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，包括多個串聯的超級電容及與每個超級電容并聯的單體超級電容保護電路；所述的單體超級電容保護電路，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；所述的均壓電路用于穩定與其并聯的超級電容兩端的電壓，使多個串聯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；本發明涉及的單體超級電容保護電路可獨立實現每個單體超級電容的均壓及過壓保護；在每個單體超級電容保護電路中，設計了過壓報警電路，可使生產人員通過有無報警信息，實時了解電路的工作情況；本發明的電路結構簡單，工作可靠，易于實現。
【專利說明】超級電容儲能裝置
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]超級電容器是一種電化學元件，其介于傳統電容器與電池之間，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組成的雙電層結構獲得超大的容量，可以反復充放電數十萬次，其具有功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、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，現有超級電容儲能裝置不能根據需要擴展串聯電容的數量，較難實現對電容儲能裝置內每個超級電容單體的均壓和過壓保護，不具備過壓報警能力，降低了超級電容儲能裝置應用過程中的安全性和可靠性。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種充電儲存能量裝置，可作為系統后備電源使用，此裝置通過被動均衡與主動均衡的電壓均衡方式，控制裝置內部單體超級電容保護電路，在斷電及其它意外狀況下，被儲能的裝置能夠正常穩定的回到安全控制位置，并可實現任意單體超級電容保護電路過壓報警。
[0005]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0006]一種超級電容儲能裝置，包括多個串聯的超級電容及與每個超級電容并聯的單體超級電容保護電路；
[0007]所述的單體超級電容保護電路，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；
[0008]所述的均壓電路用于穩定與其并聯的超級電容兩端的電壓，使多個串聯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，穩壓二極管Ul的一端與電阻R2、R3相連，R3的另一端接電源負極；穩壓二極管Ul的另一端與電阻R4、R5的一端相連，穩壓二極管Ul的另一端接電源負電壓，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的另一端接電源負極，電阻R7的另一端接三極管D2的基極，三極管D2的發射極接電源負極，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,穩壓二極管U2的一端分別與電阻R12的一端及三極管D3的基極相連，穩壓二極管U2的另一端接電源負極，電阻R12的另一端接電源負極，三極管D3的集電極接電源負極，三極管D3的發射極與光電耦合器連接。[0010]本發明的有益效果為:
[0011]本發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生時，作為與其連接的系統的后備電源；并且本發明可擴展性好，可以根據供給需求決定超級電容的串接數量，可移植性好；本發明涉及的單體超級電容保護電路可獨立實現每個單體電容的均壓及過壓保護；在每個單體超級電容保護電路中，設計了過壓報警電路，可使生產人員通過有無報警信息，實時了解電路的工作情況；本發明的電路結構簡單，工作可靠，易于實現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]本發明共有附圖3幅；
[0013]圖1為單體超級電容保護電路的電路原理圖；
[0014]圖2為超級電容儲能裝置內部結構圖；
[0015]圖3為本發明與被保護系統連接的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]結合附圖及具體實施例對本發明進一步說明。
[0017]如圖3所示，超級電容儲能裝置與被保護系統的供電電源正、負極并聯，當系統正常供電時，超級電容儲能裝置處于被動充電狀態，當系統電源切斷時，超級電容儲能裝置處于主動放電狀態，繼續維持被保護系統的正常工作。
[0018]如圖1及圖2所示，一種超級電容儲能裝置，包括多個串聯的超級電容及與每個超級電容并聯的單體超級電容保護電路；
[0019]所述的單體超級電容保護電路，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；
[0020]所述的均壓電路用于穩定與其并聯的超級電容兩端的電壓，使多個串聯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，穩壓二極管Ul的一端與電阻R2、R3相連，R3的另一端接電源負極；穩壓二極管Ul的另一端與電阻R4、R5的一端相連，穩壓二極管Ul的另一端接電源負電壓，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的另一端接電源負極，電阻R7的另一端接三極管D2的基極，三極管D2的發射極接電源負極，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,穩壓二極管U2的一端分別與電阻R12的一端及三極管D3的基極相連，穩壓二極管U2的另一端接電源負極，電阻R12的另一端接電源負極，三極管D3的集電極接電源負極，三極管D3的發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，設定Vl為均壓保護電路的工作時的電容電壓，在直流母線給電容充電時，當電壓達到VI，R3上的電壓使電壓基準源Ul導通，三極管Dl導通，D2相繼導通，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，當電壓達到V2，R12上的電壓使電壓基準源U2導通，從而使D3導通，光耦導通，輸出過壓報警信號。
【權利要求】
1.一種超級電容儲能裝置，其特征在于:包括多個串聯的超級電容及與每個超級電容并聯的單體超級電容保護電路； 所述的單體超級電容保護電路，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； 所述的均壓電路用于穩定與其并聯的超級電容兩端的電壓，使多個串聯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，穩壓二極管Ul的一端與電阻R2、R3相連，R3的另一端接電源負極；穩壓二極管Ul的另一端與電阻R4、R5的一端相連，穩壓二極管Ul的另一端接電源負電壓，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的另一端接電源負極，電阻R7的另一端接三極管D2的基極，三極管D2的發射極接電源負極，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，穩壓二極管U2的一端分別與電阻R12的一端及三極管D3的基極相連，穩壓二極管U2的另一端接電源負極，電阻R12的另一端接電源負極，三極管D3的集電極接電源負極，三極管D3的發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 優先權日:2013年11月23日
【發明者】李小先, 孔慶剛, 王剛 申請人:大連尚能科技發展有限公司