[发明专利]一种超级电容自动平衡控制系统

说明书

技术领域：

本发明涉及电学领域，尤其涉及电容组，特别是一种超级电容自动平衡控制系统。

背景技术：

超级电容可用于储存电能。现有技术中，为了累积较多能量和较高电压，经常将多个超级电容串联成组，以得到600V以上的电压。但是随着充放电过程的反复，各个单体超级电容之间的容量不一致，在高压系统中会产生超级电容的损坏，包括爆炸和燃烧。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种超级电容自动平衡控制系统，所述的这种一种超级电容自动平衡控制系统要解决现有技术的超级电容组中单体超级电容之间容量不一致的技术问题。

本发明的这种超级电容自动平衡控制系统由驱动选择单元、电压测量单元、驱动升压单元、驱动开关单元和限流反馈单元构成，其中，所述的驱动选择单元的输出端与电压测量单元、驱动开关单元连接，电压测量单元的输出端与驱动升压单元连接，驱动升压单元的输出端与驱动开关单元连接，限流反馈单元的输入端与驱动开关单元的输出端连接，限流反馈单元的输出端与驱动升压单元连接，限流反馈单元与电压测量单元连接，电压测量单元和驱动升压单元之间还设置有一个发光指示电路，驱动选择单元由光纤信号接收器和一个第一MOS管连接构成，电压测量单元由电压检测芯片、电容器和可变电阻器连接构成，驱动升压单元由直流-直流转换器和外围电容器、电感器和一个稳压二极管连接构成，驱动开关单元由至少一个第二MOS管构成，限流反馈单元由三极管和电流取样电阻器连接构成。

进一步的，所述的驱动开关单元由两个第二MOS管并联构成。

进一步的，所述的发光指示电路由一个三极管、一个电阻器和一个发光二极管连接构成。

具体的，所述的光纤信号接收器采用R2521集成电路，第一MOS管采用NTR4101PT1G型号。所述的电压检测芯片采用STM1061N集成电路。直流-直流转换器采用MAX761集成电路。所述的第二MOS管均采用F3415S型号。

光纤信号接收器R2521集成电路和NTR4101PT1G型MOS管的连接方式采用现有技术中的公知方案，电压检测芯片STM1061N集成电路和电容器、可变电阻器的连接方式采用现有技术中的公知方案。直流-直流转换器MAX761集成电路和外围电容器、电感器和稳压二极管的连接方式采用现有技术中的公知方案，F3415S型MOS管的连接方式采用现有技术中的公知方案。

本发明的工作原理是：将第一MOS管和电路的接地端的分别接到一个单体超级电容的两端，光纤信号接收器和MOS开关管构成开关，光纤信号接收器接受外部的光纤感光信号，当有信号时，激活整个电路，没有信号允许时，电路处于关闭状态，功耗为零，当光纤讯号允许时，第一MOS开关管被开通，整个电路开始工作。可变电阻器、电容器和电压测量芯片构成电压自动检测部分，通过可变电阻器的调节，可以使电压测量芯片输出控制在所需要的设定点，当电压测量芯片被启动时，电压测量芯片的1脚输出高电平，通过一个三级管，输出为低电平，这个低电平输出给下一级电路，形成了一个开关讯息。收到上述开关讯息的直流-直流转换器，在器外围连接的电容器、电感器、稳压二极管和电阻器的共同配合下产生12伏的正电压，这个电压可保证下级的MOS管开关电路的开通。MOS管开关电路被开通后，将兆欧级的电阻器下降为毫欧级，形成一个很大的电流释放环节，使电容两端趋近平衡，释放的目标为下一个单体超级电容，最终实现整组超级电容中各个单体的均衡。为了分散功耗，本发明采用2个MOS管并联。开通后的电流将以大泄流的方式释放，如果没有闭环控制，将损坏其驱动管，三极管和电流取样电阻器和一个电容器构成负反馈电路，当电流大时，能有效抑制MOS管的无序上升。三极管、电阻器和发光二极管构成电路动作的指示环节，当电路启动时发光二极管即亮，反之侧暗。进一步的，本发明加工成小型印板，将其安装在超级电容的模块中，能实现48伏模块和125伏模块内的自动平衡。

本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明利用驱动选择单元、电压测量单元、驱动升压单元、驱动开关单元和限流回馈单构成超级电容单体容量的自动平衡控制装置，当串联过程的超级电容发生容量不一致时，通过检测电路检测出电压差异，测量到较高的电压时，通过驱动开关单元将电流释放，释放的目标为下一个超级电容，最终实现整组超级电容各个单体的均衡。稳定性好，使用方便。

附图说明：

图1是本发明的一种超级电容自动平衡控制系统的原理框图。

图2是本发明的一种超级电容自动平衡控制系统的电路结构图。

具体实施方式：

实施例1：