一种超级电容均衡电路的制作方法

1.本实用新型涉及电学技术领域，更具体地，涉及一种超级电容均衡电路。


背景技术：

2.超级电容(supercapacitors)，又名电化学电容，双电层电容器、黄金电容、法拉电容，是通过极化电解质来储能的一种电化学元件。主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容作为电池的替代品用于需要很多快速充放电周期的应用之中，超级电容器通常应用于短期能量存储、再生制动、静止的随机存储器备份之中。
3.超级电容具有电容大、电压低的特点，但是在设计中，超级电容器的运行电压常常达到2.5
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2.7伏时，多数应用会使用一系列串联的装置来获得更高的电压，超级电容容易损坏，并且超级电容器一般都会产生漏电电流，为了防止这种失衡，需要对超级电容设计均衡(平衡)电路。在现有技术中，超级电容的均衡电路结构复杂，并且不能稳定的起到过压保护的稳压作用。
4.有鉴于此，本实用新型提供一种超级电容均衡电路，能够稳定精准的起到过压保护的稳压作用，并且电路结构简单，成本低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种超级电容均衡电路，能够稳定精准的起到过压保护的稳压作用，并且电路结构简单，成本低。
6.一种超级电容均衡电路，包括多个支路，各支路之间串联，所述支路包括：超级电容、续流电阻、可控精密稳压源和分压电阻，所述可控精密稳压源的负极与续流电阻的一端连接，续流电阻的另一端与超级电容的正极连接，续流电阻用于驱动可控精密稳压源，可控精密稳压源的正极与超级电容的负极连接，可控精密稳压源的参考端与并联的两个分压电阻连接，两个分压电阻的另一端分别与超级电容的正极、负极连接。
7.在一些实施方式中，所述超级电容均衡电路输出的电压为各支路输出的电压之和。
8.进一步的，每个支路输出的电压由可控精密稳压源的内部基准源和并联的两个分压电阻的阻值决定，内部基准源为固定值，调节两个分压电阻的阻值控制该支路输出的电压。
9.进一步的，每个支路输出的电压＝内部基准源*(1+与超级电容正极连接的分压电阻的阻值/与超级电容负极连接的分压电阻的阻值)。
10.在一些实施方式中，所述可控精密稳压源为tl431(1-output three term voltage reference)，tl431是一种并联稳压集成电路，当输入电压增大，输出电压增大导致了输出采样增大，这时内部电路通过调整使得流过自身的电流增大，这也就使得流过限
流电阻的电流增大，这样限流电阻的压降增大，而输出电压等于输入电压减限流电阻压降，输入电压增大与限流电阻压降增大使得输出电压减小，实现稳压。
11.进一步的，每个支路输出的电压u＝2.5v*(1+与超级电容正极连接的分压电阻的阻值/与超级电容负极连接的分压电阻的阻值)，2.5v为tl431的内部基准源。
12.在一些实施方式中，第一支路与第二支路串联，第二支路与第三支路串联，第n-1支路与第n支路串联。
13.进一步的，第一超级电容与第二超级电容串联，第二超级电容与第三超级电容串联，第n-1超级电容与第n超级电容串联。
14.进一步的，所述支路有2-12个。优选的，所述支路有2-6个。
附图说明
15.结合以下附图一起阅读时，将会更加充分地描述本技术内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本技术内容的若干实施方式，因此不应认为是对本技术内容范围的限定。通过采用附图，本技术内容将会得到更加明确和详细地说明。
16.图1为本技术实施例1的超级电容均衡电路的电路图。
17.图2为本技术实施例2的超级电容均衡电路的电路图。
具体实施方式
18.描述以下实施例以辅助对本技术的理解，实施例不是也不应当以任何方式解释为限制本技术的保护范围。
19.在以下描述中，本领域的技术人员将认识到，在本论述的全文中，组件可描述为单独的功能单元(可包括子单元)，但是本领域的技术人员将认识到，各种组件或其部分可划分成单独组件，或者可整合在一起(包括整合在单个的系统或组件内)。同时，组件或系统之间的连接并不旨在限于直接连接。相反，在这些组件之间的数据可由中间组件修改、重格式化、或以其它方式改变。另外，可使用另外或更少的连接。还应注意，术语“联接”、“连接”、或“输入”“固定”应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间媒介来进行的间接的连接或固定。
20.实施例1：
21.一种超级电容均衡电路，如图1所示，包括2个支路，各支路之间串联，所述支路包括：超级电容、续流电阻、可控精密稳压源和分压电阻，所述可控精密稳压源的负极与续流电阻的一端连接，续流电阻的另一端与超级电容的正极连接，续流电阻用于驱动可控精密稳压源，可控精密稳压源的正极与超级电容的负极连接，可控精密稳压源的参考端与并联的两个分压电阻连接，两个分压电阻的另一端分别与超级电容的正极、负极连接。
22.所述超级电容均衡电路输出的电压为各支路输出的电压之和。每个支路输出的电压由可控精密稳压源的内部基准源和并联的两个分压电阻的阻值决定，内部基准源为固定值，调节两个分压电阻的阻值控制该支路输出的电压。每个支路输出的电压＝内部基准源*(1+与超级电容正极连接的分压电阻的阻值/与超级电容负极连接的分压电阻的阻值)。所述可控精密稳压源为tl431(1-output three term voltage reference)，tl431是一种并联稳压集成电路，当输入电压增大，输出电压增大导致了输出采样增大，这时内部电路通过
调整使得流过自身的电流增大，这也就使得流过限流电阻的电流增大，这样限流电阻的压降增大，而输出电压等于输入电压减限流电阻压降，输入电压增大与限流电阻压降增大使得输出电压减小，实现稳压。每个支路输出的电压u＝2.5v*(1+与超级电容正极连接的分压电阻的阻值/与超级电容负极连接的分压电阻的阻值)，2.5v为tl431的内部基准源。
23.第一超级电容bc1与第二超级电容bc2串联，第一可控精密稳压源tl1的负极与第一续流电阻r1的一端连接，第一续流电阻r1的另一端与第一超级电容bc1的正极连接，第一续流电阻r1用于续流和驱动第一可控精密稳压源tl1，第一可控精密稳压源tl1的正极与第一超级电容bc1的负极连接，第一可控精密稳压源tl1的参考端与并联的第一分压电阻br1和第二分压电阻br2连接，第一分压电阻br1的另一端与第一超级电容bc1的正极连接，第二分压电阻br2的另一端与第一超级电容bc1的负极连接；第二可控精密稳压源tl2的负极与第二续流电阻r2的一端连接，第二续流电阻r2的另一端与第二超级电容bc2的正极连接，第二续流电阻r2用于续流和驱动第二可控精密稳压源tl2，第二可控精密稳压源tl2的正极与第二超级电容bc2的负极连接，第二可控精密稳压源tl2的参考端与并联的第三分压电阻br3和第四分压电阻br4连接，第三分压电阻br3的另一端与第二超级电容bc2的正极连接，第四分压电阻br4的另一端与第二超级电容bc2的负极连接。
24.实施例2：
25.一种超级电容均衡电路，如图2所示，包括4个支路，各支路之间串联，所述支路包括：超级电容、续流电阻、可控精密稳压源和分压电阻，所述可控精密稳压源的负极与续流电阻的一端连接，续流电阻的另一端与超级电容的正极连接，续流电阻用于驱动可控精密稳压源，可控精密稳压源的正极与超级电容的负极连接，可控精密稳压源的参考端与并联的两个分压电阻连接，两个分压电阻的另一端分别与超级电容的正极、负极连接。
26.所述超级电容均衡电路输出的电压为各支路输出的电压之和。每个支路输出的电压由可控精密稳压源的内部基准源和并联的两个分压电阻的阻值决定，内部基准源为固定值，调节两个分压电阻的阻值控制该支路输出的电压。每个支路输出的电压＝内部基准源*(1+与超级电容正极连接的分压电阻的阻值/与超级电容负极连接的分压电阻的阻值)。所述可控精密稳压源为tl431(1-output three term voltage reference)，tl431是一种并联稳压集成电路，当输入电压增大，输出电压增大导致了输出采样增大，这时内部电路通过调整使得流过自身的电流增大，这也就使得流过限流电阻的电流增大，这样限流电阻的压降增大，而输出电压等于输入电压减限流电阻压降，输入电压增大与限流电阻压降增大使得输出电压减小，实现稳压。每个支路输出的电压u＝2.5v*(1+与超级电容正极连接的分压电阻的阻值/与超级电容负极连接的分压电阻的阻值)，2.5v为tl431的内部基准源。
27.第一超级电容bc1与第二超级电容bc2串联，第二超级电容bc2与第三超级电容bc3串联，第三超级电容bc3与第四超级电容bc4串联。第一可控精密稳压源tl1的负极与第一续流电阻r1的一端连接，第一续流电阻r1的另一端与第一超级电容bc1的正极连接，第一续流电阻r1用于续流和驱动第一可控精密稳压源tl1，第一可控精密稳压源tl1的正极与第一超级电容bc1的负极连接，第一可控精密稳压源tl1的参考端与并联的第一分压电阻br1和第二分压电阻br2连接，第一分压电阻br1的另一端与第一超级电容bc1的正极连接，第二分压电阻br2的另一端与第一超级电容bc1的负极连接。第二可控精密稳压源tl2的负极与第二续流电阻r2的一端连接，第二续流电阻r2的另一端与第二超级电容bc2的正极连接，第二续
流电阻r2用于续流和驱动第二可控精密稳压源tl2，第二可控精密稳压源tl2的正极与第二超级电容bc2的负极连接，第二可控精密稳压源tl2的参考端与并联的第三分压电阻br3和第四分压电阻br4连接，第三分压电阻br3的另一端与第二超级电容bc2的正极连接，第四分压电阻br4的另一端与第二超级电容bc2的负极连接。第三可控精密稳压源tl3的负极与第三续流电阻r3的一端连接，第三续流电阻r3的另一端与第三超级电容bc3的正极连接，第三续流电阻r3用于续流和驱动第三可控精密稳压源tl3，第三可控精密稳压源tl3的正极与第三超级电容bc3的负极连接，第三可控精密稳压源tl3的参考端与并联的第五分压电阻br5和第六分压电阻br6连接，第五分压电阻br5的另一端与第三超级电容bc3的正极连接，第六分压电阻br6的另一端与第三超级电容bc3的负极连接。第四可控精密稳压源tl4的负极与第四续流电阻r4的一端连接，第四续流电阻r4的另一端与第四超级电容bc4的正极连接，第四续流电阻r4用于续流和驱动第四可控精密稳压源tl4，第四可控精密稳压源tl4的正极与第四超级电容bc4的负极连接，第四可控精密稳压源tl4的参考端与并联的第七分压电阻br7和第八分压电阻br8连接，第七分压电阻br7的另一端与第四超级电容bc4的正极连接，第八分压电阻br8的另一端与第四超级电容bc4的负极连接。
28.尽管本技术已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。本技术公开的多个方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制本技术，本技术的实际保护范围以权利要求为准。