一種超級(jí)電容的充電保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的是一種超級(jí)電容的充電保護(hù)電路，包括由運(yùn)算放大器組成的比較電路和積分電路，通過場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)低電壓超級(jí)電容單體的隨動(dòng)選擇和充電，積分電路可減小電容單體的電壓穩(wěn)態(tài)誤差。本實(shí)用新型能夠改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了超級(jí)電容中各個(gè)電容單體電壓的一致性。
【專利說明】—種超級(jí)電容的充電保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超級(jí)電容裝置，尤其是一種超級(jí)電容的充電保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容器是近年來新興的一種電力儲(chǔ)能器件，它具有循環(huán)使用壽命長、工作溫度范圍寬、充放電速度塊，功率密度大等特點(diǎn)，受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，在智能電網(wǎng)、能量儲(chǔ)存、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]超級(jí)電容器單體電壓較低，在實(shí)際應(yīng)用中需要大量超級(jí)電容器的串聯(lián)構(gòu)成超級(jí)電容器組，且工作時(shí)需要大電流充、放電，因此，串聯(lián)中的各個(gè)單體電容器上電壓是否一致至關(guān)重要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種超級(jí)電容的充電保護(hù)電路，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了超級(jí)電容中各個(gè)電容單體電壓的一致性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。
[0006]一種超級(jí)電容的充電保護(hù)電路，在超級(jí)電容組中，每兩個(gè)相鄰的超級(jí)電容單體之間連接有一個(gè)充電保護(hù)電路，第一超級(jí)電容單體的正極通過第一電阻連接至第一運(yùn)放的正向輸入端，第二超級(jí)電容單體的負(fù)極通過第二電阻連接至第二運(yùn)放的反向輸入端，第一超級(jí)電容單體和第二超級(jí)電容單體的連接中間點(diǎn)通過第三電阻分別連接至第一運(yùn)放的反向輸入端和第二運(yùn)放的正向輸入端，第一運(yùn)放的正向輸入端通過第四電阻接地，第一運(yùn)放的反向輸入端通過第五電阻連接至第一運(yùn)放的輸出端，第二運(yùn)放的正向輸入端通過第六電阻接地，第二運(yùn)放的反向輸入端通過第七電阻連接至第二運(yùn)放的輸出端，第一運(yùn)放的輸出端通過第八電阻連接至第三運(yùn)放的反向輸入端，第二運(yùn)放的輸出端通過第九電阻連接至第三運(yùn)放的正向輸入端，第三運(yùn)放的正向輸入端通過第十電阻接地，第三運(yùn)放的反向輸入端通過第十一電阻連接至第三運(yùn)放的輸出端，第三運(yùn)放的輸出端通過第十三電阻連接至第四運(yùn)放的正向輸入端，第四運(yùn)放的正向輸入端通過第三電容接地，第四運(yùn)放的反向輸入端通過第十二電阻接地，第四運(yùn)放的反向輸入端通過第四電容連接至第四運(yùn)放的輸出端，第四運(yùn)放的輸出端通過第十四電阻連接至第五運(yùn)放的正向輸入端，第五運(yùn)放的反向輸入端通過第十五電阻接地，第五運(yùn)放的輸出端通過第十六電阻連接至第五運(yùn)放的反向輸入端，第四運(yùn)放的輸出端通過第十七電阻分別連接至P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管和N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的柵極，N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的源極連接至第一超級(jí)電容單體的正極，N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的漏極連接至第五運(yùn)放的輸出端，P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的漏極連接至第二超級(jí)電容單體的正極，P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的源極連接至第五運(yùn)放的輸出端。
[0007]采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于:本實(shí)用新型利用運(yùn)算方法器組成電壓比較電路，實(shí)現(xiàn)了超級(jí)電容單體電壓的自平衡。同時(shí)利用積分運(yùn)算的特性，減小了電壓自平衡過程中的誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)【具體實(shí)施方式】的電路圖。
[0009]圖中:C1、第一超級(jí)電容單體；C2、第二超級(jí)電容單體；C3、第三電容；C4、第四電容；A1、第一運(yùn)放；A2、第二運(yùn)放；A3、第三運(yùn)放；A4、第四運(yùn)放；A5、第五運(yùn)放；Q1、P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管；Q2、N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管；R1、第一電阻；R2、第二電阻；R3、第一電阻；R4、第四電阻；R5、第五電阻；R6、第六電阻；R7、第七電阻；R8、第八電阻；R9、第九電阻；R10、第十電阻；R11、第i^一電阻；R12、第十二電阻；R13、第十三電阻；R14、第十四電阻；R15、第十五電阻；R16、第十六電阻；R17、第十七電阻。

【具體實(shí)施方式】
[0010]參照圖1，在超級(jí)電容組中，每兩個(gè)相鄰的超級(jí)電容單體(C1、C2)之間連接有一個(gè)充電保護(hù)電路，第一超級(jí)電容單體Cl的正極通過第一電阻Rl連接至第一運(yùn)放Al的正向輸入端，第二超級(jí)電容單體C2的負(fù)極通過第二電阻R2連接至第二運(yùn)放A2的反向輸入端，第一超級(jí)電容單體Cl和第二超級(jí)電容單體C2的連接中間點(diǎn)通過第三電阻R3分別連接至第一運(yùn)放Al的反向輸入端和第二運(yùn)放A2的正向輸入端,第一運(yùn)放Al的正向輸入端通過第四電阻R4接地，第一運(yùn)放Al的反向輸入端通過第五電阻R5連接至第一運(yùn)放Al的輸出端，第二運(yùn)放A2的正向輸入端通過第六電阻R6接地，第二運(yùn)放A2的反向輸入端通過第七電阻R7連接至第二運(yùn)放A2的輸出端，第一運(yùn)放Al的輸出端通過第八電阻R8連接至第三運(yùn)放A3的反向輸入端，第二運(yùn)放A2的輸出端通過第九電阻R9連接至第三運(yùn)放A3的正向輸入端，第三運(yùn)放A3的正向輸入端通過第十電阻RlO接地，第三運(yùn)放A3的反向輸入端通過第十一電阻Rll連接至第三運(yùn)放A3的輸出端，第三運(yùn)放A3的輸出端通過第十三電阻R13連接至第四運(yùn)放A4的正向輸入端，第四運(yùn)放A4的正向輸入端通過第三電容C3接地，第四運(yùn)放A4的反向輸入端通過第十二電阻R12接地，第四運(yùn)放A4的反向輸入端通過第四電容C4連接至第四運(yùn)放A4的輸出端，第四運(yùn)放A4的輸出端通過第十四電阻R14連接至第五運(yùn)放A5的正向輸入端，第五運(yùn)放A5的反向輸入端通過第十五電阻R15接地,第五運(yùn)放A5的輸出端通過第十六電阻R16連接至第五運(yùn)放A5的反向輸入端,第四運(yùn)放A4的輸出端通過第十七電阻R17分別連接至P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管Ql和N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管Q2的柵極，N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管Q2的源極連接至第一超級(jí)電容單體Cl的正極，N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管Q2的漏極連接至第五運(yùn)放A5的輸出端，P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管Ql的漏極連接至第二超級(jí)電容單體C2的正極，P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管Ql的源極連接至第五運(yùn)放A5的輸出端。
[0011]在整個(gè)超級(jí)電容的電路中，每兩個(gè)超級(jí)電容單體之間設(shè)置有一個(gè)本實(shí)用新型所公開的電路結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例僅對任意一個(gè)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖示說明，由于所有電路結(jié)構(gòu)均相同，所以不再重述。
[0012]第一運(yùn)放Al和第二運(yùn)放A2將兩個(gè)超級(jí)電容單體的電壓取來后，通過第三運(yùn)放A3進(jìn)行比較，比較的差值通過第四運(yùn)放A4進(jìn)行積分運(yùn)算后在第五運(yùn)放A5處進(jìn)行放大。放大后的充電電流在第四運(yùn)放A4的控制下?lián)褚坏倪x擇電壓低的超級(jí)電容單體進(jìn)行充電。
[0013]其中，第一超級(jí)電容單體Cl和第二超級(jí)電容單體C2均為2F，第三電容C3為20 μ F，第四電容C4為70 μ F，第一電阻Rl和第二電阻R2為5kΩ，第三電阻R3為7kQ，第四電阻R4為120kQ，第五電阻R5為15kQ，第六電阻R6為120kQ，第七電阻R7為15kQ，第八電阻R8為1kQ,第九電阻R9為1kQ,第十電阻RlO為1001^0，第^^一電阻Rll為20k Ω，第十二電阻R12為50k Ω，第十三電阻R13為20k Ω，第十四電阻R14為5k Ω，第十五電阻R15為50k Ω，第十六電阻R16為45k Ω，第十七電阻R17為5kQ。
[0014]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種超級(jí)電容的充電保護(hù)電路，其特征在于:在超級(jí)電容組中，每兩個(gè)相鄰的超級(jí)電容單體(C1、C2)之間連接有一個(gè)充電保護(hù)電路，第一超級(jí)電容單體(Cl)的正極通過第一電阻(Rl)連接至第一運(yùn)放(Al)的正向輸入端，第二超級(jí)電容單體(C2)的負(fù)極通過第二電阻(R2)連接至第二運(yùn)放(A2)的反向輸入端，第一超級(jí)電容單體(Cl)和第二超級(jí)電容單體(C2)的連接中間點(diǎn)通過第三電阻(R3)分別連接至第一運(yùn)放(Al)的反向輸入端和第二運(yùn)放(A2)的正向輸入端，第一運(yùn)放(Al)的正向輸入端通過第四電阻(R4)接地，第一運(yùn)放(Al)的反向輸入端通過第五電阻(R5)連接至第一運(yùn)放(Al)的輸出端，第二運(yùn)放(A2)的正向輸入端通過第六電阻(R6)接地，第二運(yùn)放(A2)的反向輸入端通過第七電阻(R7)連接至第二運(yùn)放(A2)的輸出端，第一運(yùn)放(Al)的輸出端通過第八電阻(R8)連接至第三運(yùn)放(A3)的反向輸入端，第二運(yùn)放(A2)的輸出端通過第九電阻(R9)連接至第三運(yùn)放(A3)的正向輸入端，第三運(yùn)放(A3)的正向輸入端通過第十電阻(RlO)接地，第三運(yùn)放(A3)的反向輸入端通過第i 電阻(Rll)連接至第三運(yùn)放(A3)的輸出端,第三運(yùn)放(A3)的輸出端通過第十三電阻(R13)連接至第四運(yùn)放(A4)的正向輸入端，第四運(yùn)放(A4)的正向輸入端通過第三電容(C3)接地，第四運(yùn)放(A4)的反向輸入端通過第十二電阻(R12)接地，第四運(yùn)放(A4)的反向輸入端通過第四電容(C4)連接至第四運(yùn)放(A4)的輸出端，第四運(yùn)放(A4)的輸出端通過第十四電阻(R14)連接至第五運(yùn)放(A5)的正向輸入端，第五運(yùn)放(A5)的反向輸入端通過第十五電阻(R15)接地，第五運(yùn)放(A5)的輸出端通過第十六電阻(R16)連接至第五運(yùn)放(A5)的反向輸入端，第四運(yùn)放(A4)的輸出端通過第十七電阻(R17)分別連接至P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管(Ql)和N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管(Q2)的柵極，N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管(Q2)的源極連接至第一超級(jí)電容單體(Cl)的正極，N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管(Q2)的漏極連接至第五運(yùn)放(A5)的輸出端，P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管(Ql)的漏極連接至第二超級(jí)電容單體(C2)的正極，P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管(Ql)的源極連接至第五運(yùn)放(A5)的輸出端。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK204068388SQ201420546734
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】曹洪奎, 陳之勃, 孟麗囡, 陳永真, 沈陽 申請人:遼寧工業(yè)大學(xué)