超級電容儲能裝置制造方法
【專利摘要】一種超級電容儲能裝置，包括多個串聯(lián)的超級電容及與每個超級電容并聯(lián)的單體超級電容保護(hù)電路；所述的單體超級電容保護(hù)電路，由均壓電路及過壓報警電路組成；所述的均壓電路與過壓報警電路并聯(lián)；所述的均壓電路用于穩(wěn)定與其并聯(lián)的超級電容兩端的電壓，使多個串聯(lián)的超級電容兩端的電壓相一致；所述的過壓報警電路用于檢測電壓超限時報警，檢測電壓超限時，過壓報警電路輸出報警信號；本發(fā)明涉及的單體超級電容保護(hù)電路可獨立實現(xiàn)每個單體超級電容的均壓及過壓保護(hù)；在每個單體超級電容保護(hù)電路中，設(shè)計了過壓報警電路，可使生產(chǎn)人員通過有無報警信息，實時了解電路的工作情況；本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，易于實現(xiàn)。
【專利說明】超級電容儲能裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲能裝置，尤其涉及一種超級電容儲能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超級電容器是一種電化學(xué)元件，其介于傳統(tǒng)電容器與電池之間，是一種具有特殊性能的電源，超級電容主要依靠雙電層和氧化還原電容電荷儲存電能，利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量，可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次，其具有功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬等特點。
[0003]單個超級電容的電壓一般不超過3V，且能量較小，因此一般采用多個電容串聯(lián)的方式來組成所需的儲能裝置以提高儲能裝置的能量存儲，現(xiàn)有超級電容儲能裝置不能根據(jù)需要擴(kuò)展串聯(lián)電容的數(shù)量，較難實現(xiàn)對電容儲能裝置內(nèi)每個超級電容單體的均壓和過壓保護(hù)，不具備過壓報警能力，降低了超級電容儲能裝置應(yīng)用過程中的安全性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種充電儲存能量裝置，可作為系統(tǒng)后備電源使用，此裝置通過被動均衡與主動均衡的電壓均衡方式，控制裝置內(nèi)部單體超級電容保護(hù)電路，在斷電及其它意外狀況下，被儲能的裝置能夠正常穩(wěn)定的回到安全控制位置，并可實現(xiàn)任意單體超級電容保護(hù)電路過壓報警。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種超級電容儲能裝置，包括多個串聯(lián)的超級電容及與每個超級電容并聯(lián)的單體超級電容保護(hù)電路；
[0007]所述的單體超級電容保護(hù)電路，由均壓電路及過壓報警電路組成；所述的均壓電路與過壓報警電路并聯(lián)；
[0008]所述的均壓電路用于穩(wěn)定與其并聯(lián)的超級電容兩端的電壓，使多個串聯(lián)的超級電容兩端的電壓相一致；電阻Rl的一端接電源正極，電阻Rl、R2、R3串聯(lián)，穩(wěn)壓二極管Ul的一端與電阻R2、R3相連，R3的另一端接電源負(fù)極；穩(wěn)壓二極管Ul的另一端與電阻R4、R5的一端相連，穩(wěn)壓二極管Ul的另一端接電源負(fù)電壓，電阻R4的另一端與電源正極相連，電阻R5的另一端與三極管Dl的基極相連；三極管Dl的發(fā)射極接電源正極，三極管Dl的集電極與電阻R6、R7的一端相連，電阻R6的另一端接電源負(fù)極，電阻R7的另一端接三極管D2的基極，三極管D2的發(fā)射極接電源負(fù)極，三極管D2的集電極與電阻R8、R9的一端相連，電阻R8、R9的另一端與電源正極相連；
[0009]所述的過壓報警電路用于檢測電壓超限時報警，檢測電壓超限時，過壓報警電路輸出報警信號；電阻RlO的一端接電源正極，電阻RIO、Rl1、R12串聯(lián),穩(wěn)壓二極管U2的一端分別與電阻R12的一端及三極管D3的基極相連，穩(wěn)壓二極管U2的另一端接電源負(fù)極，電阻R12的另一端接電源負(fù)極，三極管D3的集電極接電源負(fù)極，三極管D3的發(fā)射極與光電耦合器連接。[0010]本發(fā)明的有益效果為:
[0011]本發(fā)明所述的一種充電儲存能量裝置可在斷電及其它意外情況發(fā)生時，作為與其連接的系統(tǒng)的后備電源；并且本發(fā)明可擴(kuò)展性好，可以根據(jù)供給需求決定超級電容的串接數(shù)量，可移植性好；本發(fā)明涉及的單體超級電容保護(hù)電路可獨立實現(xiàn)每個單體電容的均壓及過壓保護(hù)；在每個單體超級電容保護(hù)電路中，設(shè)計了過壓報警電路，可使生產(chǎn)人員通過有無報警信息，實時了解電路的工作情況；本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，易于實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]本發(fā)明共有附圖3幅；
[0013]圖1為單體超級電容保護(hù)電路的電路原理圖；
[0014]圖2為超級電容儲能裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為本發(fā)明與被保護(hù)系統(tǒng)連接的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]如圖3所示，超級電容儲能裝置與被保護(hù)系統(tǒng)的供電電源正、負(fù)極并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)正常供電時，超級電容儲能裝置處于被動充電狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)電源切斷時，超級電容儲能裝置處于主動放電狀態(tài)，繼續(xù)維持被保護(hù)系統(tǒng)的正常工作。
[0018]如圖1及圖2所示，一種超級電容儲能裝置，包括多個串聯(lián)的超級電容及與每個超級電容并聯(lián)的單體超級電容保護(hù)電路；
[0019]所述的單體超級電容保護(hù)電路，由均壓電路及過壓報警電路組成；所述的均壓電路與過壓報警電路并聯(lián)；
[0020]所述的均壓電路用于穩(wěn)定與其并聯(lián)的超級電容兩端的電壓，使多個串聯(lián)的超級電容兩端的電壓相一致；電阻Rl的一端接電源正極，電阻Rl、R2、R3串聯(lián)，穩(wěn)壓二極管Ul的一端與電阻R2、R3相連，R3的另一端接電源負(fù)極；穩(wěn)壓二極管Ul的另一端與電阻R4、R5的一端相連，穩(wěn)壓二極管Ul的另一端接電源負(fù)電壓，電阻R4的另一端與電源正極相連，電阻R5的另一端與三極管Dl的基極相連；三極管Dl的發(fā)射極接電源正極，三極管Dl的集電極與電阻R6、R7的一端相連，電阻R6的另一端接電源負(fù)極，電阻R7的另一端接三極管D2的基極，三極管D2的發(fā)射極接電源負(fù)極，三極管D2的集電極與電阻R8、R9的一端相連，電阻R8、R9的另一端與電源正極相連；
[0021]所述的過壓報警電路用于檢測電壓超限時報警，檢測電壓超限時，過壓報警電路輸出報警信號；電阻RlO的一端接電源正極，電阻RIO、Rl1、R12串聯(lián),穩(wěn)壓二極管U2的一端分別與電阻R12的一端及三極管D3的基極相連，穩(wěn)壓二極管U2的另一端接電源負(fù)極，電阻R12的另一端接電源負(fù)極，三極管D3的集電極接電源負(fù)極，三極管D3的發(fā)射極與光電耦合器連接。
[0022]所述的均壓電路工作過程:直流母線與電阻R1、R2、R3連接，檢測電壓為R3分壓后的電壓值，設(shè)定Vl為均壓保護(hù)電路的工作時的電容電壓，在直流母線給電容充電時，當(dāng)電壓達(dá)到VI，R3上的電壓使電壓基準(zhǔn)源Ul導(dǎo)通，三極管Dl導(dǎo)通，D2相繼導(dǎo)通，放電電阻R8、R9開始放電，電容電壓下降，直至均壓電路停止工作。[0023]所述的過壓報警電路工作過程:直流母線與電阻RIO、R11、R12連接，檢測電壓為R12分壓后的電壓值，在直流母線給電容充電時，當(dāng)電壓達(dá)到V2，R12上的電壓使電壓基準(zhǔn)源U2導(dǎo)通，從而使D3導(dǎo)通，光耦導(dǎo)通，輸出過壓報警信號。
【權(quán)利要求】
1.一種超級電容儲能裝置，其特征在于:包括多個串聯(lián)的超級電容及與每個超級電容并聯(lián)的單體超級電容保護(hù)電路； 所述的單體超級電容保護(hù)電路，由均壓電路及過壓報警電路組成；所述的均壓電路與過壓報警電路并聯(lián)； 所述的均壓電路用于穩(wěn)定與其并聯(lián)的超級電容兩端的電壓，使多個串聯(lián)的超級電容兩端的電壓相一致；電阻Rl的一端接電源正極，電阻Rl、R2、R3串聯(lián)，穩(wěn)壓二極管Ul的一端與電阻R2、R3相連，R3的另一端接電源負(fù)極；穩(wěn)壓二極管Ul的另一端與電阻R4、R5的一端相連，穩(wěn)壓二極管Ul的另一端接電源負(fù)電壓，電阻R4的另一端與電源正極相連，電阻R5的另一端與三極管Dl的基極相連；三極管Dl的發(fā)射極接電源正極，三極管Dl的集電極與電阻R6、R7的一端相連，電阻R6的另一端接電源負(fù)極，電阻R7的另一端接三極管D2的基極，三極管D2的發(fā)射極接電源負(fù)極，三極管D2的集電極與電阻R8、R9的一端相連，電阻R8、R9的另一端與電源正極相連； 所述的過壓報警電路用于檢測電壓超限時報警，檢測電壓超限時，過壓報警電路輸出報警信號；電阻RlO的一端接電源正極，電阻R10、R11、R12串聯(lián)，穩(wěn)壓二極管U2的一端分別與電阻R12的一端及三極管D3的基極相連，穩(wěn)壓二極管U2的另一端接電源負(fù)極，電阻R12的另一端接電源負(fù)極，三極管D3的集電極接電源負(fù)極，三極管D3的發(fā)射極與光電耦合器連接。
【文檔編號】H02J7/00GK103595101SQ201310603414
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月23日
【發(fā)明者】李小先, 孔慶剛, 王剛 申請人:大連尚能科技發(fā)展有限公司