一種超級電容器保護電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種超級電容器保護電路，包括防電容正負極反接電路、單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路和過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路的輸入端與超級電容器正負極相連接，防電容正負極反接電路的輸出端依次連接單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路、過壓信號放大報警警告電路；本實用新型專利技術超級電容器保護電路采用模塊化設計結構，可靠性高，利于標準化，成本低廉，邏輯性強，結構合理，在實際應用中方便快捷，可極大地促進超級電容器的應用和普及，本實用新型專利技術超級電容器保護電路具有低成本、高效地解決了超級電容及模組的保護方案，延長了超級電容使用壽命。

【技術實現步驟摘要】
一種超級電容器保護電路
本技術涉及超級電容器
，特別是一種超級電容器保護電路。
技術介紹
超級電容器是一種介于傳統電容和二次電池之間的新興儲能電氣元件，超級電容的高比功率、大電流充放電能力、長壽命、超低溫性能、高可靠性、綠色環保等特點，使得其在工業電子、交通運輸、新能源、軍事等領域作為功率電源或儲能電源得到廣泛的應用。超級電容單體的工作電壓一般不超過3V，在實際應用中，往往需要將多個超級電容單體進行串聯組合才能達到實際應用的電壓和能量等級需求，但是每個單體在生產中很難保證一致性，在實用的過程中，每個單體的ESR隨時間出現越來越大的偏差，在充電過程中單體電壓體現不一致，可能導致單體過壓損壞。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種能夠實現超級電容及模組中單體過壓保護，保證超級電容的安全性和可靠性，延長超級電容的使用的壽命的超級電容器保護電路。實現本技術目的的技術解決方案為：一種超級電容器保護電路，其特征在于，包括防電容正負極反接電路、單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路和過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路的輸入端與超級電容器正負極相連接，防電容正負極反接電路的輸出端依次連接單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路、過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路用于防止單體電容正負極接反；所述單體電壓采樣過壓輸出電路用于實時監控單體電壓，當單體電壓低于預設值時，輸出低電平信號，當單體電壓高于預設值時，輸出高電平信號；所述過壓信號放大均衡電路用于當單體電壓采樣過壓輸出電路輸出高電平信號時，對輸出信號進行放大，且進行放電流動作；所述過壓信號放大報警警告電路用于過壓信號放大均衡電路開啟時，對開啟均衡電壓信號進行模擬放大，并對外過壓報警輸出。優選地，所述防電容正負極反接電路包括第一電容、場效應管和第一電阻，所述第一電容的一端分別與超級電容器的正極、場效應管的D極相連接，第一電容的另一端分別與超級電容器的負極、第一電阻的一端相連接，第一電阻的另一端與場效應管的G極相連接。優選地，所述單體電壓采樣過壓輸出電路包括電壓檢測器和第二電阻，第二電阻的一端與防電容正負極反接電路的輸出端相連接，第二電阻的另一端與電壓檢測器的輸入端相連接，電壓檢測器的輸出端與過壓信號放大均衡電路的輸入端相連接。優選地，所述過壓信號放大均衡電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第二三極管、第三三極管、第四三極管和達林頓管；所述第二三極管的基極與單體電壓采樣過壓輸出電路的輸出端相連接，第二三極管的集電極分別與第三電阻的一端、第三三極管的基極相連接，第二三極管的發射極分別與第四三極管的發射極、第五電阻的一端相連接，第三電阻的另一端分別與第三三極管的發射極、達林頓管的集電極相連接，第三三極管的集電極經過第四電阻分別與達林頓管的基極、第四三極管的集電極、壓信號放大報警警告電路的輸入端相連接，第四三極管的的基極分別與達林頓管的發射極、第五電阻的另一端。優選地，所述過壓信號放大報警警告電路包括第六電阻、第七電阻、第八電阻、第六三極管、第七三極管和光電耦合器；所述第六電阻的一端與過壓信號放大均衡電路的輸出端相連接，第六電阻的另一端與第六三極管的基極相連接，第六三極管的集電極分別與第七電阻的一端、第七三極管的基極相連接，第六三極管的發射極與光電耦合器的發光源陰極相連接，第七三極管的發射極經過第八電阻與第七電阻的另一端相連接，第七三極管的集電極與光電耦合器的發光源陽極相連接。本技術與現有技術相比，其顯著優點：（1）本技術超級電容器保護電路采用防電容正負極反接電路，防止單體電容正負極接反，若將超級電容器的正負極連接線反接，場效應管在高電平下將不會導通，相當開關斷開，保護后續的電路的安全性及超級電容器的可靠性和穩定性。（2）本技術超級電容器保護電路通過單體電壓采樣過壓輸出電路實時監控單體電壓，當單體電壓低于預設值時，輸出低電平信號，當單體電壓高于預設電壓值是，輸出高電平信號。（3）本技術超級電容器保護電路中過壓信號放大均衡電路基于單體電壓采樣過壓輸出電路的輸出來決定是否開啟均衡電路，單體過壓時電壓采樣過壓輸出電路的輸出端驅動主動均衡電路開啟工作，對單體進行放電均衡。（4）本技術超級電容器保護電路具有設計合理、結構簡單、邏輯性強，性能穩定可靠、成本低、功能齊全的優點，適用超級電容單體和模組。下面結合附圖對本技術作進一步詳細描述。附圖說明圖1為本技術超級電容器保護電路的結構示意圖。圖2為本技術超級電容器保護電路的電路原理圖。具體實施方式實施例1：如圖1和圖2所示，一種超級電容器保護電路，包括防電容正負極反接電路、單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路和過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路的輸入端與超級電容器正負極相連接，防電容正負極反接電路的輸出端依次連接單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路、過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路用于防止單體電容正負極接反；所述單體電壓采樣過壓輸出電路用于實時監控單體電壓，當單體電壓低于預設值時，輸出低電平信號，當單體電壓高于預設值時，輸出高電平信號；所述過壓信號放大均衡電路用于當單體電壓采樣過壓輸出電路輸出高電平信號時，對輸出信號進行放大，且進行放電流動作；所述過壓信號放大報警警告電路用于過壓信號放大均衡電路開啟時，對開啟均衡電壓信號進行模擬放大，并對外過壓報警輸出。所述防電容正負極反接電路包括第一電容C1、場效應管Q1和第一電阻R1，所述第一電容C1的一端分別與超級電容器的正極、場效應管Q1的D極相連接，第一電容C1的另一端分別與超級電容器的負極、第一電阻R1的一端相連接，第一電阻R1的另一端與場效應管Q1的G極相連接；所述防電容正負極反接電路用于防止單體電容正負極接反，若將超級電容器的正負極連接線反接，場效應管Q1在高電平下將不會導通，相當開關斷開，保護后續的電路的安全性及超級電容器的可靠性和穩定性。所述單體電壓采樣過壓輸出電路包括電壓檢測器U1和第二電阻R2，第二電阻R2的一端與場效應管Q1的S極相連接，第二電阻R2的另一端與電壓檢測器U1的輸入端相連接，電壓檢測器U1的輸出端與第二三極管Q2的基極相連接；所述單體電壓采樣過壓輸出電路實時監控單體電壓，當單體電壓低于預設值時，電壓檢測器U1輸出低電平信號，當單體電壓高于預設電壓值是，電壓檢測器U1輸出高電平信號；電壓檢測器U1具有數值高低電平輸出，反應速度快，靈敏等特點。所述過壓信號放大均衡電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第二三極管Q2、第三三極管Q3、第四三極管Q4和達林頓管Q5；所述第二三極管Q2的基極與電壓檢測器U1的輸出端相連接，第二三極管Q2的集電極分別與第三電阻R3的一端、第三三極管Q3的基極相連接，第二三極管Q2的發射極分別與第四三極管Q4的發射極、第五電阻R5的一端相連接，第三電阻R3的另一端分別與場效應管Q1的G極、第三三極管Q3的發射極、達林頓管Q5的集電極相連接，第三三極管Q3的集電極經過第四電阻R4分別與達林頓管Q5的基極、第四三極管Q4的集電極、第六電阻R6的一端相連接，第四三極管Q4的的基極分別本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超級電容器保護電路，其特征在于，包括防電容正負極反接電路、單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路和過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路的輸入端與超級電容器正負極相連接，防電容正負極反接電路的輸出端依次連接單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路、過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路用于防止單體電容正負極接反；所述單體電壓采樣過壓輸出電路用于實時監控單體電壓，當單體電壓低于預設值時，輸出低電平信號，當單體電壓高于預設值時，輸出高電平信號；所述過壓信號放大均衡電路用于當單體電壓采樣過壓輸出電路輸出高電平信號時，對輸出信號進行放大，且進行放電流動作；所述過壓信號放大報警警告電路用于過壓信號放大均衡電路開啟時，對開啟均衡電壓信號進行模擬放大，并對外過壓報警輸出。

【技術特征摘要】
1.一種超級電容器保護電路，其特征在于，包括防電容正負極反接電路、單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路和過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路的輸入端與超級電容器正負極相連接，防電容正負極反接電路的輸出端依次連接單體電壓采樣過壓輸出電路、過壓信號放大均衡電路、過壓信號放大報警警告電路；所述防電容正負極反接電路用于防止單體電容正負極接反；所述單體電壓采樣過壓輸出電路用于實時監控單體電壓，當單體電壓低于預設值時，輸出低電平信號，當單體電壓高于預設值時，輸出高電平信號；所述過壓信號放大均衡電路用于當單體電壓采樣過壓輸出電路輸出高電平信號時，對輸出信號進行放大，且進行放電流動作；所述過壓信號放大報警警告電路用于過壓信號放大均衡電路開啟時，對開啟均衡電壓信號進行模擬放大，并對外過壓報警輸出。2.根據權利要求1所述的超級電容器保護電路，其特征在于，所述防電容正負極反接電路包括第一電容（C1）、場效應管（Q1）和第一電阻（R1），所述第一電容（C1）的一端分別與超級電容器的正極、場效應管（Q1）的D極相連接，第一電容（C1）的另一端分別與超級電容器的負極、第一電阻（R1）的一端相連接，第一電阻（R1）的另一端與場效應管（Q1）的G極相連接。3.根據權利要求1所述的超級電容器保護電路，其特征在于，所述單體電壓采樣過壓輸出電路包括電壓檢測器（U1）和第二電阻（R2），第二電阻（R2）的一端與防電容正負極反接電路的輸出端相連接，第二電阻（R2）的另一端與電壓檢測器（U1）的輸入端相連接，電壓檢測器（U1）的輸出端與過壓信號放大均衡電路的輸入端相連接。4.根據權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉彥紅，
申請(專利權)人：柯貝爾電能質量技術上海有限公司，
類型：新型
國別省市：上海,31