基于超级电容的备用电源模组电压均衡及过压报警保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于超级电容的备用电源模组电压均衡及过压报警电路设计，包括电压均衡电路，过电压报警保护电路，报警信号逻辑综合及隔离输出电路，其中，电压均衡及过压报警保护电路采用模块化设计，每个超级电容单体或者每组直接并联的超级电容组配有模块化的电压均衡及过压报警保护电路，过压报警保护电路的输出通过逻辑或门输出，所有经过逻辑或门输出的过压报警保护信号综合在一起，再通过隔离器件输出到外部接口，提供给上位控制系统。本实用新型专利技术具有电压均衡与过压报警保护相互独立，均衡电压点与过压保护点配置灵活，保证每个超级电容工作电压安全，减少隔离输出器件的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种备用电源的电压均衡及过压报警保护电路设计，具体地说，涉及基于一种基于超级电容的备用电源电压均衡及过压报警保护电路设计。
技术介绍
当前，在类似应用于风力发电变桨系统的基于超级电容的备用电源模组中，均采用多个超级电容单体（或者并联组）串联的设计。串联的超级电容单体（或者并联组）之间需要电压均衡电路以保证超级电容单体的电压保持均衡。同时，需要过电压报警保护电路，在电压超过安全工作点时发出报警保护信号，以保证系统安全工作。现有的电压均衡电路与过压报警保护电路设计中，一般采用对每个超级电容（并联组）做电压均衡和过压报警保护，并对每个过压报警保护输出信号做隔离输出。这种做法的一个缺点是，电压均衡电路与过压报警保护合二为一的做法非常容易引起过压报警动作，并且失去均衡电路的作用空间，等同于没有均衡过程。这种做法的第二个缺点是, 每个报警保护通道具有一个隔离输出器件，隔离输出器件太多，造成成本高并且误报警机率增加。本技术将每个超级电容单体（或者并联组）的电压均衡和过压报警保护电路独立开来，可以保证在均衡电路动作点与过压保护动作点之间有一定的电压缓冲区间，实现在过压报警保护动作点之前，留给均衡电路足够的时间来完成均衡动作，避免触发过压报警保护。同时，采用逻辑或门将过压报警保护信号的输出组合后，采用极少的隔离器件将报警保护信号输出出去，既节省了成本，又增加了可靠性。因此，现有的电压均衡与过压报警保护电路的设计不能满足类似风力发电机变桨系统应用场合的需求。而本技术的均衡电路与过压报警保护电路设计可以很好的解决上述问题，带来电压均衡与过压报警保护可靠，同时降低成本和增加可靠性。因而，本技术在基于超级电容的备用电源应用领域中具有较大的理论研究和实际推广的意义。
技术实现思路
本技术的目的，在于克服上述问题，实现电压均衡与过压报警保护可靠，降低成本和增加可靠性的超级电容备用电源模组电压均衡及过压报警保护电路。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种基于超级电容的备用电源模组电压均衡及过压报警保护电路，包括电压均衡电路、过压报警保护电路、逻辑或门电路和隔离输出电路，所述电压均衡电路与超级电容器直接相连，所述过压报警保护电路的输入与超级电容器相连，所述逻辑或门电路的输入与过压报警保护电路输出相连，所述逻辑或门电路的输出与隔离输出电路的输入相连，所述隔离输出电路的输出信号提供给上位控制电路。本技术的进一步改进在于：所述超级电容器为超级电容器单体或超级电容器并联组。本技术的进一步改进在于：所述电压均衡电路与超级电容器并联组一一对应，所述电压均衡电路的数量与超级电容并联组的数量相同，所述均衡电路与超级电容器并联组之间没有任何连接器器、接插件等器件。本技术的进一步改进在于：所述均衡电路，为主动式均衡电路、被动式均衡电路、电阻耗能型均衡电路或者能量转移式等任意形式的均衡电路。本技术的进一步改进在于：所述过压报警保护电路与超级电容器并联组一一对应，所述过压报警保护电路的数量与串联的超级电容器数量相同，过压报警点为固定设定点或者可调设定点，并且带有滞环比较功能。本技术的进一步改进在于：所述隔离输出电路为光耦隔离电路等各种电气隔离电路。本技术与现有技术相比具有以下明显优点：1、电压均衡具有足够的动作区间：均衡电路与过压报警电路分开，独立设置动作点，留给均衡电路足够的动作区间，避免触发过压报警保护。2、成本低，可靠性高：通过逻辑或门将每路过压报警保护信号组合起来，再统一经过隔离器件输出，既降低了成本，又增加了可靠性。附图说明图1是本技术的系统结构图；图中标号：A1～An-均衡电路、B1～Bn-过压报警保护电路、C-逻辑或门电路、D-信号隔离电路。具体实施方式为了加深对本技术的理解，下面将结合实施例和附图对本技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术保护范围的限定。如图1所示的一种基于超级电容的备用电源模组电压均衡及过压报警保护电路的具体实施方式：包括电压均衡电路A1～An、过压报警保护电路B1～Bn、逻辑或门电路C和隔离输出电路D，所述电压均衡电路A1～An与超级电容器直接相连，所述过压报警保护电路B1～Bn的输入与超级电容器相连，所述逻辑或门电路C的输入与过压报警保护电路B1～Bn输出相连，所述逻辑或门电路C的输出与隔离输出电路D的输入相连，所述隔离输出电路D的输出信号提供给上位控制电路；所述超级电容器为超级电容器单体或超级电容器并联组；所述电压均衡电路A1～An与超级电容器并联组一一对应，所述电压均衡电路A1～An的数量与超级电容并联组的数量相同，所述均衡电路A1～An与超级电容器并联组之间没有任何连接器器、接插件等器件；所述均衡电路A1～An，为主动式均衡电路、被动式均衡电路、电阻耗能型均衡电路或者能量转移式均衡电路；所述过压报警保护电路B1～Bn与超级电容器并联组一一对应，所述过压报警保护电路B1～Bn的数量与串联的超级电容器数量相同，过压报警点为固定设定点或者可调设定点，并且带有滞环比较功能；所述隔离输出电路D为光耦隔离电路等各种电气隔离电路。本技术与现有技术相比具有以下明显优点：1、电压均衡具有足够的动作区间：均衡电路与过压报警电路分开，独立设置动作点，留给均衡电路足够的动作区间，避免触发过压报警保护。2、成本低，可靠性高：通过逻辑或门将每路过压报警保护信号组合起来，再统一经过隔离器件输出，既降低了成本，又增加了可靠性。申请人又一声明，本技术通过上述实施例来说明本技术的实现方法及装置结构，但本技术并不局限于上述实施方式，即不意味着本技术必须依赖上述方法及结构才能实施。所属
的技术人员应该明了，对本技术的任何改进，对本技术所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本技术的保护范围和公开的范围之内。本技术并不限于上述实施方式，凡采用和本技术相似结构及其方法来实现本技术目的的所有方式，均在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超级电容的备用电源模组电压均衡及过压报警保护电路，其特征在于：包括电压均衡电路（A1～An）、过压报警保护电路（B1～Bn）、逻辑或门电路（C）和隔离输出电路（D），所述电压均衡电路（A1～An）与超级电容器直接相连，所述过压报警保护电路（B1～Bn）的输入与超级电容器相连，所述逻辑或门电路（C）的输入与过压报警保护电路（B1～Bn）输出相连，所述逻辑或门电路（C）的输出与隔离输出电路（D）的输入相连，所述隔离输出电路（D）的输出信号提供给上位控制电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于超级电容的备用电源模组电压均衡及过压报警保护电路，其特征在于：包括电压均衡电路（A1～An）、过压报警保护电路（B1～Bn）、逻辑或门电路（C）和隔离输出电路（D），所述电压均衡电路（A1～An）与超级电容器直接相连，所述过压报警保护电路（B1～Bn）的输入与超级电容器相连，所述逻辑或门电路（C）的输入与过压报警保护电路（B1～Bn）输出相连，所述逻辑或门电路（C）的输出与隔离输出电路（D）的输入相连，所述隔离输出电路（D）的输出信号提供给上位控制电路。2.根据权利要求1所述的基于超级电容的备用电源模组电压均衡及过压报警保护电路，其特征在于：所述超级电容器为超级电容器单体或超级电容器并联组。3.根据权利要求2所述的基于超级电容的备用电源模组电压均衡及过压报警保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲树笋，付加光，宾宏，
申请(专利权)人：江苏兆合电气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32