[發明專利]一種用于超級電容模組的動態平衡電路

無效

• 申請號: 201310285935.4
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103368232A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 婁永偉;張明軍;陳全;張小龍;楊宗林
• 申請（專利權）人: 浙江光匯照明電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅

技術領域

本發明涉及一種動態平衡電路，尤其涉及一種用于超級電容模組的動態平衡電路。

背景技術

風力發電機組運行過程中，當風速、風向等發生變化時，需要通過變槳系統來改變槳距角等參數，以保證系統最優運行，安全運行。其中風力發電是指利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。變槳系統是指用于控制風車的葉片（槳葉）角度來達到控制風車的輸出功率或者停機的目的的一套控制系統。變槳系統需有儲能模組提供動力。目前主流儲能模組有蓄電池模組和超級電容器模組兩種，其中超級電容模組是指將許多超級電容通過串聯或并聯等方式組合在一起使用的組合。蓄電池模組充放電特性差、充放電電流不能太大、低溫特性差，循環壽命短，一般兩年就要維護，在100米高的風機上，維護成本極高。相較于蓄電池模組，超級電容器模組具有充放電特性很好、可大電流充放電，溫度特性好，循環壽命超長，可10年免維護的優點。因此超級電容模組已經慢慢成為應用主流。

由于每一個超級電容單體之間因為生產材料等種種原因會導致超級電容單體的容量、漏電流，等效電阻等參數有差異，以致在使用的過程中會使得不同單體之間出現電壓偏差，因此必需采取電壓均衡技術將所有超級電容的電壓保持均衡后方可投入實際應用。

針對上述問題，現有的解決方案是電阻或二極管均壓方案：

在電阻均壓方案中，如圖1所示，當R1=R2時，可以使得兩個電容的電壓相等，電阻承擔了均壓和泄放通道的功能。

在二極管均壓方案中，如圖2所示，用穩壓二極管箝位或適當數量普通整流二極管串聯后并于超級電容，可以使得電容的電壓相等，二極管承擔均壓和泄放通道的功能。

上述方案的缺點是電阻或二極管持續消耗能量，二極管的導通電壓容易跟隨，視溫度變化而變化，不易控制電壓值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于超級電容模組的動態平衡電路，以實現精確的控制每一個超級電容的電壓值，動態調整泄放電流，減少系統的能耗。

為實現上述目的，本發明提出了一種可泄放能量的電路，該電路包括：用于連接外部儲能器件的第一連接端和第二連接端；

泄放采樣電路單元，用于通過上述第一連接端和第二連接端進行電壓采樣，并對泄放對比電路單元發送采樣得到的采樣電壓；

泄放對比電路單元，用于提供基準電壓，將來自泄放采樣電路單元的采樣電壓與該基準電壓進行比較，并且在采樣電壓大于該基準電壓時產生針對泄放開關電路單元的觸發信號；

泄放開關電路單元，用于接收來自泄放對比電路單元的觸發信號，并根據該觸發信號使其開關電路導通以為泄放電路單元提供泄放觸發信號；

泄放電路單元，用于接收來自泄放開關電路單元的泄放觸發信號，并根據該泄放觸發信號對外部儲能器件進行能量的泄放。

本發明的該方案的有益效果在于通過上述泄放采樣電路單元，能夠對外部儲能器件進行電壓采樣，并且當該器件的電壓值超過規定值時，本發明所涉及的泄放電路單元能夠對其進行能量的泄放，從而實現了對其電壓的精確控制。

優選的是，所述泄放采樣電路單元包括第一電阻，第二電阻，第三電阻，其中第一電阻，第二電阻與第三電阻串聯，該串聯電路的兩端形成第一連接端和第二連接端，從第二電阻與第三電阻之間引出連線連接至泄放對比電路單元。

優選的是，泄放對比電路單元包括可控精密穩壓源，其中可控精密穩壓源的輸入端連接至上述第二連接端，可控精密穩壓源的輸出端連接至泄放開關電路單元，可控精密穩壓源能夠提供精準的基準電壓。

優選的是，從第二電阻與第三電阻之間引出電容連接至可控精密穩壓源的輸出端，該電容用于濾波，起防干擾作用。

優選的是，泄放開關電路單元包括第四電阻，第五電阻，第六電阻，第七電阻，第八電阻，第九電阻，第十電阻，第一三極管和發光二極管，其中第四電阻與上述第一連接端相連，并通過第五電阻連接至第一三極管的基極，并且從第一三極管的基極引出第六電阻連接至上述第二連接端，第一三極管的發射極連接至上述第一連接端，第一三極管的集電極通過第八電阻以及發光二極管連接至上述第二連接端，從泄放采樣電路單元的第二電阻與第三電阻之間引出的第七電阻連接至第一三極管的集電極，之后通過第十電阻連接至達林頓晶體管的基極，并且從第七電阻與第十電阻的連接處引出第九電阻連接至上述第二連接端，本方案中的發光二極管用于當外部儲能器件過壓時，發光報警。

優選的是，泄放電路單元包括第十一電阻，第十二電阻，達林頓晶體管，第二三極管，其中