[實用新型]一種超級電容電壓均衡電路

有效

• 申請號: 201720304081.3
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN206673625U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 彭紅波;黃杰
• 申請（專利權）人: 深圳市中電華星電子技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司44218
• 代理人: 黃良寶

技術領域

本實用新型涉及到超級電容充電控制電路技術領域。

背景技術

超級電容又名電化學電容器，超級電容以其優異的充放電壽命、高功率密度、環境友好等特點，得到廣泛的應用與研究，超級電容常見的應用領域包括：消費電子，后備電源、電動汽車、可再生能源發電系統等。但超級電容的單個電壓一般是2.7V左右，電壓太低，在實際應用中需要多個串聯起來使用，達到應用中需要的母線電壓，形成一個超級電容組。超級電容在串聯起來后，理論上期望每個電容的電壓是母線電壓除于電容的個數的電壓。實際情況是：電容在生產完成后，以及長期使用后，容量將出現差異。容量差異將引起電壓不能平均分配給每個電容，產生了充電壓不均衡問題。引起個別超級電容電壓超高，或者太低，都將影響超級電容組的壽命。

發明內容

綜上所述，本實用新型的目的在于解決串聯起來使用的多個超級電容產生了充電壓不均衡問題，從而引起個別超級電容電壓超高，或者太低，都將影響超級電容組的壽命的技術不足，而提出一種超級電容電壓均衡電路。

為解決本實用新型所提出的技術問題，采用的技術方案為：

一種超級電容電壓均衡電路，其特征在于所述電路包括有：

恒流充電電路，與單個超級電容并聯，用于為超級電容充電；

恒流放電電路，與單個超級電容并聯，用于為超級電容放電；

隔離電路，設于所述恒流充電電路與超級電容之間，用于在恒流放電電路工作時，斷開恒流充電電路與恒流放電電路和超級電容之間的連接；

控制電路，用于根據系統主控模塊給出的充電控制信號，控制關閉恒流放電電路，啟動隔離電路，以及開啟恒流充電電路為超級電容充電；根據系統主控模塊給出的放電控制信號，控制關閉恒流充電電路，斷開隔離電路，開啟恒流放電電路為超級電容放電。

所述的恒流充電電路包括有控制充電電源導通或截止的場效應管Q12，場效應管Q12的G極與控制電路連接，場效應管Q12的G極還連接有由反相放大器構成的恒流控制電路和充電電流檢測電路。

所述的恒流放電電路包括有由二極管D24、MOS場效應管Q20及負載電阻R60串接構成的放電電路；所述的MOS場效應管Q20的G極連接有控制MOS場效應管Q20截止或導通，以及檢測放電電路的放電電流提供恒流放電控制的恒流放電控制電路。

所述的隔離電路包括有控制恒流充電電路與恒流放電電路和超級電容之間導通或截止的MOS場效應管Q6，MOS場效應管Q6的G極通過放大驅動電路與控制電路連接。

本實用新型的有益效果為：由系統主控模塊檢測電池組的總電壓，此電壓除于電容組的個數，將得到單個超級電容的平均電壓，此電壓和超級電容上的實際電壓進行比較。如果超級電容的實際電壓低于平均電壓，系統主控模塊給此超級電容并聯的本實用新型的控制電路充電信號，本實用新型開始對此超級電容進行充電。如果超級電容的實際電壓高于平均電壓，系統主控模塊給此超級電容并聯的本實用新型的控制電路放電信號，本實用新型關閉恒流充電電路，同時關閉隔離電路，啟動恒流放電電路，降低超級電容電壓。使每個超級電容的電壓接近平均電壓。

本實用新型可以對電壓低的超級電容進行充電，也可以對電壓高的超級電容進行放電。使每個超級電容接近平均電壓，提高使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型應用過程中的原理示意圖；

圖2為本實用新型的電路原理示意圖。

具體實施方式

以下結附圖和本實用新型優選的具體實施例對本實用新型的作進一步地說明。

參照圖1中所示，為解決串聯起來使用的多個超級電容產生了充電壓不均衡，影響超級電容組的壽命問題，在各超級電容上分別并聯一個本實用新型的超級電容電壓均衡電路M；通過母線電壓對電壓較低的超級電容進行充電，提高電壓；對電壓較高的超級電容，進行放電，降低電壓，使超級電容組每個電容的電壓達到均衡。

參照圖2中所示，本實用新型的超級電容電壓均衡電路包括有：恒流充電電路、恒流放電電路、隔離電路及控制電路。圖中的VOUT+端、AGND端分別與超級電容的正、負相連接。電路工作時，控制電路U1的6、7腳將從A、B接收到系統主控模塊給出的控制信號，控制電路U1的3腳控制恒流充電電路，控制電路U1的1腳控制隔離電路，控制電路U1的8腳控制恒流放電電路。