本实用新型专利技术公开了一种超级电容储能装置，包括充电电源、充电电路模块、储能装置和放电电路模块，充电电源为市电220V，充电电路模块实现从220V到3000V的恒压充电，储能装置由5个600V/4700uF的超级电容模块串联构成，放电电路模块由DC/AC变换降压电路、PMW降压电路和DC/DC恒压输出电路组成。本实用新型专利技术可以实现从低压到高压的充电方式，可以以市电220V给额定电压为3000V的储能装置进行充电，再以恒压12V放电。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种新型储能装置。
技术介绍
目前，超级电容作为一种新兴电力储能装置，具有超级储电能力，同时还具有循环寿命长，功率密度大，充放电速度快，高温性能好，容量配置灵活，环境友好和免维护等优点，具有广阔的发展前景。现有的储能装置的充电电源电压一般比储能装置的额定电压高，即由高压充低压模式。如有一种可代替12V蓄电池的超级电容储能模块的设计，该模块采用8个2400F/2.7V的超级电容，每4个超级电容单体串联，两组并联的方式构成，其额定电压为10.8V。充电时该设计由市电220V降压到10.8V后再给该模块充电。大多储能装置额定电压都低于市电220V，故常用高压充低压模式。但某些大功率、高电压的储能装置其额定电压一般要高于市电220V，此时就不适于用高压充低压模式来充电了。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种超级电容储能装置，可实现充电电源电压比储能装置额定电压低，即由低压充到高压的模式，可从市电220V给该储能装置充电到额定电压3000V，放电时以恒压12V输出。该装置可作为已经广泛应用的12V蓄电池的替代电源，该装置接一个220的逆变器还可以作为标准市电使用。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：包括充电电源、充电电路模块、储能装置和放电电路模块，充电电源为市电220V，充电电路模块实现从220V到3000V的恒压充电。储能装置由5个600V/4700uF的超级电容模块串联构成。放电电路模块由DC/AC变换降压电路、PMW降压电路和DC/DC恒压输出电路组成。充电电路模块输出端正负极分别接储能装置的正负极；DC/AC变换降压电路输入端接储能装置的正极，储能装置负极接地，DC/AC变换降压电路可实现直流变交流，并且降压10倍；PMW降压电路输入正负极接DC/AC变换降压电路输出端的正负极，PMW降压电路使电压再降11倍，这时电路输出的电压就低于28V，并且输出的是直流；DC/DC恒压输出电路输入端接PMW降压电路输出端的正极，接地端接PMW降压电路输出端负极，DC/DC恒压输出电路可将1.8到28V的输入电压以12V恒压输出。 本技术的有益效果是：本技术可以实现从低压到高压的充电方式，可以以市电220V给额定电压为3000V的储能装置进行充电，再以恒压12V放电。 下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。 附图说明图1是本技术的电路原理图。 图2是交流220V到3000V充电电路图。 图3是DC/AC变换降压电路图。 图4是PMW降压电路图。 图5是DC/DC恒压输出电路。 图中，R3-R22为电阻（其中R4为可变电阻），C5-C23为电容，L1-L3为电感，D1-D9为二极管，D10为稳压二极管，VT3-VT6为三极管，T2-T3为变压器，Q1-Q3为场效应管；1为FAN7554芯片，2为震荡组件ND-50B，3为驱动，4为与非门，5为-触发器，6为与门，7为震荡电路，8为异或门，9，10，12为放大器，11为加法器，13为与门，14为MAX669芯片。 具体实施方式装置实施例： 在图1中，检测电压装置解在输入电源两端，检测电压如果是交流220V则直接解到充电电路，如果是直流12V则接入直流12V转交流220V电路再接入充电电路。充电电路两端接超级电容储能装置给其充电。放电时，超级电容储能装置两端接直流转交流降压电路，直流转交流降压电路接PMW降压电路，PMW降压电路接DC-DC恒压12V输出电路。 在图2中，四个二极管D1、D2、D3、D4，两个D1、D3，D2、D4串联一组，两组并联；交流220V电源一端接D1负极，另一端接D2负极。D3、D4负极端入地，D1、D2正极端接电阻R1后经滤波电容C1入地，由电阻R1流出信号接入变压器初级线圈T1的3端，同时经C2、R3震荡电路经二极管D5后接入变压器T1的4端。FAN7554芯片1脚经R4、C3震荡电路入地，2脚经电容C4入地3脚经电容C8入地，4脚经电容C5入地，5脚接地，6脚经电阻R5和二极管D7并联后接入场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的漏极接变压器初级线圈4端、源极经电阻R7和电阻R6与电容C8的串联并联后入地。7脚经电容C6入地，同时经电阻R2接入变压器初级线圈T1的3端；还经二极管D6和电阻R8串联后 接入变压器初级线圈T1的6端，5端接地。8脚经电阻R9和电容C5串联后入地。经变压器升压后输出经二极管D7、D8和滤波电容C9、C10组成的滤波整流电路得到超级电容储能装置的充电电压Uin。 在图3中，ND-50B的1、2脚接变压器T3的一部初级线圈，为交流反馈输入端。3，4脚分别经R12，R13入地，同时3脚接三极管VT4的基极，4脚接VT3基极，VT3射极接VT4集电极，VT3集电极接VT5基极同时经电阻R14接VT5集电极后接到变压器T3初级线圈；VT4射极接VT6基极同时经电阻R15接VT6射极后接变压器T3初级线圈的另一端，以便轮流输出50HZ被调制的矩形波，驱动大功率三极管。5脚接地，6脚接电源。初级线圈两端接大功率三极管的集电极。次级降压后得到输出交流220V。 在图4中，输入电压Ud正极接场效应管Q2的漏极，场效应管VT源极经整流二极管D9入地，再接一个L1、C14滤波电路后再接入一个较小值的L2,C15滤波电路滤除高频杂波，再接负载R16后输出U0。经过滤波后的电感电流信号经过放大器10得到Ua信号。输出电压放大K倍后接一个电阻R18后接入放大器12负极，正极接参考信号Uref，反馈电阻接R17，放大器12输出得到电压误差信号Ue。Ua信号和信号Ue相加的到总和信号U∑与震荡电路产生的三角锯齿波比较，得到PMW控制脉冲宽度。PMW控制脉冲宽度信号接到触发器5R端，同时接异或门8再接入与门6，接震荡电路产生的信号接入与门6另一端。与门输出接入触发器5的S端。触发器5的输出和震荡电路信号经过与非门4接入驱动3，在接入场效应管Q2的栅极。 在图5中，图5的输出信号U0接一个电容C16入地，再接电感L3后接入场效应管Q3的漏极，同时经过一个稳压二极管D10，再经三个电容C21，C22，C23并联入地。MAX669芯片1，4,9脚分别经电容C17，C19，C18入地；2脚经电阻R22入地；3脚，7脚接地；5脚经R21,C20组成的震荡电路入地，同时经电阻R19接入经C22滤波后的输出电路；6脚经电阻R20入地；8脚接场效应管Q1的栅极，Q1的源极经电阻R2入地。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超级电容储能装置，包括充电电源、充电电路模块、储能装置和放电电路模块，其特征在于：充电电源为市电220V，充电电路模块实现从220V到3000V的恒压充电，储能装置由5个600V/4700uF的超级电容模块串联构成，放电电路模块由DC/AC变换降压电路、PMW降压电路和DC/DC恒...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵平，林日明，张晓亮，徐冠青，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：
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