设计思路:我们知道超级电容一般是不能直接接在普通恒压电源上充电的。这就相当于电压源并联,理论上是不允许的,实际可能会引起电源过载保护。
电池充电也是一样的道理,但充电器可以控制充电的电流。最简单的电池充电器只有恒流限压功能。而复杂的充电器则有多种充电模式,有助于延长电池寿命等。
这里超级电容只需恒流限压功能即可,无需复杂的多段充电。既然原理相通,但为什么不用电池充电器来充超级电容呢?最大的区别就是电容可能从0V起充,而电池的电压在一定范围内(例如12V铅蓄电池在大概11~14V之间)。以一般的铅蓄电池充电器为例,用于充电管理的辅助电源从同一个变压器中取电,因为匝数比等于电压比。一旦输出0V的时候,辅助电源也是0V,充电器是无法正常工作的。那么做超级电容充电器,首先要制作独立的辅助电源。
辅助电源有两路输出,一路给次级的反馈与指示电路供电,一路给初级的电源管理芯片供电,因为对功率和精度的要求较低,所以理想的方案是使用原端反馈,集成MOS的芯片,然而英飞凌并没有这样的方案。英飞凌的方案是光耦反馈,芯片封装也很大。
所以这里用了PI的LNK623芯片。使用EE13磁芯足够了。变压器的制作过程就不说了,因为功率极小,按实际功率做的话,气隙根本没法加工。所以气隙磨的有点大,电感量在1.7mH左右。
屏蔽绕组 4→悬空 0.18mm漆包线均匀绕满一层
N1 1→2 0.18mm漆包线绕140T
N2 4→3 0.18mm漆包线双线均匀并绕13T
N3 直接引出 0.2mm三层绝缘线绕16T
绕屏蔽绕组:
绕初级绕组弄得比较乱,最后差点没装上磁芯:
辅助绕组的照片没拍,这是绕次级绕组:
装磁芯,焊引脚:
电路图参考官方例程设计。初级辅助电源输出约12V(VCC_P),次级辅助电源输出约15V(VCC_S)。
其中C6通过芯片内部的电流源充电,为芯片供电。R1,R2,R3,D1,C1组成RCD吸收电路,吸收漏感尖峰。R6,R7组成分压电路,用于反馈电压。R4用于给芯片供电,不用也是可以的,能降低芯片自身损耗。