工具是工作能够顺利进行的保证，制作本充电器要准备一支得心应手的烙铁以及图中的各种相关工具。
外壳的加工5.首先在仪器盒上把所有要开的孔画好，包括安装电流表，选择开关，指示灯，输出端口的孔位等，风扇散热设计了好多大小不一的孔，用打印机在不干胶贴纸上打好再直接贴到盒子上就方便多了。
6.接下来使用电钻开孔，要注意安全。
这一步直接影响到将来充电器的美观，需要找准位置，耐心仔细的进行。
7.电流表和输出端子的安装孔使用锯子和锉刀切割，盒子加工完毕后将毛刺除干净，用洗洁精清洗掉残留的划线。
安装面板8.安装开关，指示灯和散热风扇。
风扇采用螺栓固定，以便于日后拆卸维护。
9.装好了的上部面板，螺丝要锁牢固，不能松动。
的是5V电源，所以要按图示串入一个750欧限流电阻。
使用热缩管套好。
接好。
注意导线要绞起来布好后用扎带固定。
恒流恒压充电器的原理与设计
正因为1C是个逻辑概念而非绝对值，因此根据1C折算的快充慢充也是一个相对值。前面例子中提到的200mA充电电流对于1200mAH的电池来说是慢充，而对于700mAH的电池来说就是快充。
知道了快慢充的概念后，我们还需要了解充电器的情况才能对电池正确充电。目前市场
上的充电器主要分为恒流充电器和自动充电器两种
二、恒流充电器
恒流充电器是市场上最常见的充电器，从镍镉电池时代，我们就开始使用恒流充电器。恒流充电器通常使用慢速充电电流，它的使用相对比较简单，只需将电池放在电池仓中即可充电。需要注意的是，对充电时间的计算要准确。
对充电时间的计算有个简单的公式：Hour=1.5C/充电电流。例如：对1200mAH的电池充电，充电器的充电电流为150mA，则时间为1800mAH/150mA等于12小时。当然在很多时候并不能计算出正好的时间，我们可以挑离得最近的半小时以方便记时。例如：充电器的电流为160mA，对1400mAH的电池充电，则时间为2100mAH/160mA约为13小时，而不用计算到分。
对镍隔电池和镍氢电池充电有两种方式，就是我们大家所熟知的“快充”和“慢充”。快充和慢充是充电的一个重要概念，只有了解了快和慢充才能正确掌握充电。
首先，快充和慢充是个相对的概念。有人曾问，我的充电器充电电流有200mA，是不是快充？这个答案并不绝对，应该回答对于某些电池来说，它是快充，而对于某些电池来说，它只是慢充。那我们究竟怎样来判别快充还是慢充呢？
恒流恒压充电器的原理与设计
随着高新电子技术的发展各类充电电子产品不断上升，为此云峰电子为朋友们提供些相关恒流充电器的制作与原理分析，请仔细阅读！
超级电容器恒流充电分析
超级电容器恒流充电分析【摘要】超级电容器充电电压基本呈线性变化：在充电初始阶段，超级电容器电压上升很快，中间变化相对平缓，之后上升幅度再次加快，在充电初始和充电末阶段有明显的电压波动；充电电流越大，满充时间越短，验证了超级电容器大电流快速充电的特点。
【关键词】超级电容器；恒流充电0.引论超级电容器集高能量密度、高功率密度、长寿命等特性于一身，具有工作温度宽、可靠性高、可快速循环充放电和长时间放电等特点，广泛用作微机的备用电源、太阳能充电器、报警装置、家用电器、照相机闪光灯和飞机的点火装置等，尤其是在电动汽车领域中的开发应用已引起举世的广泛重视。
1.等效串联电阻对充电过程影响分析超级电容器单体的基本结构主要包括集电板、电极、电解质和隔离膜。
其等效模型如图1所示。
其中，EPR为等效并联内阻，ESR为等效串联内阻，C为等效容抗，L为电容感抗。
EPR主要影响超级电容器的漏电流，从而影响电容的长期储能性能，EPR通常很大，可以达到几万欧姆，所以漏电流很小。
L代表电容器的感性成分，它是与工作频率有关的分量。
图1 超级电容器的等效模型限制超级电容器应用的主要因素是电容器的等效串联电阻ESR过大，限制了其大电流输出能力。
双电层电容器ESR是反映其性能的一个重要指标。
电容器的等效电阻主要由电极物质内阻、溶液内阻、接触电阻等构成。
等效串联电阻的外在表现为：当电极充电到某一恒定电位足够长时间，电容开始放电时电极电位会有一个突降U。
该现象影响超级电容器的有效储能量，并随充电电流的增加，端电压的突变幅度增加，有效储能量降低。
由于超级电容器在恒电流充放电过程中，电流的大小或方向在充电过程结束和放电过程结束时发生改变，所以可以通过电流阶越方法测定电容器等效串联电阻。
具体方法是精确记录改变电流大小及方向时电容器电压的改变，利用关系式ESR=U/I计算电容器的等效串联电阻。
室温下，将额定容量为2700F的超级电容器单体的额定电压Umax=2.7V确定为工作电压上限，Umin=1.35V确定为工作电压下限，分别利用恒流I=20A，50A，100A对超级电容器进行充电测试。
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130中国原子能科学研究院年报2013一种用于6G H z超导腔的全自动内视摄像机的开发
余国龙
（核技术应用研究所）
作为材料性能及表面处理工艺验证工具的6GHz超导腔体的制造需要复杂的表面处理过程，记录和监测腔体内表面每一次处理（包括清洗、机械打磨、电化学抛光、缓冲化学抛光、高压水冲洗等）后的状态特征是非常必要的。
电子拍照是一种常用的方法。
经过统计，每一支腔体需要经过各阶段的重复表面处理次数约为10次，每支腔体需要拍摄30张照片以便进行全表面记录，每支腔体经过各阶段的处理会拍照300张。
由于测试中需要的腔体数量很多，拍摄这些照片的工作量很大，因此，有必要对现有的手工拍照装置进行升级。
升级前后对比照片如图1。
升级前，腔体前后移动、转动、摄像机聚焦及拍照均需要手动完成；升级后，增加了3个小型步进电机（每个电机自带驱动及控制板），编写了自动拍照软件，实现了操作一键式拍照，30张照片自动命名（文件名称记录了腔体ID号、材质、重量、照片位置信息等）并保存到指定文件夹中，大大提高了工作效率。
图1拍照系统升级前后的对比照片
恒流充电型电容器充电电源的研制
杨京鹤，张立锋，杨圣，佟迅华，余国龙
（核技术应用研究所）
电子直线加速器一般使用线型脉冲调制器作为脉冲电源，利用人工线放电产生高压脉冲，其频率和稳定度主要由人工线充电系统决定。
近年来大功率开关器件研究的深入及工艺的日趋成熟，使得将开关器件引入脉冲功率领域成为可能，为高压脉冲调制器的发展提供了方向。
在线型高压脉冲调制器中，人工线可视为一电容器，本充电电源（图1）基于IGBT全桥变换器的串联谐振充电技术，为人工线充电时，其恒流特性使该线路抗短路能力强，同时与软开关技术结合，不仅有利于提升开关频率，而且大幅降低了开关损耗和电磁的干扰。
全桥变换器的工作频率为40kHz，开关管峰值电流92A，充电脉冲变压器初级平均电流29A。
人工线充电电压23kV，充电精度优于0.5%，脉冲重复频率可达0～250Hz。
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控制电路设计中，以WM芯片TL为核心，在外围电路设置了过压保护、温度保护和IGBT 过流保护等，确保安全稳定运行。
工作时对人工线电压采样，达到所需电压后给出信号，停止充电，
基础和应用基础研究强激光与加速器131
实现闭环控制。
此外，在电路设计中利用线路及元件的寄生参数，计算并设计了充电变压器的漏感和寄生电容，优化了稳定度等设计参数。
图2为谐振电流及人工线电压实测波形图。
图1恒流充电型电容器充电电源图2谐振电流及人工线电压实测波形图
I G B T在电子直线加速器电源系统中的应用
杨京鹤，余国龙，张立锋，杨圣，佟迅华
（核技术应用研究所）
IGBT研究及工艺技术的日趋成熟，使得IGBT在高压大功率领域的应用十分广泛。
在电子直线加速器领域，引入IGBT可以简化电路结构，提升电源系统性能。
在多能量档电子辐照加速器项目中，大功率线型脉冲调制器的研制使用1.7kV/800A IGBT作为充电开关管，选择2SD315A-17驱动芯片作为驱动电路，工作在直接模式。
除去芯片本身具有的短路和过流保护等功能外，还根据需要增加了欠压保护、故障保持和复位等功能。
图1所示为IGBT 过流及复位电路，图2所示为IGBT欠压保护电路。
IGBT开关频率0～400Hz，峰值电流450A，实际工作中IGBT安全工作，调制器可稳定运行。
在研制无损探伤加速器用新型高频脉冲调制器项目中，结合IGBT和串联谐振充电技术，使得体积减小，效率增加，成本降低，其中核心元件使用1200V/200A IGBT，驱动芯片使用2SD106A并设计了外围电路。
IGBT开关频率20kHz，峰值电流92A。
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图IGBT过流及复位图IGBT欠压保护。