[发明专利]一种智能快速充电仪及其控制方法

说明书

本发明一种智能快速充电仪及其控制方法，充电电路稳定可靠，延长了超级电容组的使用寿命，缩短了电容组充电时间，提高了充电效率。所述充电仪包括主电路和控制电路；所述的主电路包括依次连接的380V电源、整流桥、稳压滤波电路、IGBT全桥逆变电路、高频变压器和整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接超级电容组；所述的控制单路包括单片机和IGBT驱动电路，单片机通过IGBT驱动电路连接IGBT全桥逆变电路的控制端；通过其中设置的IGBT驱动电路，可以防止变压器的单向磁饱和，提高IGBT的关断速度，驱动电路的稳定性和可靠性得到了改善。

技术领域

本发明涉及超级电容控制领域，具体为一种智能快速充电仪及其控制方法。

背景技术

当今电子设备电源容量越来越大，电路越来越精密，但因充电设备而造成的损失却不容小觑，其中的核心问题便是充电电路的设计和保护电路设计。而在充电电路中最为关键的就是驱动电路，以下是现有技术中几种比较常见的IGBT功率管驱动电路。

第一，IGBT直接驱动电路，如图1所示，利用由三极管组成的推挽电路来实现对IGBT的驱动，其中双向稳压管D是为了保护IGBT的驱动电压不至于过大，虽然这种电路构造简单，价格便宜，但是电路的输入与输出不能够电气隔离，而且在IGBT关断时电路提供负栅压的能力不强。

第二，光耦隔离驱动电路，如图2所示，它将光电耦合器和三极管组成的推挽电路完美的结合在了一起，它实现了逆变器和控制回路的有效隔离，但受限于光耦，光耦隔离驱动电路的速度不可能高于光电耦合器的开关速度，因此在应用中也有一定的局限性。

第三，变压器隔离驱动电路，如图3所示，电路采用了变压器隔离，开关速度相对于光耦隔离驱动电路得到了大大的提高。而且驱动功率大，提供IGBT的负栅压能力强，但电路稳定性仍比较差。

现有的驱动电路中，都存在稳定性差，IGBT关断速度慢，无法满足目前越来越高的使用需求；加之现有的充电电路中，因为电网电压不稳定或者其它的原因造成的虚假过流现象，很容易让控制电路误操作，进而中断充电过程，损害超级电容组的使用寿命，使得充电电路整体的性能受到严重制约。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种智能快速充电仪及其控制方法，充电电路稳定可靠，延长了超级电容组的使用寿命，缩短了电容组充电时间，提高了充电效率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种智能快速充电仪，包括主电路和控制电路；

所述的主电路包括依次连接的380V电源、整流桥、稳压滤波电路、IGBT全桥逆变电路、高频变压器和整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接超级电容组；

所述的控制单路包括单片机和IGBT驱动电路，单片机通过IGBT驱动电路连接IGBT全桥逆变电路的控制端；

所述的IGBT驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、脉冲变压器T1和双向稳压管D5；三极管Q1的基极经电路R1连接IGBT驱动电路输入端，集极连接+15v电源，发射极经电容C1连接脉冲变压器T1原边的A端；三极管Q2的基极经电路R1连接IGBT驱动电路输入端，集极接地并连接脉冲变压器T1原边的另一端，发射极连接三极管Q1的发射极；脉冲变压器T1副边的a端依次经二极管D3、二极管D4和电阻R4连接IGBT的门极，脉冲变压器T1副边的另一端连接IGBT的发射极；IGBT的集电极连接输入电源；三极管Q3基极分别连接T1副边的a端和二极管D3与二极管D4之间，集极连接T1副边的另一端，发射极连接在二极管D4和电阻R4之间；双向稳压管D5的两端分别连接IGBT的门极和集电极；其中，脉冲变压器T1原边的A端和副边的a端为同名端。