一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路，包括多个均压电路单元，多个所述均压电路单元互相串联，且所述均压电路单元包括电解电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、晶体管Q1、晶体管Q2和稳压电源U1。在所述均压电路单元中，所述晶体管Q1和Q2互相并联，控制电路对采集到的稳压芯片的基准电压U1和超级电容器均压电路单元的电压UC进行比较，通过电阻R1、R2、R3、R4和R5的分压作用，来控制晶体管Q1、Q2的开通及断开，将超级电容器端电压限制在额定电压值及以下，进而避免超级电容器在额定电压值及以下有较大的漏电流，最终实现均压效果。

A Fast Voltage Equalization Circuit for Super Capacitor Banks

【技术实现步骤摘要】
一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路
本技术主要涉及电力电子变换
，特别涉及一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路。
技术介绍
超级电容器是一种新颖的储能元件，具有循环使用次数多、能量利用率较高、反应迅速等特点。超级电容器常与蓄电池结合构成混合储能系统，用于新能源发电及需要瞬时功率较大的场合。但是由于其单体电压过低，为了满足大功率储能系统他容量及电压的要求，通常是将多个超级电容器进行串并联组合，形成一个超级电容器组以供使用。但是由于单体超级电容器参数的分散性以及单体漏电流、等效串联电阻等因素的影响，使得超级电容器组件的使用寿命和可靠性都大大折扣。常用超级电容(SC)电压均衡方法有开关电容法、电感法、稳压管法、开关电阻法、升压/降压变换器法等。但是开关电容法和电感法因存在无效能量流动会降低电压均衡速度。稳压管法和开关电阻法的原理是使用耗能型元器件来消耗过多的能量，系统存在效率较低和可靠性较差等问题。升压/降压变换器法的控制方法较复杂，成本高且不易安装。因此，为了更好的利用超级电容器，延长其使用寿命，减低使用成本，对超级电容器组件进行均压控制具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术提供一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路，用以解决上述
技术介绍
中提出的电压均衡速度慢、能量消耗多、控制方法较复杂的技术问题。本技术解决上述技术问题采用的技术方案为：利用超级电容器电压均衡电路将超级电容器端电压限制在额定电压值或以下，进而避免超级电容器在额定电压值以下有较大的漏电流，最后实现超级电容器的电压均衡。一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路，包括多个均压电路单元，多个所述均压电路单元互相串联，且所述均压电路单元包括电解电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、晶体管Q1、晶体管Q2和稳压电源U1；所述电阻R1的一端与所述晶体管Q1的发射极、所述电阻R5以及直流电源正极相连，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2、所述稳压电源U1的K端以及所述电容C1相连；所述电阻R2的一端与所述电阻R1、所述稳压电源U1的K端以及所述电容C1相连，所述电阻R2的另一端与所述电阻R3和所述晶体管Q1的基极相连；所述电阻R3的一端与所述电阻R2以及所述晶体管的Q1的基极相连，所述电阻R3的另一端与所述电阻R6、所述电阻R7、所述晶体管Q2的发射极、所述稳压电源U1的A端以及直流电源负极相连；所述电阻R4一端与所述电阻R5、所述电阻R6、所述电容C1以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R4的另一端与所述电阻R7、所述电阻R8以及所述晶体管Q1的集电极相连；所述电阻R5一端与所述电容器C1、所述电阻R4、所述电阻R6以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R5的另一端与所述电阻R1、所述电阻R9、所述晶体管Q1的发射极以及直流电源正极相连；所述电阻R6的一端与所述电阻R4、所述R5以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R3、所述电阻R7、所述稳压电源U1的A端以及所述直流电源负极相连；所述电阻R7的一端与所述电阻R4、所述电阻R8以及所述晶体管Q1的集电极相连，所述电阻R7另一端与所述电阻R3、所述电阻R6、所述晶体管Q2的发射极、所述稳压电源U1的K端以及所述直流电源负极相连；所述电阻R8一端与所述电阻R4、所述电阻R7以及所述晶体管Q1的集电极相连，所述电阻R8的另一端与所述晶体管Q2的基极相连；所述电阻R9一端与所述电阻R1、所述电阻R5、所述晶体管Q1的发射极以及所述直流电源正极相连，所述电阻R9另一端与所述晶体管Q2的集电极相连；在所述均压电路单元中，所述晶体管Q1和Q2互相并联，控制电路对采集到的稳压芯片的基准电压U1和超级电容器均压电路单元的电压UC进行比较，通过电阻R1、R2、R3、R4和R5的分压作用，来控制晶体管Q1、Q2的开通及断开，将超级电容器端电压限制在额定电压值及以下，进而避免超级电容器在额定电压值及以下有较大的漏电流，最终实现均压效果。进一步的，所述稳压电源U1型号为TL431,其K端连接所述电阻R1、所述电阻R2和所述电容C1，其A端连接所述电阻R3、电阻R7、电阻R6以及所述直流电源负极，其R端连接在所述电阻R4和所述电阻R6的连接点与所述电阻R5和所述电容C1的连接点之间。进一步的，所述电阻R1、所述电阻R8均为101Ω；所述电阻R2为4.7KΩ；所述电阻R3为22KΩ；所述电阻R4为2.2MΩ；所述电阻R5为11KΩ；所述电阻R6为220KΩ；所述电阻R7为2.2KΩ；所述电阻R9为2.7Ω。进一步的，所述电容器C1为0.1μ。进一步的，所述晶体管Q1为NPN型三极管,在此采用s9015系列晶体管；所述晶体管Q2为PNP型三极管，在此采用2SD1642系列晶体管。与现有技术相比，本技术的有益效果为：（1）通过并联三极管实现多电容的动态均压功能，提高电路结构可靠性；（2）利用电压控制电路对采集到的基准电压和均压电路单元的电压进行比较，从而控制晶体管的开通或者断开，调整均压电路单元的电压值，最终实现均压效果，具有电路结构简单、成本低，特别适用于科学研究和工业生产。应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本技术所欲主张的范围。附图说明下面的附图是本技术的说明书的一部分，其绘示了本技术的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本技术的原理。图1为本技术的均压电路单元示意图；图2为本技术实施例中多个均压电路单元串联电路示意图。具体实施方式现详细说明本技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本技术的限制，而应理解为是对本技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。在不背离本技术的范围或精神的情况下，可对本技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。实施例1，请着重参照附图1，一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路，包括多个均压电路单元，多个所述均压电路单元互相串联，且所述均压电路单元包括电解电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、晶体管Q1、晶体管Q2和稳压电源U1；所述电阻R1的一端与所述晶体管Q1的发射极、所述电阻R5以及直流电源正极相连，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2、所述稳压电源U1的K端以及所述电容C1相连；所述电阻R2的一端与所述电阻R1、所述稳压电源U1的K端以及所述电容C1相连，所述电阻R2的另一端与所述电阻R3和所述晶体管Q1的基极相连；所述电阻R3的一端与所述电阻R2以及所述晶体管的Q1的基极相连，所述电阻R3的另一端与所述电阻R6、所述电阻R7、所述晶体管Q2的发射极、所述稳压电源U1的A端以及直流电源负极相连；所述电阻R4一端与所述电阻R5、所述电阻R6、所述电容C1以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R4的另一端与所述电阻R7、所述电阻R8以及所述晶体管Q1的集电极相连；所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路，其特征在于：包括多个均压电路单元，多个所述均压电路单元互相串联，且所述均压电路单元包括电解电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、晶体管Q1、晶体管Q2和稳压电源U1；所述电阻R1的一端与所述晶体管Q1的发射极、所述电阻R5以及直流电源正极相连，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2、所述稳压电源U1的K端以及所述电容C1相连；所述电阻R2的一端与所述电阻R1、所述稳压电源U1的K端以及所述电容C1相连，所述电阻R2的另一端与所述电阻R3和所述晶体管Q1的基极相连；所述电阻R3的一端与所述电阻R2以及所述晶体管的Q1的基极相连，所述电阻R3的另一端与所述电阻R6、所述电阻R7、所述晶体管Q2的发射极、所述稳压电源U1的A端以及直流电源负极相连；所述电阻R4一端与所述电阻R5、所述电阻R6、所述电容C1以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R4的另一端与所述电阻R7、所述电阻R8以及所述晶体管Q1的集电极相连；所述电阻R5一端与所述电容器C1、所述电阻R4、所述电阻R6以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R5的另一端与所述电阻R1、所述电阻R9、所述晶体管Q1的发射极以及直流电源正极相连；所述电阻R6的一端与所述电阻R4、所述R5以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R3、所述电阻R7、所述稳压电源U1的A端以及所述直流电源负极相连；所述电阻R7的一端与所述电阻R4、所述电阻R8以及所述晶体管Q1的集电极相连，所述电阻R7另一端与所述电阻R3、所述电阻R6、所述晶体管Q2的发射极、所述稳压电源U1的K端以及所述直流电源负极相连；所述电阻R8一端与所述电阻R4、所述电阻R7以及所述晶体管Q1的集电极相连，所述电阻R8的另一端与所述晶体管Q2的基极相连；所述电阻R9一端与所述电阻R1、所述电阻R5、所述晶体管Q1的发射极以及所述直流电源正极相连，所述电阻R9另一端与所述晶体管Q2的集电极相连；在所述均压电路单元中，所述晶体管Q1和Q2互相并联，控制电路对采集到的稳压芯片的基准电压U1和超级电容器均压电路单元的电压UC进行比较，通过电阻R1、R2、R3、R4和R5的分压作用，来控制晶体管Q1、Q2的开通及断开。...

【技术特征摘要】
1.一种用于超级电容器组的快速电压均衡电路，其特征在于：包括多个均压电路单元，多个所述均压电路单元互相串联，且所述均压电路单元包括电解电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、晶体管Q1、晶体管Q2和稳压电源U1；所述电阻R1的一端与所述晶体管Q1的发射极、所述电阻R5以及直流电源正极相连，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2、所述稳压电源U1的K端以及所述电容C1相连；所述电阻R2的一端与所述电阻R1、所述稳压电源U1的K端以及所述电容C1相连，所述电阻R2的另一端与所述电阻R3和所述晶体管Q1的基极相连；所述电阻R3的一端与所述电阻R2以及所述晶体管的Q1的基极相连，所述电阻R3的另一端与所述电阻R6、所述电阻R7、所述晶体管Q2的发射极、所述稳压电源U1的A端以及直流电源负极相连；所述电阻R4一端与所述电阻R5、所述电阻R6、所述电容C1以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R4的另一端与所述电阻R7、所述电阻R8以及所述晶体管Q1的集电极相连；所述电阻R5一端与所述电容器C1、所述电阻R4、所述电阻R6以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R5的另一端与所述电阻R1、所述电阻R9、所述晶体管Q1的发射极以及直流电源正极相连；所述电阻R6的一端与所述电阻R4、所述R5以及所述稳压电源U1的R端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R3、所述电阻R7、所述稳压电源U1的A端以及所述直流电源负极相连；所述电阻R7的一端与所述电阻R4、所述电阻R8以及所述晶体管Q1的集电极相连，所述电阻R7另一端与所述电阻R3、所述电阻R6、所述晶体管Q2的发射极、所述稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张政，朱标，赵振全，后明钢，张青，徐业飞，李鹏飞，
申请(专利权)人：中航华东光电有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34