[實用新型]一種串聯超級電容組均衡電路

有效

• 申請號: 201420631137.2
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN204190441U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 田軍;馬寶華
• 申請（專利權）人: 陜西千山航空電子有限責任公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張奕軒

技術領域

本實用新型屬于航空電子技術領域，涉及到記錄器獨立電源系統,特別是涉及一種串聯超級電容組均衡電路。

背景技術

記錄器獨立電源系統中，一種可以實施的能量貯存方式就是采用超級電容組作為貯能介質。

超級電容單體具有額定電壓低的特點，因此使用中一般將超級電容串聯使用。但由于各單體在性能(容量、溫度特性、初始電壓等方面)上的差異，長期使用中會導致各電容電壓不一致，可能導致部分電容過壓使用而降低壽命。如果對電容組電壓降額使用，則會降低貯能效率。因此，通過電壓均衡技術可以避免電容過壓使用，同時又能最大程度地利用其貯能能力。

現有的串聯超級電容組均衡不能符合航空領域的特殊要求。航空電子技術領域使用時，如果其中一個晶體管失效短路，則會導致該晶體管負責均衡的超級電容始終處于放電狀態，進而由于該超級電容放電導致其電壓低于另一只超級電容，觸發另一只超級電容的均衡晶體管導通，此時，兩個晶體管均處于導通狀態，超級電容大電流放電，容易損壞。另外，該電路采用了普通的運算放大器進行均衡，意味著均衡電路將會一直處于工作狀態，如果超級電容組放電時也進行電壓均衡，則會浪費超級電容貯存的能量，導致儲能利用率下降。

因此，需要一種可靠性較高的，能夠靈活控制均衡功能使能和關閉的串聯超級電容組均衡電路。

發明內容

發明目的：提供一種超級電容組均衡電路，可以實時的調整相鄰電容的電壓，使其電壓趨向一致。同時，具有均衡功能使能和關閉接口，能夠由外部信號關閉均衡電路，避免超級電容組放電時消耗能量。

技術方案：一種串聯超級電容組均衡電路，包括分壓電路1、具有關斷功能的運算放大器2、推挽驅動電路3，所述分壓電路1由兩個相同阻值的電阻串聯而成，其一端接兩只串聯電容器組的正端，另一端接兩只串聯電容器組的負端，中間抽頭接運算放大器2的正輸入端，運算放大器2的負輸入端接兩只串聯電容器組的中間抽頭，運算放大器2的輸出端接推挽驅動電路3中驅動電阻31的一端，驅動電阻31的另一端接PNP功率三極管32和NPN功率三極管33的基極，PNP功率三極管32和NPN功率三極管33的發射極相連，并連接到兩只串聯電容器組的中間抽頭，NPN功率三極管33的集電極通過第二功率電阻器35連接到兩只串聯電容器組的正端，PNP功率三極管32的集電極通過第一功率電阻器34連接到兩只串聯電容器組的負端。

有益效果：本實用新型所示串聯超級電容組均衡電路，相比現有技術，具有安全且能關斷的優點，具體如下：現有技術僅在電容抽頭上串入一個功率電阻，本實用新型在推挽電路兩臂上均串入功率電阻，可以有效降低由于晶體管失效短路造成的電容直接短路的風險；本實用新型采用具有關斷功能的運算放大器作為驅動器，可以靈活的用于關閉均衡電路，有效的降低均衡電路在超級電容組放電時的能量浪費。

附圖說明

圖1為本發明電路(部分)原理框圖；

圖2為超級電容組中組合使用本發明電路的架構圖；

其中：1、分壓電路，2、運算放大器，3、推挽驅動電路，31、驅動電阻，32、PNP功率三極管，33、NPN功率三極管，34、第一功率電阻器，35、第二功率電阻器

具體實施方式

下面結合附圖對發明的一種實施例作進一步詳細描述，請參閱圖1、圖2。

本實用新型采用具有關斷功能的運算放大器、功率型推挽輸出電路等構成功率型電壓跟隨器。其中功率型推挽輸出電路中，功率限流電阻配置在兩個晶體管的集電極上，避免晶體管損壞時導致超級電容大電流放電。

一種串聯超級電容組均衡電路，包括分壓電路1、具有關斷功能的運算放大器2、推挽驅動電路3，所述分壓電路1由兩個相同阻值的電阻串聯而成，其一端接兩只串聯電容器組的正端，另一端接兩只串聯電容器組的負端，中間抽頭接運算放大器2的正輸入端，運算放大器2的負輸入端接兩只串聯電容器組的中間抽頭，運算放大器2的輸出端接推挽驅動電路3中驅動電阻31的一端，驅動電阻31的另一端接PNP功率三極管32和NPN功率三極管33的基極，PNP功率三極管32和NPN功率三極管33的發射極相連，并連接到兩只串聯電容器組的中間抽頭，NPN功率三極管33的集電極通過第二功率電阻器35連接到兩只串聯電容器組的正端，PNP功率三極管32的集電極通過第一功率電阻器34連接到兩只串聯電容器組的負端。

參閱圖1，該圖為本發明的基本電路。其中分壓電路1中兩個電阻取值相同，用于設定兩個超級電容的中間值剛好為串聯電壓值的一半，即設定兩個電容均衡電壓值相同。