專利名稱：超級電容模組電壓均衡電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超級電容的技術領域，更具體地說，涉及一種超級電容模組電壓均衡電路。
背景技術：
超級電容是一種新型的儲能元件，能夠制造出多種儲能裝置。超級電容是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙層結構獲得的超大容量，其性能介于傳統(tǒng)電容和蓄電池之間，具有較高的功率密度和適當的能量密度。在電力、起重設備、鐵路、通訊、國防、消費類電子產品等方面有著巨大的應用價值和市場潛力，被世界各國所廣泛關注。由于超級電容單體工作電壓一般不高于3V，因此需要將多個超級電容單體串、并聯(lián)組合構成超級電容器模組，才能滿足實際應用系統(tǒng)對電壓和能量等級的需要。但是由于模組內每個超級電容單體的容量很難保證完全相同，也很難保證每個超級電容單體漏電也相同，因此會導致每個超級電容單體的充電電壓不同，在充電的過程中容易導致電容器過壓損壞。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種超級電容模組電壓均衡電路，能夠實現對超級電容模組內每個超級電容單體的過壓保護，保證超級電容模組應用的安全性和可靠性。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:一種超級電容模組電壓均衡電路，包括:電壓監(jiān)控電路、過壓放電電路和過壓報警電路；其中:所述電壓監(jiān)控電路與超級電容單體連接，實時監(jiān)控超級電容單體的電壓；當所述超級電容單體的電壓超過預設值時，所述電壓監(jiān)控電路觸發(fā)與其連接的過壓放電電路對所述超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的過壓報警電路報警；當所述過壓放電電路將所述超級電容單體的電壓放電至所述預設值以內時，所述電壓監(jiān)控電路觸發(fā)所述過壓放電電路停止對所述超級電容單體進行放電。優(yōu)選地，所述電壓監(jiān)控電路包括電壓檢測器；所述電壓檢測器與所述超級電容單體連接，實時監(jiān)控所述超級電容單體的電壓，當所述超級電容單體的電壓超過預設值時，所述電壓檢測器輸出高電平觸發(fā)與其連接的所述過壓放電電路對所述超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的過壓報警電路報警；當所述超級電容單體經過放電后的電壓在預設值以內時，所述電壓檢測器觸發(fā)所述過壓放電電路停止對所述超級電容單體進行放電。優(yōu)選地，所述過壓放電電路包括:功率管、三極管和第一電阻；其中:所述功率管的基極分別與所述三極管的集電極和電壓檢測器連接，發(fā)射極分別與所述三極管的基極和第一電阻的一端連接；所述第一電阻的另一端分別與所述三級管的發(fā)射極和電壓檢測器連接。優(yōu)選地，所述功率管為達林頓功率管。
優(yōu)選地，其特征在于，所述過壓報警電路包括:場效應管、光耦、第二電阻和第三電阻；其中:所述場效應管的柵極和源極分別與所述電壓檢測器連接；所述第二電阻的一端分別與所述場效應管的漏極和所述光耦連接，另一端分別與所述功率管的集電極和第三電阻的一端連接；所述第三電阻的另一端與所述光耦連接。從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明公開的一種超級電容模組電壓均衡電路，通過電壓監(jiān)控電路實時對超級電容單體電壓的監(jiān)控，當超級電容單體的電壓超過預設值時，電壓監(jiān)控電路觸發(fā)與其連接的過壓放電電路對超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的過壓報警電路報警，直到超級電容單體經過放電后的電壓在預設值以內時，電壓監(jiān)控電路觸發(fā)過壓放電電路停止對超級電容單體進行放電，保證了在對超級電容模組進行充電時，每個超級電容單體的充電電壓不會超過預設值，進而保證了超級電容模組應用的安全性和可靠性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例公開的一種超級電容模組電壓均衡電路的結構示意圖；圖2為本發(fā)明另一實施例公開的一種超級電容模組電壓均衡電路的電路圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例公開了本發(fā)明提供一種超級電容模組電壓均衡電路，能夠實現對超級電容模組內每個超級電容單體的過壓保護，保證超級電容模組應用的安全性和可靠性。如圖1所示，一種超級電容模組電壓均衡電路，包括:電壓監(jiān)控電路11、過壓放電電路12和過壓報警電路13 ;其中:電壓監(jiān)控電路11與超級電容單體連接，實時監(jiān)控超級電容單體的電壓；當超級電容單體的電壓超過預設值時，電壓監(jiān)控電路11觸發(fā)與其連接的過壓放電電路12對超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的過壓報警電路13報警；當過壓放電電路12將超級電容單體的電壓放電至預設值以內時，電壓監(jiān)控電路11觸發(fā)過壓放電電路12停止對超級電容單體進行放電。在上述實施例中，超級電容模組中的每個超級電容單體均單獨對應一套電壓監(jiān)控電路、過壓放電電路和過壓報警電路。通過電壓監(jiān)控電路對與其連接的超級電容單體的電壓進行實時監(jiān)控，當超級電容單體的電壓超過電壓監(jiān)控電路中的預設值時，電壓監(jiān)控電路觸發(fā)與其連接的過壓放電電路對超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的過壓報警電路報警，當過壓報警電路報警時，操作人員則立即停止對此超級電容單體進行充電，并通過過壓放電電路對此超級電容單體進行放電，直到超級電容單體經過放電后的電壓在預設值以內時，電壓監(jiān)控電路觸發(fā)過壓放電電路停止對超級電容單體進行放電，因此，本發(fā)明實施例提供的超級電容模組電壓均衡電路，保證了在對超級電容模組進行充電時，每個超級電容單體的充電電壓不會超過預設值，進而保證了超級電容模組應用的安全性和可靠性。本發(fā)明的另一實施例還公開了一種超級電容模組電壓均衡電路，如圖2所示，包括:電壓檢測器U1、功率管Q3、三極管Q2、第一電阻R1、場效應管Q1、光耦U2、第二電阻R2和第三電阻R3 ;其中:功率管Q3、三極管Q2和第一電阻Rl構成過壓放電電路，功率管Q3的基極分別與三極管Q2的集電極和電壓檢測器Ul連接，發(fā)射極分別與三極管Q2的基極和第一電阻的一端連接；第一電阻Rl的另一端分別與三極管Q2的發(fā)射極和電壓檢測器Ul連接；場效應管Q1、光耦U2、第二電阻R2和第三電阻R3構成過壓報警電路，場效應管Ql的柵極和源極分別與電壓檢測器Ul連接；第二電阻R2的一端分別與場效應管Ql的漏極和光耦U2連接，另一端分別與功率管Q3的集電極和第三電阻R3 —端連接；第三電阻R3的另一端與光耦連接。具體的，功率管為達林頓功率管。在上述實施例中，每個電壓檢測器Ul對應一個超級電容單體，實時監(jiān)控與其連接的超級電容單體的電壓，當超級電容單體的電壓超過預設值時，電壓檢測器Ul輸出高電平觸發(fā)與其連接的由功率管Q3、三極管Q2和第一電阻Rl構成的過壓放電電路對超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的由場效應管Q1、光耦U2、第二電阻R2和第三電阻R3構成的過壓報警電路進行報警，當過壓報警電路報警時，操作人員則立即停止對此超級電容單體進行充電，當超級電容單體經過放電后的電壓在預設值以內時，電壓檢測器Ul觸發(fā)過壓放電電路停止對超級電容單體進行放電。因此，本發(fā)明實施例提供的超級電容模組電壓均衡電路，保證了在對超級電容模組進行充電時，每個超級電容單體的充電電壓不會超過預設值，進而保證了超級電容模組應用的安全性和可靠性。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種超級電容模組電壓均衡電路，其特征在于，包括:電壓監(jiān)控電路、過壓放電電路和過壓報警電路；其中: 所述電壓監(jiān)控電路與超級電容單體連接，實時監(jiān)控超級電容單體的電壓； 當所述超級電容單體的電壓超過預設值時，所述電壓監(jiān)控電路觸發(fā)與其連接的過壓放電電路對所述超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的過壓報警電路報警； 當所述過壓放電電路將所述超級電容單體的電壓放電至所述預設值以內時，所述電壓監(jiān)控電路觸發(fā)所述過壓放電電路停止對所述超級電容單體進行放電。
2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，所述電壓監(jiān)控電路包括電壓檢測器； 所述電壓檢測器與所述超級電容單體連接，實時監(jiān)控所述超級電容單體的電壓，當所述超級電容單體的電壓超過預設值時，所述電壓檢測器輸出高電平觸發(fā)與其連接的所述過壓放電電路對所述超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的過壓報警電路報警； 當所述超級電容單體經過放電后的電壓在預設值以內時，所述電壓檢測器觸發(fā)所述過壓放電電路停止對所述超級電容單體進行放電。
3.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，所述過壓放電電路包括:功率管、三極管和第一電阻；其中: 所述功率管的基極分別與所述三極管的集電極和電壓檢測器連接，發(fā)射極分別與所述三極管的基極和第一電阻的一端連接； 所述第一電阻的另一端分別與所述三級管的發(fā)射極和電壓檢測器連接。
4.根據權利要求3所述的電路，其特征在于，所述功率管為達林頓功率管。
5.根據權利要求3所述的電路，其特征在于，所述過壓報警電路包括:場效應管、光耦、第二電阻和第三電阻；其中: 所述場效應管的柵極和源極分別與所述電壓檢測器連接； 所述第二電阻的一端分別與所述場效應管的漏極和所述光耦連接，另一端分別與所述功率管的集電極和第三電阻的一端連接； 所述第三電阻的另一端與所述光耦連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超級電容模組電壓均衡電路，包括電壓監(jiān)控電路、過壓放電電路和過壓報警電路；其中電壓監(jiān)控電路與超級電容單體連接，實時監(jiān)控超級電容單體的電壓；當超級電容單體的電壓超過預設值時，電壓監(jiān)控電路觸發(fā)與其連接的過壓放電電路對超級電容單體進行放電，并觸發(fā)與其連接的過壓報警電路報警；當過壓放電電路將超級電容單體的電壓放電至預設值以內時，電壓監(jiān)控電路觸發(fā)所述過壓放電電路停止對超級電容單體進行放電。本發(fā)明保證了在對超級電容模組進行充電時，每個超級電容單體的充電電壓不會超過預設值，進而保證了超級電容模組應用的安全性和可靠性。
文檔編號G01R19/165GK103187776SQ201310129949
公開日2013年7月3日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權日2013年4月15日
發(fā)明者黃鈺強, 李揚, 張彥林, 張偉先, 柯建明, 陳朝暉, 沈朝喜 申請人:南車株洲電力機車有限公司