[發(fā)明專利]串聯(lián)超級電容器模組均壓模塊及均壓裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110401033.3
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102403801A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡仁杰;蔣瑋;黃學(xué)良;黃慧春
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超級電容器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種串聯(lián)超級電容器模組均壓模塊以及由均壓模塊構(gòu)成的均壓裝置。

背景技術(shù)

超級電容器是一種新型高能量密度的儲能器件，它兼有常規(guī)電容器功率密度大、?充電電池比能量高的優(yōu)點(diǎn)，可快速充放電而且壽命長，在電動汽車、應(yīng)急電源和電力自動化設(shè)備領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景

超級電容器單體的電壓較低，一般不超過2.7V，為了滿足電壓等級的需要，通常將多個(gè)超級電容器通過串聯(lián)的方式組成模組工作。但是因?yàn)閱误w超級電容器之間的參數(shù)離散性導(dǎo)致了其串聯(lián)工作時(shí)電壓不均衡，嚴(yán)重的影響了模組的壽命和穩(wěn)定性，因此，串聯(lián)超級電容器的均壓技術(shù)是其模塊化技術(shù)中間的關(guān)鍵一環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：?本發(fā)明的目的在于提供一種串聯(lián)超級電容器模組均壓模塊以及由均壓模塊構(gòu)成的均壓裝置。

技術(shù)方案：?本發(fā)明的串聯(lián)超級電容器模組均壓模塊包括開關(guān)器件、高頻變壓器、整流二極管、穩(wěn)壓電容、反饋二極管和控制電路，其中：

所述高頻變壓器由一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組組成，控制電路包括電壓檢測接口和開關(guān)器件驅(qū)動接口；

所述高頻變壓器一次側(cè)繞組同名端與串聯(lián)超級電容器模組中的單體超級電容器正極連接，異名端與開關(guān)器件的漏極D連接，開關(guān)器件的源極S與單體超級電容器負(fù)極連接，控制電路的電壓檢測接口與單體超級電容器并聯(lián)，控制電路的驅(qū)動接口與開關(guān)器件的控制極G連接，高頻變壓器二次側(cè)繞組通過整流二極管與穩(wěn)壓電容及反饋二極管并聯(lián)。

所述的開關(guān)器件為電力場效應(yīng)管MOSFET、電力晶體管GTR或絕緣柵雙極晶體管IGBT的半導(dǎo)體開關(guān)管；所述的整流二極管和反饋二極管為肖特基二極管或超快恢復(fù)二極管。

所述高頻變壓器的變比為1：K，其中1<K<N，N為串聯(lián)超級電容器模組中單體超級電容器數(shù)量，K越大，均壓速度越快。

穩(wěn)壓電容用于在高頻變壓器二次側(cè)繞組輸出端建立電壓。

本發(fā)明的串聯(lián)超級電容器模組均壓模塊構(gòu)成的超級電容器均壓裝置中，串聯(lián)超級電容器模組中的每一個(gè)單體超級電容器與該裝置中的一個(gè)均壓模塊并聯(lián)；串聯(lián)超級電容器模組中的某只單體超級電容器并聯(lián)均壓模塊中，反饋二極管的陽極連接在與該單體超級電容器負(fù)極相連的單體超級電容器并聯(lián)均壓模塊的反饋二極管的陰極上，反饋二極管的陰極連接在與該單體超級電容器正極相連的單體超級電容器并聯(lián)均壓模塊的反饋二極管的陽極上。

串聯(lián)超級電容器模組中第一只單體超級電容器并聯(lián)均壓模塊中的反饋二極管的陰極再接入充電回路。

有益效果：?使用本專利公開的串聯(lián)電容器模組均壓模塊以及由均壓模塊構(gòu)成的均壓裝置，可以在串聯(lián)超級電容器模組充電過程中以及靜置狀態(tài)下，通過能量從達(dá)到電壓閾值的超級電容器向未達(dá)到電壓閾值的超級電容器的轉(zhuǎn)移，使模組中的各只單體超級電容器電壓均衡，避免模組過壓對超級電容器的損害，以及模組欠壓造成的能量利用率不足。

附圖說明

圖1是由n只超級電容器以及對應(yīng)均壓模塊組成的串聯(lián)模組拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

其中有：開關(guān)器件SW、高頻變壓器T、整流二極管D_c、穩(wěn)壓電容C_t、反饋二極管D_f、控制電路C、單體超級電容器C_n、第一只單體超級電容器C₁。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種串聯(lián)超級電容器模組均壓模塊，包括開關(guān)器件、高頻變壓器、整流二極管、穩(wěn)壓電容、反饋二極管和控制電路，其中：

所述高頻變壓器由一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組組成，控制電路包括電壓檢測接口和開關(guān)器件驅(qū)動接口；

所述高頻變壓器一次側(cè)繞組同名端與串聯(lián)超級電容器模組中的單體超級電容器正極連接，異名端與開關(guān)器件的漏極D連接，開關(guān)器件的源極S與單體超級電容器負(fù)極連接，控制電路的電壓檢測接口與單體超級電容器并聯(lián)，控制電路的驅(qū)動接口與開關(guān)器件的控制極G連接，高頻變壓器二次側(cè)繞組通過整流二極管與穩(wěn)壓電容及反饋二極管并聯(lián)。

所述的開關(guān)器件為電力場效應(yīng)管MOSFET、電力晶體管GTR或絕緣柵雙極晶體管IGBT的半導(dǎo)體開關(guān)管；所述的整流二極管和反饋二極管為肖特基二極管或超快恢復(fù)二極管。