一種用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，該電路包括泄放采樣電路單元，泄放對(duì)比電路單元，泄放開關(guān)電路單元，泄放電路單元以及報(bào)警電路單元。當(dāng)超級(jí)電容的電壓值超過規(guī)定值時(shí)，泄放電路單元對(duì)其過壓進(jìn)行泄放，當(dāng)已經(jīng)發(fā)生泄放并且超級(jí)電容的電壓仍然超過規(guī)定值時(shí)，上述報(bào)警電路單元對(duì)外發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)精確的控制每一個(gè)超級(jí)電容的電壓值，減少系統(tǒng)的能耗，并且排除現(xiàn)有技術(shù)中的電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)的誤報(bào)警問題，以便降低風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的維護(hù)成本。
【專利說明】—種用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，尤其涉及一種用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，當(dāng)風(fēng)速、風(fēng)向等發(fā)生變化時(shí)，需要通過變槳系統(tǒng)來改變槳距角等參數(shù)，以保證系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行，安全運(yùn)行。其中風(fēng)力發(fā)電是指利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。變槳系統(tǒng)是指用于控制風(fēng)車的葉片(槳葉)角度來達(dá)到控制風(fēng)車的輸出功率或者停機(jī)的目的的一套控制系統(tǒng)。變槳系統(tǒng)需有儲(chǔ)能模組提供動(dòng)力。目前主流儲(chǔ)能模組有蓄電池模組和超級(jí)電容器模組兩種，其中超級(jí)電容模組是指將許多超級(jí)電容通過串聯(lián)或并聯(lián)等方式組合在一起使用的組合。蓄電池模組充放電特性差、充放電電流不能太大、低溫特性差，循環(huán)壽命短，一般兩年就要維護(hù)，在100米高的風(fēng)機(jī)上，維護(hù)成本極高。相較于蓄電池模組，超級(jí)電容器模組具有充放電特性很好、可大電流充放電，溫度特性好，循環(huán)壽命超長，可10年免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。因此超級(jí)電容模組已經(jīng)慢慢成為應(yīng)用主流。
[0003]由于每一個(gè)超級(jí)電容單體之間因?yàn)樯a(chǎn)材料等種種原因會(huì)導(dǎo)致超級(jí)電容單體的容量、漏電流，等效電阻等參數(shù)有差異，以致在使用的過程中會(huì)使得不同單體之間出現(xiàn)電壓偏差，因此必需采取電壓均衡技術(shù)將所有超級(jí)電容的電壓保持均衡后方可投入實(shí)際應(yīng)用。
[0004]針對(duì)上述問題，現(xiàn)有的解決方案有三種:
[0005]( I)電阻或二極管均壓方案
[0006]在電阻均壓方案中，如圖1所示，當(dāng)R1=R2時(shí)，可以使得兩個(gè)電容的電壓相等，電阻承擔(dān)了均壓和泄放通道的功能。
[0007]在二極管均壓方案中，如圖2所示，用穩(wěn)壓二極管箝位或適當(dāng)數(shù)量普通整流二極管串聯(lián)后并于超級(jí)電容，可以使得電容的電壓相等，二極管承擔(dān)均壓和泄放通道的功能。
[0008]上述方案的缺點(diǎn)是電阻或二極管持續(xù)消耗能量，二極管的導(dǎo)通電壓容易跟隨，視溫度變化而變化，不易控制電壓值。
[0009]( 2 )單級(jí)主動(dòng)平衡式方案
[0010]如圖3所示，超級(jí)電容單體的電壓經(jīng)分壓后送到可控精密穩(wěn)壓源Ul的R端，當(dāng)該分壓值在2.5V以下時(shí)，電路認(rèn)定工作正常，不對(duì)充放電進(jìn)行干預(yù)；當(dāng)該分壓值大于等于
2.5V時(shí)，將通過三極管Q2對(duì)超級(jí)電容單體通過R9進(jìn)行放電，從而達(dá)到泄放的目的。
[0011]上述方案的缺點(diǎn)是超級(jí)電容的電壓一旦超過規(guī)定值，就會(huì)引起系統(tǒng)過壓報(bào)警，從而需要人為干預(yù)判斷。風(fēng)電場通常設(shè)計(jì)在環(huán)境較惡劣的地方，如果出現(xiàn)誤報(bào)警，需要人為到現(xiàn)場檢查，變槳系統(tǒng)安裝在距地面100米左右的高空，檢查極為不方便且成本高昂。
[0012](3)能量轉(zhuǎn)移型均衡電路
[0013]該類電路跟上述電路最大的區(qū)別在于將電壓已經(jīng)達(dá)到預(yù)定值的電容器的多余能量導(dǎo)出到電壓不足預(yù)定值的電容器，從而無能量消耗。[0014]上述方案的缺點(diǎn)是該類電路需要對(duì)每一個(gè)電容器使用一個(gè)放電開關(guān)，因此成本及
其昂貴。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0015]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，以實(shí)現(xiàn)精確的控制每一個(gè)超級(jí)電容的電壓值，減少系統(tǒng)的能耗，并且排除現(xiàn)有技術(shù)中的電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)的誤報(bào)警問題，以便降低風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的維護(hù)成本。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，該電路包括:用于連接外部儲(chǔ)能器件的第一連接端和第二連接端；
[0017]泄放采樣電路單元，被配置為通過上述第一連接端和第二連接端進(jìn)行電壓采樣，并對(duì)泄放對(duì)比電路單元發(fā)送采樣得到的第一采樣電壓；
[0018]泄放對(duì)比電路單元，被 配置為提供第一基準(zhǔn)電壓，將來自泄放采樣電路單元的第一采樣電壓與該第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并且在第一采樣電壓大于該第一基準(zhǔn)電壓時(shí)產(chǎn)生針對(duì)泄放開關(guān)電路單元的第一觸發(fā)信號(hào)；
[0019]泄放開關(guān)電路單元，被配置為接收來自泄放對(duì)比電路單元的第一觸發(fā)信號(hào)，并根據(jù)該第一觸發(fā)信號(hào)使其開關(guān)電路導(dǎo)通以為泄放電路單元提供泄放觸發(fā)信號(hào)；
[0020]泄放電路單元，被配置為接收來自泄放開關(guān)電路單元的泄放觸發(fā)信號(hào)，并根據(jù)該泄放觸發(fā)信號(hào)對(duì)外部儲(chǔ)能器件進(jìn)行能量的泄放。
[0021]本實(shí)用新型的該方案的有益效果在于通過上述泄放采樣電路單元，能夠?qū)ν獠績?chǔ)能器件進(jìn)行電壓采樣，并且當(dāng)該器件的電壓值超過規(guī)定值時(shí)，本實(shí)用新型所涉及的泄放電路單元能夠?qū)ζ溥M(jìn)行能量的泄放，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)其電壓的精確控制。
[0022]優(yōu)選的是，所述泄放采樣電路單元包括第一電阻，第二電阻，第三電阻，其中第一電阻，第二電阻與第三電阻串聯(lián)，該串聯(lián)電路的兩端形成第一連接端和第二連接端，從第二電阻與第三電阻之間引出連線連接至泄放對(duì)比電路單元。
[0023]優(yōu)選的是，泄放對(duì)比電路單元包括第一可控精密穩(wěn)壓源，其中第一可控精密穩(wěn)壓源的輸入端連接至上述第二連接端，第一可控精密穩(wěn)壓源的輸出端連接至泄放開關(guān)電路單元，第一可控精密穩(wěn)壓源能夠提供精準(zhǔn)的第一基準(zhǔn)電壓。
[0024]優(yōu)選的是，從第二電阻與第三電阻之間引出第一電容連接至第一可控精密穩(wěn)壓源的輸出端，該第一電容用于濾波，起防干擾作用。
[0025]優(yōu)選的是，泄放開關(guān)電路單元包括第四電阻，第五電阻，第六電阻，第七電阻，第八電阻，第九電阻，第十電阻，第一三極管和第一發(fā)光二極管，其中第四電阻與上述第一連接端相連，并通過第五電阻連接至第一三極管的基極，并且從第一三極管的基極引出第六電阻連接至上述第二連接端，第一三極管的發(fā)射極連接至上述第一連接端，第一三極管的集電極通過第八電阻以及第一發(fā)光二極管連接至上述第二連接端，從泄放采樣電路單元的第二電阻與第三電阻之間引出的第七電阻連接至第一三極管的集電極，之后通過第十電阻連接至第一達(dá)林頓晶體管的基極，并且從第七電阻與第十電阻的連接處引出第九電阻連接至上述第二連接端，本方案中的第一發(fā)光二極管用于當(dāng)外部儲(chǔ)能器件過壓時(shí)，發(fā)光報(bào)警。
[0026]優(yōu)選的是，泄放電路單元包括第十一電阻，第十二電阻，第一達(dá)林頓晶體管，第二三極管，其中[0027]第一達(dá)林頓晶體管的基極與上述第十電阻相連，第一達(dá)林頓晶體管的集電極連接至上述第一連接端，第一達(dá)林頓晶體管的發(fā)射極通過并聯(lián)的第十一電阻和第十二電阻連接至上述第二連接端，第二三極管的基極連接至第一達(dá)林頓晶體管的發(fā)射極，第二三極管的集電極連接至第一達(dá)林頓晶體管的基極，第二三極管的發(fā)射極連接至上述第二連接端，本方案中的第二三極管對(duì)第一達(dá)林頓晶體管進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)泄放電流的功能，第一達(dá)林頓晶體管成本較低，具有放大作用且其上限電流值較大，能夠滿足本系統(tǒng)的要求。
[0028]優(yōu)選的是，還包括報(bào)警電路單元，該報(bào)警電路單元連接在上述第一連接端與第二連接端之間，該報(bào)警電路單元包括告警部分；
[0029]報(bào)警采樣電路部分，被配置為通過上述第一連接端和第二連接端進(jìn)行電壓采樣，并對(duì)報(bào)警對(duì)比電路部分發(fā)送采樣得到的第二采樣電壓，該第二采樣電壓小于同一時(shí)刻的第一米樣電壓；
[0030]報(bào)警對(duì)比電路部分，被配置為提供第二基準(zhǔn)電壓，將來自報(bào)警采樣電路部分的第二采樣電壓與該第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并且在第二采樣電壓大于第二基準(zhǔn)電壓時(shí)對(duì)報(bào)警開關(guān)電路部分發(fā)送第二觸發(fā)信號(hào)；
[0031]報(bào)警開關(guān)電路部分，被配置為接收來自報(bào)警對(duì)比電路部分的第二觸發(fā)信號(hào)，并根據(jù)該第二觸發(fā)信號(hào)使其開關(guān)電路導(dǎo)通以驅(qū)動(dòng)告警部分。
[0032]優(yōu)選的是，所述報(bào)警電路單元包括:第十三電阻，第十四電阻，第十五電阻，第十六電阻，第十七電阻，第十八電阻，第十九電阻，第二可控精密穩(wěn)壓源，第二發(fā)光二極管，第三三極管，第三連接端和第四連接端，其中
[0033]第十三電阻，第十四電阻，第十五電阻串聯(lián)，該串聯(lián)電路連接在上述第一連接端與第二連接端之間，從第十四電阻與第十五電阻之間引出第二可控精密穩(wěn)壓源，第二可控精密穩(wěn)壓源的輸入端連接至第四連接端，第二可控精密穩(wěn)壓源的輸出端通過第十六電阻連接至上述第一連接端，從第二可控精密穩(wěn)壓源的輸出端與第十六電阻之間引出第十七電阻連接至第三三極管的基極，并且從第三三極管的基極引出第十八電阻連接至第四連接端，第三三極管的發(fā)射極連接至上述第一連接端，第三三極管的集電極通過第二發(fā)光二極管以及第十九電阻連接至第三連接端。
[0034]優(yōu)選的是，從第十四電阻與第十五電阻之間引出第二電容連接至第二可控精密穩(wěn)壓源的輸出端，該第二電容用于濾波，起防干擾作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的阻容均壓電路圖。
[0036]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的二極管均壓電路圖，其中(a)示出了穩(wěn)壓二極管均壓電路圖；(b)示出了普通二極管均壓電路圖。
[0037]圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中的常用單級(jí)主動(dòng)平衡式均壓電路圖。
[0038]圖4示出了本實(shí)用新型涉及的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路的框圖。
[0039]圖5示出了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】涉及的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。[0041]如圖4所示，依照本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】涉及泄放采樣電路單元10，泄放對(duì)比電路單元20，泄放開關(guān)電路單元30，泄放電路單元40以及報(bào)警電路單元50。其中泄放采樣電路單元10包括第一連接端101和第二連接端102，報(bào)警電路單元50包括第三連接端501和第四連接端502。
[0042]在具體的實(shí)施過程中，如圖5所示，泄放采樣電路單元10包括第一電阻Rl，第二電阻R2，第三電阻R3，第一連接端101和第二連接端102。第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3串聯(lián)，該串聯(lián)電路的兩端形成第一連接端101和第二連接端102，第二電阻R2與第三電阻R3之間的A點(diǎn)連接至第一可控精密穩(wěn)壓源U1。
[0043]泄放對(duì)比電路單元20包括第一可控精密穩(wěn)壓源Ul。第一可控精密穩(wěn)壓源Ul的輸入端連接至上述第二連接端102，第一可控精密穩(wěn)壓源Ul的輸出端通過第四電阻R4連接至第一連接端101。
[0044]泄放采樣電路單元10與泄放對(duì)比電路單元20之間還連接了第一電容COl，該第一電容COl連接在A點(diǎn)與B點(diǎn)之間，其中B點(diǎn)在第一可控精密穩(wěn)壓源Ul的輸出端與第四電阻R4之間。
[0045]泄放開關(guān)電路單元30包括第四電阻R4，第五電阻R5，第六電阻R6，第七電阻R7，第八電阻R8，第九電阻R9，第十電阻R10，第一三極管Ql和第一發(fā)光二極管LEDl。
[0046]從B點(diǎn)引出第五電阻R5連接至第一三極管Ql的基極，并且從第一三極管Ql的基極引出第六電阻R6連接至第二連接端102，第一三極管Ql的發(fā)射極連接至第一連接端101，第一三極管Ql的集電極通過第八電阻R8以及第一發(fā)光二極管LEDl連接至第二連接端102，從A點(diǎn)連接出的第七電阻R7連接至第一三極管Ql的集電極，之后通過第十電阻RlO連接至第一達(dá)林頓晶體管Q2的基極，并且從第七電阻R7與第十電阻RlO的連接處引出第九電阻R9連接至第二連接端102。
[0047]泄放電路單元40包括第十一電阻RlI，第十二電阻R12，第一達(dá)林頓晶體管Q2和
第二三極管Q3。
[0048]第一達(dá)林頓晶體管Q2的基極與第十電阻RlO相連，第一達(dá)林頓晶體管Q2的集電極連接至第一連接端101，第一達(dá)林頓晶體管Q2的發(fā)射極通過并聯(lián)的第十一電阻Rll和第十二電阻R12連接至第二連接端102，第二三極管Q3的基極連接至第一達(dá)林頓晶體管Q2的發(fā)射極，第二三極管Q3的集電極連接至第一達(dá)林頓晶體管Q2的基極，第二三極管Q3的發(fā)射極連接至第二連接端102。
[0049]報(bào)警電路單元50包括第十三電阻R13，第十四電阻R14，第十五電阻R15，第十六電阻R16，第十七電阻R17，第十八電阻R18，第十九電阻R19，第二可控精密穩(wěn)壓源U2，第二電容C02，第二發(fā)光二極管D1，第三三極管Q4，第三連接端501和第四連接端502。
[0050]第十三電阻R13，第十四電阻R14，第十五電阻R15串聯(lián)，該串聯(lián)電路連接至上述第一連接端101和第二連接端102之間，第十四電阻R14與第十五電阻R15之間的C點(diǎn)連接至第二可控精密穩(wěn)壓源U2，第二可控精密穩(wěn)壓源U2的輸入端連接至第四連接端502，第二可控精密穩(wěn)壓源U2的輸出端通過第十六電阻R16連接至第一連接端101，第二電容C02連接在C點(diǎn)與D點(diǎn)之間。其中D點(diǎn)在第二可控精密穩(wěn)壓源U2的輸出端與第十六電阻R16之間。從D點(diǎn)引出第十七電阻R17連接至第三三極管Q4的基極，并且從第三三極管Q4的基極引出第十八電阻R18連接至第四連接端502，第三三極管Q4的發(fā)射極連接至第一連接端101，第三三極管Q4的集電極通過第二發(fā)光二極管Dl以及第十九電阻R19連接至第三連接端 501 ο
[0051]報(bào)警電路單元50也能夠像前述電路一樣劃分報(bào)警采樣電路部分，報(bào)警對(duì)比電路部分以及報(bào)警開關(guān)電路部分。
[0052]在具體的實(shí)施過程中，超級(jí)電容不能使其充電電壓超過規(guī)定的使用上限值。如果超過該上限值，超級(jí)電容將會(huì)發(fā)生損壞，同時(shí)為了使超級(jí)電容的容量能夠最大限度的利用，一般在使用時(shí)，都會(huì)把超級(jí)電容的最大電壓設(shè)定在接近其最大使用值附近，因此需要對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行精準(zhǔn)的電壓控制。
[0053]充電機(jī)對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行充電時(shí)，采用恒流直充和恒壓浮充的方式，在超級(jí)電容的電壓較低時(shí)，用恒流大電流充電，當(dāng)超級(jí)電容的電壓接近規(guī)定值時(shí)，改用恒壓浮充的方式，本實(shí)用新型采用的電流在恒流充電階段僅檢測電壓，因此基本沒有功率損耗。當(dāng)超級(jí)電容的電壓接近規(guī)定值時(shí)，將智能判斷充電情況，然后決定是否需要泄放能量。其具體的實(shí)施過程如下:
[0054]第一電阻R1，第二電阻R2和第三電阻R3對(duì)連接到第一連接端101和第二連接端102的超級(jí)電容的電壓進(jìn)行分壓，對(duì)超級(jí)電容的電壓進(jìn)行采樣，之后將采樣得到的A點(diǎn)的第一采樣電壓與第一可控精密穩(wěn)壓源Ui提供的高精度第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)超級(jí)電容的電壓值超過規(guī)定值時(shí)，該第一米樣電壓會(huì)高于第一基準(zhǔn)電壓，使得第一可控精密穩(wěn)壓源Ul導(dǎo)通，拉低B點(diǎn)電壓值，使得第一三極管Ql導(dǎo)通，進(jìn)而使得第一達(dá)林頓晶體管Q2導(dǎo)通，將第十一電阻Rll與第十二電阻R12組成的并聯(lián)電路接于超級(jí)電容的兩端，構(gòu)成泄放回路。當(dāng)?shù)谝蝗龢O管Ql導(dǎo)通時(shí)，會(huì)使得第一發(fā)光二極管LEDl發(fā)光報(bào)警，但是此條支路的報(bào)警僅用于內(nèi)部測試時(shí)使用。對(duì)于泄放電流大小的控制可通過第二三極管Q3控制第一達(dá)林頓晶體管Q2來實(shí)現(xiàn)，之所以采用第一達(dá)林頓晶體管Q2是因?yàn)槠涑杀据^低并且該器件具有放大作用，且其上限電流值較大，滿足本實(shí)用新型涉及的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路的需求。當(dāng)超級(jí)電容的電壓超過規(guī)定電壓很大時(shí)，第二三極管Q3的集電極給第一達(dá)林頓晶體管Q2的基極反饋第一控制電壓，使得泄放電流升高；當(dāng)超級(jí)電容的電壓超過規(guī)定電壓較小時(shí)，第二三極管Q3的集電極給第一達(dá)林頓晶體管Q2的基極反饋第二控制電壓，使得泄放電流降低，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)調(diào)整泄放電流的目的。同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)的最大充電電流，設(shè)定了最大泄放電流。
[0055]當(dāng)對(duì)超級(jí)電容的過電壓進(jìn)行泄放之后，超級(jí)電容的電壓仍然超過規(guī)定值，說明該超級(jí)電容或是上述電路發(fā)生了過壓故障，此時(shí)運(yùn)用報(bào)警電路單元50輸出報(bào)警信號(hào)，其過程是:通過第十三電阻R13，第十四電阻R14，第十五電阻R15對(duì)該過電壓進(jìn)行分壓，對(duì)超級(jí)電容的過電壓進(jìn)行采樣，之后將采樣得到的C點(diǎn)的第二采樣電壓與第二可控精密穩(wěn)壓源U2提供的高精度第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)超級(jí)電容的電壓值超過規(guī)定值時(shí)，該第二采樣電壓會(huì)高于第二基準(zhǔn)電壓，第二可控精密穩(wěn)壓源U2導(dǎo)通，拉低D點(diǎn)電壓值，使得第三三極管Q4導(dǎo)通，進(jìn)而使得第二發(fā)光二極管Dl發(fā)光報(bào)警，該報(bào)警信號(hào)將通過第三連接端501和第四連接端502輸出。
[0056]在具體的實(shí)施過程中，第一可控精密穩(wěn)壓源Ul和第二可控精密穩(wěn)壓源U2可用TL431，第一三極管Ql和第三三極管Q4可用MMBT5401，第一達(dá)林頓晶體管Q2可用MID122，第二三極管Q3可用MMBT3904。
[0057]本實(shí)用新型涉及的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路可以對(duì)每一個(gè)超級(jí)電容的電壓進(jìn)行精準(zhǔn)測量；對(duì)于超級(jí)電容的充電過程，只在超級(jí)電容的電壓接近規(guī)定值時(shí)，才會(huì)造成一些能量損耗，因?yàn)樵诔?jí)電容的電壓接近規(guī)定值時(shí)，將智能判斷充電情況，然后決定是否需要泄放能量，在泄放的過程中，還能動(dòng)態(tài)調(diào)整泄放電流，從而使得整體方案的能耗相較于現(xiàn)有技術(shù)大大降低；針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的誤報(bào)警情況，即:只要充電電壓達(dá)到規(guī)定值，就要執(zhí)行:一方面啟動(dòng)泄放電路，另一方面立即向系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)過壓信號(hào)，從而需要人為的干預(yù)，看超級(jí)電容是否發(fā)生損壞或者其它故障情況，本實(shí)用新型采用了報(bào)警電路單元50，使得泄放回路的啟動(dòng)信號(hào)和對(duì)外的報(bào)警信號(hào)分開，只有當(dāng)已經(jīng)發(fā)生了泄放并且超級(jí)電容的電壓值仍然超過規(guī)定值的情況下，才說明確實(shí)是發(fā)生了過壓故障，從而大大降低了誤報(bào)警的概率。因?yàn)榫托狗挪蓸与娐穯卧?0，泄放對(duì)比電路單元20，泄放開關(guān)電路單元30以及泄放電路單元40而言，發(fā)生上述誤報(bào)警的可能性非常高，基本上只要充電到達(dá)就會(huì)報(bào)警。
[0058]本實(shí)用新型涉及的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，不管采用何種方式，只要將上述泄放電路單元40與報(bào)警電路單元50分開進(jìn)行處理，從而達(dá)到防止誤報(bào)警的目的，均屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，該電路包括:用于連接外部儲(chǔ)能器件的第一連接端和第二連接端； 泄放采樣電路單元，被配置為通過上述第一連接端和第二連接端進(jìn)行電壓采樣，并對(duì)泄放對(duì)比電路單 元發(fā)送采樣得到的第一采樣電壓； 泄放對(duì)比電路單元，被配置為提供第一基準(zhǔn)電壓，將來自泄放采樣電路單元的第一采樣電壓與該第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并且在第一采樣電壓大于該第一基準(zhǔn)電壓時(shí)產(chǎn)生針對(duì)泄放開關(guān)電路單元的第一觸發(fā)信號(hào)； 泄放開關(guān)電路單元，被配置為接收來自泄放對(duì)比電路單元的第一觸發(fā)信號(hào)，并根據(jù)該第一觸發(fā)信號(hào)使其開關(guān)電路導(dǎo)通以為泄放電路單元提供泄放觸發(fā)信號(hào)； 泄放電路單元，被配置為接收來自泄放開關(guān)電路單元的泄放觸發(fā)信號(hào)，并根據(jù)該泄放觸發(fā)信號(hào)對(duì)外部儲(chǔ)能器件進(jìn)行能量的泄放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，其特征在于:所述泄放采樣電路單元包括第一電阻，第二電阻，第三電阻，其中第一電阻，第二電阻與第三電阻串聯(lián)，該串聯(lián)電路的兩端形成第一連接端和第二連接端，從第二電阻與第三電阻之間引出連線連接至泄放對(duì)比電路單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，其特征在于:泄放對(duì)比電路單元包括第一可控精密穩(wěn)壓源，其中第一可控精密穩(wěn)壓源的輸入端連接至上述第二連接端，第一可控精密穩(wěn)壓源的輸出端連接至泄放開關(guān)電路單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，其特征在于:從第二電阻與第三電阻之間引出第一電容連接至第一可控精密穩(wěn)壓源的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，其特征在于:泄放開關(guān)電路單元包括第四電阻，第五電阻，第六電阻，第七電阻，第八電阻，第九電阻，第十電阻，第一三極管和第一發(fā)光二極管，其中第四電阻與上述第一連接端相連，并通過第五電阻連接至第一三極管的基極，并且從第一三極管的基極引出第六電阻連接至上述第二連接端，第一三極管的發(fā)射極連接至上述第一連接端，第一三極管的集電極通過第八電阻以及第一發(fā)光二極管連接至上述第二連接端，從泄放采樣電路單元的第二電阻與第三電阻之間引出的第七電阻連接至第一三極管的集電極，之后通過第十電阻連接至第一達(dá)林頓晶體管的基極，并且從第七電阻與第十電阻的連接處引出第九電阻連接至上述第二連接端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，其特征在于:泄放電路單元包括第十一電阻，第十二電阻，第一達(dá)林頓晶體管，第二三極管，其中第一達(dá)林頓晶體管的基極與上述第十電阻相連，第一達(dá)林頓晶體管的集電極連接至上述第一連接端，第一達(dá)林頓晶體管的發(fā)射極通過并聯(lián)的第十一電阻和第十二電阻連接至上述第二連接端，第二三極管的基極連接至第一達(dá)林頓晶體管的發(fā)射極，第二三極管的集電極連接至第一達(dá)林頓晶體管的基極，第二三極管的發(fā)射極連接至上述第二連接端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，其特征在于:還包括報(bào)警電路單元，該報(bào)警電路單元連接在上述第一連接端與第二連接端之間，該報(bào)警電路單元包括告警部分； 報(bào)警采樣電路部分，被配置為通過上述第一連接端和第二連接端進(jìn)行電壓采樣，并對(duì)報(bào)警對(duì)比電路部分發(fā)送采樣得到的第二采樣電壓，該第二采樣電壓小于同一時(shí)刻的第一采樣電壓； 報(bào)警對(duì)比電路部分，被配置為提供第二基準(zhǔn)電壓，將來自報(bào)警采樣電路部分的第二采樣電壓與該第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并且在第二采樣電壓大于第二基準(zhǔn)電壓時(shí)對(duì)報(bào)警開關(guān)電路部分發(fā)送第二觸發(fā)信號(hào) ； 報(bào)警開關(guān)電路部分，被配置為接收來自報(bào)警對(duì)比電路部分的第二觸發(fā)信號(hào)，并根據(jù)該第二觸發(fā)信號(hào)使其開關(guān)電路導(dǎo)通以驅(qū)動(dòng)告警部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，其特征在于:所述報(bào)警電路單元包括:第十三電阻，第十四電阻，第十五電阻，第十六電阻，第十七電阻，第十八電阻，第十九電阻，第二可控精密穩(wěn)壓源，第二發(fā)光二極管，第三三極管，第三連接端和第四連接端，其中 第十三電阻，第十四電阻，第十五電阻串聯(lián)，該串聯(lián)電路連接在上述第一連接端與第二連接端之間，從第十四電阻與第十五電阻之間引出第二可控精密穩(wěn)壓源，第二可控精密穩(wěn)壓源的輸入端連接至第四連接端，第二可控精密穩(wěn)壓源的輸出端通過第十六電阻連接至上述第一連接端，從第二可控精密穩(wěn)壓源的輸出端與第十六電阻之間引出第十七電阻連接至第三三極管的基極，并且從第三三極管的基極引出第十八電阻連接至第四連接端，第三三極管的發(fā)射極連接至上述第一連接端，第三三極管的集電極通過第二發(fā)光二極管以及第十九電阻連接至第三連接端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于超級(jí)電容的兩級(jí)式動(dòng)態(tài)平衡電路，其特征在于:從第十四電阻與第十五電阻之間引出第二電容連接至第二可控精密穩(wěn)壓源的輸出端。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203398824SQ201320406555
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】婁永偉, 張明軍, 陳 全, 張小龍, 楊宗林 申請(qǐng)人:浙江光匯照明電子有限公司