[实用新型]一种超级电容器保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及超级电容器技术领域，特别是一种超级电容器保护电路。

背景技术

超级电容器是一种介于传统电容和二次电池之间的新兴储能电气元件，超级电容的高比功率、大电流充放电能力、长寿命、超低温性能、高可靠性、绿色环保等特点，使得其在工业电子、交通运输、新能源、军事等领域作为功率电源或储能电源得到广泛的应用。

超级电容单体的工作电压一般不超过3V，在实际应用中，往往需要将多个超级电容单体进行串联组合才能达到实际应用的电压和能量等级需求，但是每个单体在生产中很难保证一致性，在实用的过程中，每个单体的ESR随时间出现越来越大的偏差，在充电过程中单体电压体现不一致，可能导致单体过压损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够实现超级电容及模组中单体过压保护，保证超级电容的安全性和可靠性，延长超级电容的使用的寿命的超级电容器保护电路。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种超级电容器保护电路，其特征在于，包括防电容正负极反接电路、单体电压采样过压输出电路、过压信号放大均衡电路和过压信号放大报警警告电路；所述防电容正负极反接电路的输入端与超级电容器正负极相连接，防电容正负极反接电路的输出端依次连接单体电压采样过压输出电路、过压信号放大均衡电路、过压信号放大报警警告电路；所述防电容正负极反接电路用于防止单体电容正负极接反；所述单体电压采样过压输出电路用于实时监控单体电压，当单体电压低于预设值时，输出低电平信号，当单体电压高于预设值时，输出高电平信号；所述过压信号放大均衡电路用于当单体电压采样过压输出电路输出高电平信号时，对输出信号进行放大，且进行放电流动作；所述过压信号放大报警警告电路用于过压信号放大均衡电路开启时，对开启均衡电压信号进行模拟放大，并对外过压报警输出。

优选地，所述防电容正负极反接电路包括第一电容、场效应管和第一电阻，所述第一电容的一端分别与超级电容器的正极、场效应管的D极相连接，第一电容的另一端分别与超级电容器的负极、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端与场效应管的G极相连接。

优选地，所述单体电压采样过压输出电路包括电压检测器和第二电阻，第二电阻的一端与防电容正负极反接电路的输出端相连接，第二电阻的另一端与电压检测器的输入端相连接，电压检测器的输出端与过压信号放大均衡电路的输入端相连接。

优选地，所述过压信号放大均衡电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二三极管、第三三极管、第四三极管和达林顿管；所述第二三极管的基极与单体电压采样过压输出电路的输出端相连接，第二三极管的集电极分别与第三电阻的一端、第三三极管的基极相连接，第二三极管的发射极分别与第四三极管的发射极、第五电阻的一端相连接，第三电阻的另一端分别与第三三极管的发射极、达林顿管的集电极相连接，第三三极管的集电极经过第四电阻分别与达林顿管的基极、第四三极管的集电极、压信号放大报警警告电路的输入端相连接，第四三极管的的基极分别与达林顿管的发射极、第五电阻的另一端。

优选地，所述过压信号放大报警警告电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第六三极管、第七三极管和光电耦合器；所述第六电阻的一端与过压信号放大均衡电路的输出端相连接，第六电阻的另一端与第六三极管的基极相连接，第六三极管的集电极分别与第七电阻的一端、第七三极管的基极相连接，第六三极管的发射极与光电耦合器的发光源阴极相连接，第七三极管的发射极经过第八电阻与第七电阻的另一端相连接，第七三极管的集电极与光电耦合器的发光源阳极相连接。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

（1）本实用新型超级电容器保护电路采用防电容正负极反接电路，防止单体电容正负极接反，若将超级电容器的正负极连接线反接，场效应管在高电平下将不会导通，相当开关断开，保护后续的电路的安全性及超级电容器的可靠性和稳定性。

（2）本实用新型超级电容器保护电路通过单体电压采样过压输出电路实时监控单体电压，当单体电压低于预设值时，输出低电平信号，当单体电压高于预设电压值是，输出高电平信号。

（3）本实用新型超级电容器保护电路中过压信号放大均衡电路基于单体电压采样过压输出电路的输出来决定是否开启均衡电路，单体过压时电压采样过压输出电路的输出端驱动主动均衡电路开启工作，对单体进行放电均衡。

（4）本实用新型超级电容器保护电路具有设计合理、结构简单、逻辑性强，性能稳定可靠、成本低、功能齐全的优点，适用超级电容单体和模组。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。