一种新型的超级电容均压电路的制作方法
【专利摘要】一种新型的超级电容均压电路，包括：电阻、运算放大器、三极管、超级电容单体；所述的运算放大器Ⅰ的负输入端用以输入单体参考电压，模组参考电压通过导线经电阻R3输入至运算放大器Ⅰ的正输入端，电阻R4的一端接至运算放大器Ⅰ的正输入端，其另一端接至运算放大器Ⅰ的输出端，运算放大器Ⅰ的输出端经电阻R5接至运算放大器Ⅱ的负输入端，运算放大器Ⅱ的正输入端接至VCC，其输出端通过导线经R2与三极管的基极连接，三极管的发射极通过导线经超级电容单体和电阻R1接回至三极管的集电极；解决了现有技术中不能反馈超级电容单体和单体之间的差异，均压速度较慢等问题。
【专利说明】一种新型的超级电容均压电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及超级电容器【技术领域】，尤其涉及的是一种新型的超级电容均压电路。【背景技术】
[0002]随着环境问题的突出要求以及新技术的发展，新能源汽车、特种车辆应运而生，这些车辆启动供电系统大量使用超级电容来解决瞬间大功率问题，从而大幅提高蓄电池使用寿命，针对超级电容的均压技术是目前急需解决的问题。
[0003]超级电容单体由于单体耐压较低，一般在2.8V左右。使用在实际应用中，都远超过这个电压，所以需要多个单体串联使用，同时需要使用均压电路。均压电路有两种，一种是被动均压；一种是主动均压。其中主动均压由于均压的速度快，均压能力强，得到越来越多的运用。这两种均压电路的工作状况，只取决于超级电容的单体电压，并不能反馈单体和单体之间的差异，导致不同单体电压的差异较大，均压速度较慢。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种新型的超级电容均压电路，解决了现有技术中不能反馈超级电容单体和单体之间的差异，均压速度较慢等问题。
[0005]为实现上述目的，本发明的具体方案如下:
[0006]一种新型的超级电容均压电路，包括:电阻、运算放大器、三极管、超级电容单体；所述的运算放大器I的负输入端用以输入单体参考电压，模组参考电压通过导线经电阻R3输入至运算放大器I的正输入端，电阻R4的一端接至运算放大器I的正输入端，其另一端接至运算放大器I的输出端，运算放大器I的输出端经电阻R5接至运算放大器II的负输入端，运算放大器II的正输入端接至VCC，其输出端通过导线经R2与三极管的基极连接，三极管的发射极通过导线经超级电容单体和电阻Rl接回至三极管的集电极；所述的运算放大器I和运算放大器II的正电源端子接VCC，其负电源端子接地；
[0007]所述的模组参考电压为串联超级电容单体的总电压与模组保护电压的差值；
[0008]所述的单体参考电压为电容单体保护电压。
[0009]一种新型的超级电容均压电路，其工作流程为:
[0010]当超级电容单体电压达到Vcl时，运算放大器开始工作，通过对Vcl和放电曲线的控制，来保证各个电容单体的阻抗动态一致，均压电流从零开始随电容两端电压非线性增加；也可通过三极管的放大倍数和电阻R2，来保证各个电容单体的阻抗动态一致，均压电流从零开始随电容两端电压线性增加；
[0011 ] 当超级电容单体电压达到Vc2时，均压电流达到最大，并且均压电流不再随超级电容单体两端电压的增加而增加；
[0012]所述的Vcl和Vc2由超级电容单体电压、单体参考电压、串联超级电容单体的总电压共同决定；
[0013]均压电流可以按照图2中的线性曲线从零增加到最大值，也可以按照图2中的非线性曲线从零增加到最大值，还可以按照图1中的阶跃曲线从零增加到最大值。
[0014]本发明的有益效果在于:一种新型的超级电容均压电路，解决了超级电容器系统在充放电过程中造成部分电容过压损坏的问题，延长了超级电容模组的使用寿命，提高了超级电容模组的工作可靠性；本电路实现简单，具有良好的均压效果，在任何时刻使超级电容单体电压一致，从而保证了均压速度较快。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]本发明共有附图2幅。
[0016]图1为传统的均压曲线和本发明的均压曲线的对比图，a为传统的均压曲线，b为本发明的均压曲线；
[0017]图2为超级电容均压电路原理图。
[0018]图中序号说明:1、运算放大器I，2、运算放大器11，3、三极管、4、超级电容单体。【具体实施方式】
[0019]下面结合本实施例对本发明进一步说明:
[0020]一种新型的超级电容均压电路，包括:电阻、运算放大器、三极管3、超级电容单体
4;所述的运算放大器I I的负输入端用以输入单体参考电压，模组参考电压通过导线经电阻R3输入至运算放大器I I的正输入端，电阻R4的一端接至运算放大器I I的正输入端，其另一端接至运算放大器I I的输出端，运算放大器I I的输出端经电阻R5接至运算放大器II 2的负输入端，运算放大器II 2的正输入端接至VCC，其输出端通过导线经R2与三极管3的基极连接，三极管3的发射极通过导线经超级电容单体4和电阻Rl接回至三极管3的集电极；所述的运算放大器I I和运算放大器II 2的正电源端子接VCC，其负电源端子接地；
[0021]所述的模组参考电压为串联超级电容单体4的总电压与模组保护电压的差值；
[0022]所述的单体参考电压4为电容单体保护电压。
[0023]一种新型的超级电容均压电路，其工作流程为:
[0024]当超级电容单体4电压达到Vcl时，运算放大器开始工作，通过对Vcl和放电曲线的控制，来保证各个电容单体的阻抗动态一致，均压电流从零开始随电容两端电压非线性增加；也可通过三极管3的放大倍数和电阻R2，来保证各个电容单体的阻抗动态一致，均压电流从零开始随电容两端电压线性增加；
[0025]当超级电容单体电压4达到Vc2时，均压电流达到最大，并且均压电流不再随超级电容单体两端电压的增加而增加；
[0026]所述的Vcl和Vc2由超级电容单体电压4、单体参考电压、串联超级电容单体4的总电压共同决定；
[0027]均压电流可以按照图2中的线性曲线从零增加到最大值，也可以按照图2中的非线性曲线从零增加到最大值，还可以按照图1中的阶跃曲线从零增加到最大值。
【权利要求】
1.一种新型的超级电容均压电路，其特征在于包括:电阻、运算放大器、三极管(3)、超级电容单体(4);所述的运算放大器I (1)的负输入端用以输入单体参考电压，模组参考电压通过导线经电阻R3输入至运算放大器I(1)的正输入端，电阻R4的一端接至运算放大器I (1)的正输入端，其另一端接至运算放大器I(1)的输出端，运算放大器I(1)的输出端经电阻R5接至运算放大器II (2)的负输入端，运算放大器II (2)的正输入端接至VCC，其输出端通过导线经R2与三极管(3)的基极连接，三极管(3)的发射极通过导线经超级电容单体(4)和电阻Rl接回至三极管(3)的集电极；所述的运算放大器I (1)和运算放大器II(2)的正电源端子接VCC，其负电源端子接地； 所述的模组参考电压为串联超级电容单体(4)的总电压与模组保护电压的差值； 所述的单体参考电压为电容单体保护电压。
2.根据权利要求1所述的一种新型的超级电容均压电路，其特征在于:工作流程为: 当超级电容单体(4)电压达到Vcl时，运算放大器开始工作，通过对Vcl和放电曲线的控制，来保证各个电容单体的阻抗动态一致，均压电流从零开始随电容两端电压非线性增加；也可通过三极管(3)的放大倍数和电阻R2，来保证各个电容单体的阻抗动态一致，均压电流从零开始随电容两端电压线性增加； 当超级电容单体(4)电压达到Vc2时，均压电流达到最大，并且均压电流不再随超级电容单体(4)两端电压的增加而增加。
3.根据权利要求2所述的一种新型的超级电容均压电路，其特征在于:所述的Vcl和Vc2由超级电容单体(4)电压、单体参考电压、串联超级电容单体(4)的总电压共同决定。
【文档编号】H02J7/00GK103607011SQ201310604355
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月23日 优先权日:2013年11月23日
【发明者】吴志敢, 孔庆刚, 卢颖娟 申请人:大连尚能科技发展有限公司