一种超级电容放电控制方法、放电电路及采样保护电路与流程

1.本发明涉及超级电容放电控制技术领域，特别是涉及一种超级电容放电控制方法、放电电路及采样保护电路。


背景技术：

2.超级电容是一种具有高功率密度、高可靠性和超长寿命等特点的后备电源，它的应用范围十分广泛，包括电力集抄行业、通信行业等需要在设备停电状态下持续工作的设备上的应用。
3.现有技术中，采用开关模块对超级电容进行放电控制，但是在超级电容放电关闭的瞬间，超级电容的输出电流瞬间接近零，而超级电容的电压会瞬间升高，可能会导致用电设备误开机现象，影响用电设备的正常使用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种超级电容放电控制方法、放电电路及采样保护电路，主要目的在于解决现有技术中超级电容关闭输出产生的电压反弹的问题。
5.依据本发明一个方面，提供了一种超级电容放电控制方法，包括：
6.获取超级电容的关闭瞬时输出电压，并基于输出控制电路和所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压；
7.所述输出控制电路将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压；所述开关电压为所述输出控制电路中控制开关电路单元工作状态的电压值；
8.所述升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器的工作状态确定所述超级电容的放电状态。
9.进一步的，所述输出控制电路包括比较器、基准电源、mos管、同相端分压电阻和反相端分压电阻；所述基于输出控制电路和所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压包括：
10.基于所述基准电源和所述同相端分压电阻确定所述比较器的同相端电压；并基于所述超级电容输出电压、所述反相端分压电阻以及所述mos管的开关状态确定所述比较器的反相端电压；
11.获取使得所述反相端电压大于所述同相端电压的第一超级电容输出电压；并获取使得所述同相端电压大于所述反相端电压的第二超级电容输出电压；
12.调节所述同相端分压电阻和/或所述反相端分压电阻，以使得所述第一超级电容输出电压大于所述第二超级电容输出电压与所述关闭瞬时输出电压之和，并将调节后所述第一超级电容输出电压的最小值确定为所述输出开启电压，所述第二超级电容输出电压的最大值确定为所述输出关闭电压。
13.进一步的，所述将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关
电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压包括：
14.若所述超级电容输出电压高于所述输出开启电压，则所述输出控制电路输出高电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为高电平；或，
15.若所述超级电容输出电压低于所述输出关闭电压，则所述输出控制电路输出低电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为低电平；或，
16.若所述超级电容输出电压低于所述开关电压，则所述输出控制电路输出低电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为低电平。
17.进一步的，所述升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器的工作状态确定所述超级电容的放电状态包括：
18.若所述控制使能端电压为高电平，所述升压变换器处于启动状态，所述超级电容输出电压经所述升压变换器升压后，输出超级电容升压电压，以使得所述超级电容进行供电；或，
19.若所述控制使能端电压为低电平，所述升压变换器处于停运状态，所述超级电容输出关闭。
20.依据本发明另一个方面，提供了一种超级电容放电电路，包括：
21.输出控制电路和升压电路；所述输出控制电路包括电压比较单元和开关电路单元；所述电压比较单元的输出端与所述开关电路单元相连接；所述开关电路单元的输出端与所述升压电路相连接。
22.进一步的，所述电压比较单元包括比较器、基准电源、mos管、同相端分压电阻和反相端分压电阻；
23.所述基准电源经所述同相端分压电阻分压后连接至所述比较器的同相端；所述反相端分压电阻将超级电容输出电压分压后连接至所述比较器的反相端；所述mos管与所述比较器的输出端相连接，用于调节所述反相端分压电阻的接入数量。
24.进一步的，所述开关电路单元包括开关元件；所述开关元件的一端连接超级电容的电压输出端，所述开关元件的另一端连接所述电压比较单元的输出端。
25.进一步的，所述升压电路包括升压变换器，所述升压变换器的使能端与所述开关电路单元的输出端相连接，所述升压变换器的输出端连接用电设备。
26.进一步的，所述升压电路还包括电容滤波器，所述电容滤波器的一端与所述升压变换器的输出端相连接，所述电容滤波器的另一端接地。
27.依据本发明又一个方面，提供了一种采样保护电路，包括二极管，所述二极管的阴极与上述升压电路的输出端相连接，所述二极管的阳极连接所述超级电容的电压输出端；所述超级电容的电压输出端与电压采样端相连接。
28.借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：
29.本发明提供了一种超级电容放电控制方法、放电电路及采样保护电路，与现有技术相比，本发明通过获取超级电容的关闭瞬时输出电压，并基于输出控制电路和所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压；将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压；所述开关电压为所述输出控制电路中控制开关电路单元工作状态的电压值；所述升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器
的工作状态确定所述超级电容的放电状态，实现了对超级电容的放电控制，并解决了由超级电容关闭输出状态下的电压反弹而产生的设备误开机问题。
30.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
31.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
32.图1示出了本发明实施例提供的一种超级电容放电控制方法的流程示意图；
33.图2示出了本发明实施例提供的另一种超级电容放电控制方法的流程示意图；
34.图3示出了本发明实施例提供的一种超级电容放电电路的结构示意图；
35.图4示出了本发明实施例提供的一种超级电容放电电路中输出控制电路的原理示意图；
36.图5示出了本发明实施例提供的一种超级电容放电电路中升压电路的原理示意图；
37.图6示出了本发明实施例提供的一种采样保护电路的原理示意图。
具体实施方式
38.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
39.本发明实施例提供了一种超级电容放电控制方法，如图1所示，该方法包括：
40.101、获取超级电容的关闭瞬时输出电压，并基于输出控制电路和所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压；
41.本发明实施例中，当前执行人员获取超级电容的关闭瞬时输出电压，其中，关闭瞬时输出电压由超级电容的关闭瞬时输出电流i
瞬
和超级电容内阻r
内
所决定。其中，输出开启电压用于表征超级电容开始供电的启动电压；输出关闭电压用于表征超级电容关闭供电的停止电压。当前执行人员基于输出控制电路和关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压，在确定过程中应当满足输出开启电压值大于输出关闭电压与超级电容的关闭瞬时输出电压之和，即在超级电容的关闭瞬时电流升高时，超级电容两端的升高的瞬时电压值也无法满足输出开启条件，从而无法对用电设备进行误开启，可解决现有技术中超级电容关闭输出时，电压反弹导致的设备误开机问题。本发明实施例中，用电设备可以电力集抄行业和通信行业内都会用到的5g通讯设备等，本发明实施例不做具体限定。
42.102、将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压。
43.本发明实施例中，输出控制电路将超级电容输出电压与输出开启电压进行比较，
当超级电容输出电压大于输出开启电压时，给升压电路的控制使能端发送启动信息；输出控制电路将超级电容输出电压与输出关闭电压进行比较，当超级电容输出电压小于输出关闭电压时，给升压电路的控制使能端发送停止信息；输出控制电路将超级电容输出电压与开关电压进行比较，当超级电容输出电压小于开关电压时，给升压电路的控制使能端发送停止信息。其中，开关电压为输出控制电路中控制开关电路单元工作状态的电压值，当开关电路单元的开关元件为mos管时，对应的开关电压为mos管的开启电压等，本发明实施例不做具体限定。
44.103、所述升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器的工作状态确定所述超级电容的放电状态。
45.本发明实施例中，升压电路基于控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，如控制使能端为高电压，则升压变换器正常进行升压变换工作；控制使能端为低电压，则升压变换器停止正常的升压变换工作。当所述升压变换器正常进行升压变换工作时，超级电容处于正常的放电状态；反之，超级电容停止放电。
46.进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了更加准确得对输出开启电压和输出关闭电压进行设置，提供了另一种超级电容放电控制方法，如图2所示，所述输出控制电路包括比较器、基准电源、mos管、同相端分压电阻和反相端分压电阻；步骤基于输出控制电路和所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压包括：
47.201、基于所述基准电源和所述同相端分压电阻确定所述比较器的同相端电压；并基于所述超级电容输出电压、所述反相端分压电阻以及所述mos管的开关状态确定所述比较器的反相端电压；
48.本发明实施例中，当前执行人员基于基准电源和所述同相端分压电阻确定所述比较器的同相端电压。如图4所示，基准电源为u3，型号为lm4041，同相端分压电阻为r5和r6，根据图4中的连接方式，可以得出比较器同相端电压为：v
ref
*(1+r5/r6)，其中v
ref
为基准电源u3的反馈电压。当前执行人员基于超级电容输出电压、反相端分压电阻以及mos管的开关状态确定比较器的反相端电压。如图4所示，当mos管m2由关闭状态变为开启状态时，反相端分压电阻由r7、r8、r9共同参与分压变为仅由电压r7和r8进行分压，比较器的反相端电压也由原先的v
cap
*(r8+r9)/(r7+r8+r9)变为v
cap
*(r8)/(r7+r8)，其中v
cap
为超级电容输出电压。当mos管m2由开启状态变为关闭状态时，反相端分压电阻由电压r7和r8进行分压变为r7、r8、r9共同参与分压，比较器的反相端电压也由原先的v
cap
*(r8)/(r7+r8)变为v
cap
*(r8+r9)/(r7+r8+r9)。
49.需要说明的是，当需要超级电容开启供电时，即比较器的反相端电压应高于比较器的同相端电压，此时比较器应该由原先的高电平变为低电平，mos管m2由原先的原先的开启状态变为关闭状态，即比较器的反相端电压也由原先的v
cap
*(r8)/(r7+r8)变为v
cap
*(r8+r9)/(r7+r8+r9)，而作为开启触发条件，需要v
ref
*(1+r5/r6)《v
cap
*(r8)/(r7+r8)。反之，当超级电容停止供电时，即比较器的同相端电压应高于比较器的反相端电压，此时比较器应该由原先的低电平变为高电平，mos管m2由原先的关闭状态变为开启状态，即比较器的反相端电压也由原先的v
cap
*(r8+r9)/(r7+r8+r9)变为v
cap
*(r8)/(r7+r8)，而作为关闭触发条件，需要v
ref
*(1+r5/r6)》v
cap
*(r8+r9)/(r7+r8+r9)。
50.202、获取使得所述反相端电压大于所述同相端电压的第一超级电容输出电压；并
获取使得所述同相端电压大于所述反相端电压的第二超级电容输出电压；
51.本发明实施例中，获取使得反相端电压大于同相端电压的第一超级电容输出电压，即获取所有使得超级电容开启供电的电压值，如步骤201中的描述，应获取满足v
ref
*(1+r5/r6)《v
cap
*(r8)/(r7+r8)条件的超级电容输出电压。获取使得同相端电压大于反向端电压的第二超级电容输出电压，即获取所有使得超级电容停止供电的电压值，如步骤201中的描述，应获取满足v
ref
*(1+r5/r6)》v
cap
*(r8+r9)/(r7+r8+r9)条件的超级电容输出电压，本发明实施例不做具体限定。
52.203、调节所述同相端分压电阻和/或所述反相端分压电阻，以使得所述第一超级电容输出电压大于所述第二超级电容输出电压与所述关闭瞬时输出电压之和，并将调节后所述第一超级电容输出电压的最小值确定为所述输出开启电压，所述第二超级电容输出电压的最大值确定为所述输出关闭电压。
53.本发明实施例中，当前执行人员调节同相端分压电阻和/或反相端分压电阻，以使得第一超级电容输出电压大于第二超级电容输出电压与关闭瞬时输出电压之和。如，基于步骤202的描述，第一超级电容输出电压满足条件v
ref
*(1+r5/r6)《v
cap
*(r8)/(r7+r8)，即v
cap
》v
ref
*(1+r5/r6)*(r7+r 8)/r8；第二超级电容输出电压满足条件v
ref
*(1+r5/r6)》v
cap
*(r8+r9)/(r7+r8+r9)，即v
cap
《v
ref
*(1+r5/r6)*(r7+r8+r9)/(r8+r9)。条件第一超级电容输出电压大于第二超级电容输出电压与关闭瞬时输出电压之和，即可以表示为v
ref
*(1+r5/r6)*(r7+r8)/r8》v
ref
*(1+r5/r6)*(r7+r8+r9)/(r8+r9)+i
瞬
*r
内
。即调整同相端分压电阻r5、r6和/或调整反相端分压电阻r7、r8、r9，将步骤202中获取到的超级电容开启供电的电压值始终大于使得超级电容停止供电的电压值与超级电容的关闭瞬时输出电压之和，调整后将第一超级电容输出电压的最小值确定为输出开启电压，即确定超级电容开启供电的电压最小值；第二超级电容输出电压的最大值确定为输出关闭电压，即确定超级电容关闭供电的电压最大值。
54.进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了更加明确超级电容输出电压对超级电容放电的影响，以及基于超级电容输出电压确定超级电容的放电状态，提供了另一种超级电容放电控制方法，步骤将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压包括：
55.若所述超级电容输出电压高于所述输出开启电压，则所述输出控制电路输出高电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为高电平；或，
56.若所述超级电容输出电压低于所述输出关闭电压，则所述输出控制电路输出低电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为低电平；或，
57.若所述超级电容输出电压低于所述开关电压，则所述输出控制电路输出低电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为低电平。
58.本发明实施例中，输出控制电路中，如果超级电容输出电压高于输出开启电压，则所述输出控制电路输出高电平，使得升压电路的控制使能端电压为高电平，如图4所示，输出控制电路输出端en为高电平；如果超级电容输出电压低于输出关闭电压，则输出控制电路输出端en为低电平，使得升压电路的控制使能端电压为低电平；如图4所示，如果超级电容输出电压低于mos管m1的开关电压(即此时超级电容的电压非常低，一般为0.5v左右)，输
出控制电路输出跟随超级电容输出电压，仍为低电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为低电平(即升压电路处于欠压保护状态)。
59.步骤升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器的工作状态确定所述超级电容的放电状态包括：
60.若所述控制使能端电压为高电平，所述升压变换器处于启动状态，所述超级电容输出电压经所述升压变换器升压后，输出超级电容升压电压，以使得所述超级电容进行供电；或，
61.若所述控制使能端电压为低电平，所述升压变换器处于停运状态，所述超级电容输出关闭。
62.本发明实施例中，如图4、5所示，升压电路中升压变换器的控制使能端与控制电路输出端相连接，即通过控制电路输出电压来控制升压变换器的工作状态，当控制使能端电压为高电平，则启动升压变换器对超级电容输出电压进行升压操作，超级电容处于供电状态；当控制使能端电压为低电平，则关闭升压变换器，超级电容处于输出关闭状态。
63.本发明实施例提供了一种超级电容放电控制方法，与现有技术相比，本发明通过获取超级电容的关闭瞬时输出电压，并基于输出控制电路中的比较器、基准电源、mos管、同相端分压电阻、反相端分压电阻以及所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压；将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压；所述开关电压为所述输出控制电路中控制开关电路单元工作状态的电压值；所述升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器的工作状态确定所述超级电容的放电状态，实现了对超级电容的放电控制，并解决了由超级电容关闭输出状态下的电压反弹而产生的设备误开机问题。
64.根据本发明另一个实施例提供了一种超级电容放电电路，如图3所述，该电路包括：输出控制电路和升压电路；所述输出控制电路包括电压比较单元和开关电路单元；所述电压比较单元的输出端与所述开关电路单元相连接；所述开关电路单元的输出端与所述升压电路相连接。
65.进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了明确输出控制电路的具体结构，提供了另一种超级电容放电电路，如图4所示，
66.所述电压比较单元包括比较器u2、基准电源u3、mos管m2、同相端分压电阻r5、r6和反相端分压电阻r7、r8、r9；所述基准电源u3经所述同相端分压电阻r5和r6分压后连接至所述比较器u2的同相端；所述反相端分压电阻r7、r8、r9将超级电容输出电压v
cap
分压后连接至所述比较器u2的反相端；所述mos管m2与所述比较器u2的输出端相连接，用于调节所述反相端分压电阻r7、r8、r9的接入数量。
67.所述开关电路单元包括开关元件m1；所述开关元件m1的一端连接超级电容的电压输出端v
cap
，所述开关元件m1的另一端连接所述电压比较单元的输出端。
68.本发明实施例中，如图4所示，超级电容的输出端v
cap
连接至电阻r4的一端，电阻r4的另外一端连接至基准电源u3的阴极、同相分压电阻r5的一端、滤波电容c4的正极以及比较器u2的同相输入端，同相分压电阻r5的另一端连接至同相分压电阻r6的一端、基准电源u3的反馈端，同相分压电阻r6的另一端、电容c4的负极、基准电源u3的阳极连接至参考地。
通过配置同相分压电阻r5、r6的阻值，使比较器u2的同相端得到比较稳定的电压作为参考电压。
69.本发明实施例中，如图4所示，超级电容的输出端v
cap
连接至反相端分压电阻r7的一端，反相端分压电阻r7的另一端连接至滤波电容c5的正极、比较器u2的反相输入端、反相端分压电阻r8的一端，反相端分压电阻r8的另一端连接至反相端分压电阻r9的一端、mos管m2的漏极；反相端分压电阻r9的另一端、mos管m2的源极、滤波电容c5的负极连接至参考地。
70.本发明实施例中，如图4所示，超级电容的输出端v
cap
连接至滤波电容c6的正极、电阻r10的一端、电阻r13的一端，电阻r10的另一端连接至电阻r11的一端、电阻r12的一端、比较器u2的输出端，电阻r11的另一端连接至mos管m2的栅极，电阻r12的另一端连接至开关元件m1的栅极；电阻r13的另一端连接至开关元件m1的漏极、滤波电容c7的正极、升压电路的控制使能端en，滤波电容c6的负极、电容c7的负极、开关元件m1的源极连接至参考地。
71.需要说明的是，输出控制电路中存在一些常规设置的电阻和电容，如滤波电容c4、滤波电容c6等，电阻r12、电阻r13等，本发明实施例不做具体说明。图4中同相分压电阻r5、r6的阻值以及反相端分压电阻r7、r8、r9的阻值满足如下条件：
[0072]vref
*(1+r5/r6)*(r7+r 8)/r8》v
ref
*(1+r5/r6)*(r7+r8+r9)/(r8+r9)+i
瞬
*r
内
[0073]
在上述条件下，当超级电容电压高于v
ref
*(1+r5/r6)*(r7+r 8)/r8时，比较器u2输出低电平，开关元件m1的输出控制端为高电平；当超级电容电压低于v
ref
*(1+r5/r6)*(r7+r8+r9)/(r8+r9)时，比较器u2输出高电平，开关元件m1的输出控制端为低电平，随着超级电容的放电，超级电容的输出电压v
cap
持续下降，当v
cap
低于比较器u2的正常工作电压时，比较器u2不具备比较功能，但由于开关元件m1的栅极仍高于其开关电压，开关元件m1的输出端仍为低电平，超级电容输出仍然关闭。当超级电容的输出电压v
cap
低于开关元件m1的开关电压时，开关元件m1的输出端跟随超级电容的输出电压v
cap
，但此时超级电容的电压非常低，一般为0.5v左右，此时升压电路芯片欠压保护状态，超级电容输出仍然关闭。因此，本发明实施例中，输出控制电路具有一定的迟滞电压，保证关机后设备不会异常开机。
[0074]
进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了明确升压电路的具体结构，提供了另一种超级电容放电电路，如图5所示，
[0075]
所述升压电路包括升压变换器，所述升压变换器的使能端与所述开关电路单元的输出端相连接，所述升压变换器的输出端连接用电设备。
[0076]
所述升压电路还包括电容滤波器，所述电容滤波器的一端与所述升压变换器的输出端相连接，所述电容滤波器的另一端接地。
[0077]
本发明实施例中，如图5所示，c1为超级电容，c2为升压变换器u1的滤波电容，c1、c2的正极连接至升压变换器u1的输入9、10管脚、c1、c2的负极连接至参考地；升压变换器u1的9、10管脚同时连接至电感l1的一端，电感l1的另外一端连接至升压变换器u1的开关控制13、14管脚；升压变换器u1的4、5、6短接后连接至电阻r1的一端、电容滤波器c3的正极、负载电阻r3的一端(负载可以电力集抄行业和通信行业内都会用到的5g通讯设备等，本发明实施例不做具体限定)，电容滤波器c3的负极、负载电阻r3的另外一端、升压变换器u1的1、2、11、13均连接至参考地；电阻r1的另一端连接至升压变换器u1的12脚、电阻r2的一端，电阻r2的另一端连接至参考地；升压变换器u1的8脚为输出使能脚，连接至超级电容输出控制电路的en端，升压变换器u1的7脚不做连接。
[0078]
需要说明的是，上述电路将超级电容c1的电压v
cap
升至系统所需的电压值cap_out，如5v等，本发明实施例不做具体限定。随着能量的消耗，在升压电路正常工作状态下，v
cap
逐渐下降，而cap_out的电压值保持不变。
[0079]
本发明实施例提供了一种超级电容放电电路，与现有技术相比，本发明通过设置输出控制电路和升压电路；所述输出控制电路包括电压比较单元和开关电路单元；所述电压比较单元的输出端与所述开关电路单元相连接；所述开关电路单元的输出端与所述升压电路相连接，实现了对超级电容的放电控制，并解决了由超级电容关闭输出状态下的电压反弹而产生的设备误开机问题。
[0080]
根据本发明又一个实施例提供了一种采样保护电路，如图6所示，该电路包括二极管，所述二极管的阴极与上述任一实施例中升压电路的输出端相连接，所述二极管的阳极连接所述超级电容的电压输出端；所述超级电容的电压输出端与电压采样端相连接。
[0081]
本发明实施例中，如图6所示，超级电容升压电路输出电压cap_out连接至电阻r17的一端，电阻r17的另一端连接二极管d1的阴极；超级电容的输出电压v
cap
连接至电阻r14的一端，电阻r14的另一端连接二极管d1的阳极、电阻r15的一端、电阻r16的一端，电阻r16的另一端连接滤波电容c8的正极并送至系统侧采样adc_cap，滤波电容c8的另一端、电阻r15的另一端连接至参考地。
[0082]
需要说明的是，当超级电容放电时，由于超级电容输出电压v
cap
低于升压后的电压cap_out，因此二极管d1处于截止态，系统可正常采样；当超级电容停止放电时，系统全部掉电，由于负载电阻r3的作用，使超级电容输出电压升压后的电压cap_out迅速下降到0v，因此二极管d1处于导通态，二极管d1为肖特基二极管，可配置电阻r14为兆欧级别，系统测采样电压接近0v，避免了倒灌电流的产生。
[0083]
本发明实施例提供了一种采样保护电路，与现有技术相比，本发明通过在上述任一实施例中升压电路的输出端以及超级电容的电压输出端之间设置二极管，避免了倒灌电流的产生，对超级电容的电压采样起到保护作用。
[0084]
应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本技术的范围和精神内的其他修改。
[0085]
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且与上面给出的对本技术的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本技术的原理。
[0086]
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本技术的这些和其它特性将会变得显而易见。
[0087]
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本技术进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本技术的很多其它等效形式。
[0088]
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本技术的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
[0089]
此后参照附图描述本技术的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本技术的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本技术模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细
节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本技术。
[0090]
本说明书可使用词组“一个实施例”、“又一个实施例”、“任一实施例”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本技术的相同或不同实施例中的一个或多个。
[0091]
以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。

技术特征：
1.一种超级电容放电控制方法，其特征在于，包括：获取超级电容的关闭瞬时输出电压，并基于输出控制电路和所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压；所述输出控制电路将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压；所述开关电压为所述输出控制电路中控制开关电路单元工作状态的电压值；所述升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器的工作状态确定所述超级电容的放电状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出控制电路包括比较器、基准电源、mos管、同相端分压电阻和反相端分压电阻；所述基于输出控制电路和所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压包括：基于所述基准电源和所述同相端分压电阻确定所述比较器的同相端电压；并基于所述超级电容输出电压、所述反相端分压电阻以及所述mos管的开关状态确定所述比较器的反相端电压；获取使得所述反相端电压大于所述同相端电压的第一超级电容输出电压；并获取使得所述同相端电压大于所述反相端电压的第二超级电容输出电压；调节所述同相端分压电阻和/或所述反相端分压电阻，以使得所述第一超级电容输出电压大于所述第二超级电容输出电压与所述关闭瞬时输出电压之和，并将调节后所述第一超级电容输出电压的最小值确定为所述输出开启电压，所述第二超级电容输出电压的最大值确定为所述输出关闭电压。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压包括：若所述超级电容输出电压高于所述输出开启电压，则所述输出控制电路输出高电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为高电平；或，若所述超级电容输出电压低于所述输出关闭电压，则所述输出控制电路输出低电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为低电平；或，若所述超级电容输出电压低于所述开关电压，则所述输出控制电路输出低电平，使得所述升压电路的控制使能端电压为低电平。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器的工作状态确定所述超级电容的放电状态包括：若所述控制使能端电压为高电平，所述升压变换器处于启动状态，所述超级电容输出电压经所述升压变换器升压后，输出超级电容升压电压，以使得所述超级电容进行供电；或，若所述控制使能端电压为低电平，所述升压变换器处于停运状态，所述超级电容输出关闭。5.一种超级电容放电电路，其特征在于，包括：
输出控制电路和升压电路；所述输出控制电路包括电压比较单元和开关电路单元；所述电压比较单元的输出端与所述开关电路单元相连接；所述开关电路单元的输出端与所述升压电路相连接。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电压比较单元包括比较器、基准电源、mos管、同相端分压电阻和反相端分压电阻；所述基准电源经所述同相端分压电阻分压后连接至所述比较器的同相端；所述反相端分压电阻将超级电容输出电压分压后连接至所述比较器的反相端；所述mos管与所述比较器的输出端相连接，用于调节所述反相端分压电阻的接入数量。7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述开关电路单元包括开关元件；所述开关元件的一端连接超级电容的电压输出端，所述开关元件的另一端连接所述电压比较单元的输出端。8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述升压电路包括升压变换器，所述升压变换器的使能端与所述开关电路单元的输出端相连接，所述升压变换器的输出端连接用电设备。9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述升压电路还包括电容滤波器，所述电容滤波器的一端与所述升压变换器的输出端相连接，所述电容滤波器的另一端接地。10.一种采样保护电路，其特征在于，包括二极管，所述二极管的阴极与权利要求5～9中任一项所述升压电路的输出端相连接，所述二极管的阳极连接所述超级电容的电压输出端；所述超级电容的电压输出端与电压采样端相连接。

技术总结
本发明公开了一种超级电容放电控制方法、放电电路及采样保护电路，属于超级电容放电控制技术领域，主要解决现有技术中由超级电容关闭输出状态下的电压反弹而产生的设备误开机问题，包括获取超级电容的关闭瞬时输出电压，并基于输出控制电路和所述关闭瞬时输出电压确定输出开启电压和输出关闭电压；将超级电容输出电压与所述输出开启电压、输出关闭电压和开关电压分别进行比较，并基于电压比较结果确定升压电路的控制使能端电压；所述开关电压为所述输出控制电路中控制开关电路单元工作状态的电压值；所述升压电路基于所述控制使能端电压确定升压变换器的工作状态，并基于所述升压变换器的工作状态确定所述超级电容的放电状态。状态。状态。


技术研发人员：谢广成 苏宇 成涛 徐鸿宇 胡可 王思韡 陈文礼 邹波 万树伟 程瑛颖 何珉 曾妍 杨芾藜 刘型志 黄志勇 蒙鑫 罗知书 陶首劼 黄可
受保护的技术使用者：国网重庆市电力公司 国家电网有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/8/5