[發(fā)明專利]超級電容器組電壓均衡電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810445515.0
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108551202A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊慧;王玉領(lǐng);劉近貞
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于脈沖功率中的超級電容器組電壓均衡電路，其特征在于，包括MCU控制模塊、電壓采集模塊、電壓均衡電路及其開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和串聯(lián)超級電容器組。

2.如權(quán)利要求1所述的超級電容器組電壓均衡電路，其特征在于，所述電壓均衡電路包括分流電路和反激式DC-DC轉(zhuǎn)換器電路。

3.如權(quán)利要求1所述的超級電容器組電壓均衡電路，其特征在于，所述均衡電路開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括正極端開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和負(fù)極端開關(guān)網(wǎng)絡(luò)；正極端開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中所有正極開關(guān)的一端連接各超級電容的正極，另一端連接在一起并連接到反激式DC-DC轉(zhuǎn)換器的初級端；負(fù)極端開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中所有負(fù)極開關(guān)的一端連接各超級電容的負(fù)極，另一端連接在一起并連接到反激式DC-DC轉(zhuǎn)換器的次級端。

4.如權(quán)利要求2所述的超級電容器組電壓均衡電路，其特征在于，所述分流電路用于充電及動態(tài)均衡，包括超快速恢復(fù)二極管和開關(guān)，在每個超級電容單體之間均并聯(lián)放置一個超快速恢復(fù)二極管和開關(guān)；在超級電容器組充電時，開關(guān)斷開，所述超快速恢復(fù)二極管為超級電容器組充電提供充電通路，在充電過程中，MCU控制模塊通過電壓采集模塊實(shí)時檢測單體兩端電壓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一單體電壓到達(dá)閾值時，通過閉合開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中單體兩端的正極、負(fù)極開關(guān)，使充電電流繞過單體，避免了單體電壓的繼續(xù)增大，從而實(shí)現(xiàn)充電均衡；在超級電容器組放電時，單體間開關(guān)閉合，所述開關(guān)為超級電容器組放電提供放電通路。

5.如權(quán)利要求2所述的超級電容器組電壓均衡電路，其特征在于，所述反激式DC-DC轉(zhuǎn)換器用于靜態(tài)均衡，包括轉(zhuǎn)換器及其初級端開關(guān)、次級端開關(guān)；在超級電容組進(jìn)行充電及動態(tài)均衡時，轉(zhuǎn)換器兩端的開關(guān)斷開，避免充電電流進(jìn)入轉(zhuǎn)換器；在超級電容器組充放電完畢后，即靜態(tài)時，MCU控制模塊通過電壓采集模塊檢測單體兩端電壓并進(jìn)行大小比較，得到電壓最大的單體電容和電壓最小的單體電容；MCU控制模塊控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，將電壓最大單體電容兩端的正極端開關(guān)和負(fù)極端開關(guān)以及轉(zhuǎn)換器初極端開關(guān)閉合，將高電壓單體的能量轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)換器中；經(jīng)過一段時間，斷開高電壓單體兩端的開關(guān)以及變換器初級端開關(guān)，同時閉合電壓最小單體電容兩端的正極端開關(guān)和負(fù)極端開關(guān)以及轉(zhuǎn)換器次級端開關(guān)，實(shí)現(xiàn)能量從轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)移到電壓最小單體電容，從而實(shí)現(xiàn)超級電容組靜態(tài)下能量從最高電壓單體向最低電壓單體的直接轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)下的電壓均衡。

6.如權(quán)利要求1所述的超級電容器組電壓均衡電路，其特征在于，所述電壓采集模塊包括電壓采集芯片，用以實(shí)現(xiàn)單體電壓的檢測。

7.如權(quán)利要求1所述的超級電容器組電壓均衡電路，其特征在于，所述MCU控制模塊包括微控制器系統(tǒng)和驅(qū)動控制模塊；微控制器系統(tǒng)用于產(chǎn)生控制時序；驅(qū)動控制模塊用于驅(qū)動控制相應(yīng)開關(guān)的閉合和關(guān)斷。