法拉電容應用電路圖（六）

快充電路工作原理

圖 1 為基于反激變換器的超級電容快速充電電路拓撲及控制框圖。包括輸入整流橋，反激變壓器，串聯在原邊的開關器件，副邊續流二極管，電流傳感器，副邊隔離電壓檢測及控制 PWM 信號產生電路。與傳統的反激電路相比，該超級電容快速充電電路去除了輸入端濾波電解電容，增加了電路的可靠性;將電流檢測電阻改為磁耦合檢測，降低損耗，并且可以同時檢測變壓器原邊和副邊電流，用以限制副邊充電電流;副邊電壓隔離檢測，用以控制超級電容充電截至電壓。主電路工作原理基本上與反激電路原理類似，但是控制電路結合超級電容初充電特性進行了設計，以滿足超級電容初次充電時長時間短路限流充電的要求。

圖 2 中 A 為電流檢測（Current Sensor）波形。用與變壓器相同的比例檢測原邊電流和變壓器副邊電流，由于變壓器原副邊與匝比成反比，檢測電流成為連續的電流波形。電壓比較器（Voltage Comparator），將檢測電流值與限幅值 Limit1 比較，當原邊電流值》=限幅值 Limit1 時，產生信號 B，以產生驅動信號關斷功率管。

控制電路

如果在整流輸出側接入電解電容，可以得到穩定的直流輸入電壓。由于鋁電解電容可能存在失效問題，以及壽命限制，使電路穩定性及工作壽命受到一定的影響，因此在快速充電電路中避免使用輸入鋁電解電容。將經過整流之后的脈動直流電壓，作為上限幅值Limit1 的參照，使輸入電流跟隨輸入電壓的波動調整，可以提高輸入功率因數。若將下限幅值 Limit2 設置為0，可使功率因數得到進一步的提高，但會增加輸出電流紋波量。

控制電路原理圖如圖 所示。控制電路由運算放大器 LM358、比較器 LM393 和 RS 觸發芯片 CD4043等構成。采用與變壓器相同匝比的互感器進行電流檢測，互感器的同名端與反激變壓器一致。電流檢測信號經過 LM358 調理后與電流限幅值 Limit1 與 Limit2進行比較。二個比較器的輸出經過觸發器 RS4043 鎖存后作為 MOSFET 管驅動信號。輸出側電壓檢測作為充電終止信號，控制 CD4043 使能端。