[实用新型]一种超级电容电压均衡电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及到超级电容充电控制电路技术领域。

背景技术

超级电容又名电化学电容器，超级电容以其优异的充放电寿命、高功率密度、环境友好等特点，得到广泛的应用与研究，超级电容常见的应用领域包括：消费电子，后备电源、电动汽车、可再生能源发电系统等。但超级电容的单个电压一般是2.7V左右，电压太低，在实际应用中需要多个串联起来使用，达到应用中需要的母线电压，形成一个超级电容组。超级电容在串联起来后，理论上期望每个电容的电压是母线电压除于电容的个数的电压。实际情况是：电容在生产完成后，以及长期使用后，容量将出现差异。容量差异将引起电压不能平均分配给每个电容，产生了充电压不均衡问题。引起个别超级电容电压超高，或者太低，都将影响超级电容组的寿命。

发明内容

综上所述，本实用新型的目的在于解决串联起来使用的多个超级电容产生了充电压不均衡问题，从而引起个别超级电容电压超高，或者太低，都将影响超级电容组的寿命的技术不足，而提出一种超级电容电压均衡电路。

为解决本实用新型所提出的技术问题，采用的技术方案为：

一种超级电容电压均衡电路，其特征在于所述电路包括有：

恒流充电电路，与单个超级电容并联，用于为超级电容充电；

恒流放电电路，与单个超级电容并联，用于为超级电容放电；

隔离电路，设于所述恒流充电电路与超级电容之间，用于在恒流放电电路工作时，断开恒流充电电路与恒流放电电路和超级电容之间的连接；

控制电路，用于根据系统主控模块给出的充电控制信号，控制关闭恒流放电电路，启动隔离电路，以及开启恒流充电电路为超级电容充电；根据系统主控模块给出的放电控制信号，控制关闭恒流充电电路，断开隔离电路，开启恒流放电电路为超级电容放电。

所述的恒流充电电路包括有控制充电电源导通或截止的场效应管Q12，场效应管Q12的G极与控制电路连接，场效应管Q12的G极还连接有由反相放大器构成的恒流控制电路和充电电流检测电路。

所述的恒流放电电路包括有由二极管D24、MOS场效应管Q20及负载电阻R60串接构成的放电电路；所述的MOS场效应管Q20的G极连接有控制MOS场效应管Q20截止或导通，以及检测放电电路的放电电流提供恒流放电控制的恒流放电控制电路。

所述的隔离电路包括有控制恒流充电电路与恒流放电电路和超级电容之间导通或截止的MOS场效应管Q6，MOS场效应管Q6的G极通过放大驱动电路与控制电路连接。

本实用新型的有益效果为：由系统主控模块检测电池组的总电压，此电压除于电容组的个数，将得到单个超级电容的平均电压，此电压和超级电容上的实际电压进行比较。如果超级电容的实际电压低于平均电压，系统主控模块给此超级电容并联的本实用新型的控制电路充电信号，本实用新型开始对此超级电容进行充电。如果超级电容的实际电压高于平均电压，系统主控模块给此超级电容并联的本实用新型的控制电路放电信号，本实用新型关闭恒流充电电路，同时关闭隔离电路，启动恒流放电电路，降低超级电容电压。使每个超级电容的电压接近平均电压。

本实用新型可以对电压低的超级电容进行充电，也可以对电压高的超级电容进行放电。使每个超级电容接近平均电压，提高使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型应用过程中的原理示意图；

图2为本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

以下结附图和本实用新型优选的具体实施例对本实用新型的作进一步地说明。

参照图1中所示，为解决串联起来使用的多个超级电容产生了充电压不均衡，影响超级电容组的寿命问题，在各超级电容上分别并联一个本实用新型的超级电容电压均衡电路M；通过母线电压对电压较低的超级电容进行充电，提高电压；对电压较高的超级电容，进行放电，降低电压，使超级电容组每个电容的电压达到均衡。

参照图2中所示，本实用新型的超级电容电压均衡电路包括有：恒流充电电路、恒流放电电路、隔离电路及控制电路。图中的VOUT+端、AGND端分别与超级电容的正、负相连接。电路工作时，控制电路U1的6、7脚将从A、B接收到系统主控模块给出的控制信号，控制电路U1的3脚控制恒流充电电路，控制电路U1的1脚控制隔离电路，控制电路U1的8脚控制恒流放电电路。