专利名称：一种超级电容储能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种新型储能装置。
背景技术：
目前，超级电容作为ー种新兴电カ储能装置，具有超级储电能力，同时还具有循环寿命长，功率密度大，充放电速度快，高温性能好，容量配置灵活，环境友好和免维护等优点，具有广阔的发展前景。现有的储能装置的充电电源电压一般比储能装置的额定电压高，即由高压充低压模式。如有ー种可代替12V蓄电池的超级电容储能模块的设计，该模块采用8个2400F/2. 7V的超级电容，每4个超级电容单体串联，两组并联的方式构成，其额定电 压为10. 8V。充电时该设计由市电220V降压到10. 8V后再给该模块充电。大多储能装置额定电压都低于市电220V，故常用高压充低压模式。但某些大功率、高电压的储能装置其额定电压一般要高于市电220V，此时就不适于用高压充低压模式来充电了。
发明内容为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种超级电容储能装置，可实现充电电源电压比储能装置额定电压低，即由低压充到高压的模式，可从市电220V给该储能装置充电到额定电压3000V，放电时以恒压12V输出。该装置可作为已经广泛应用的12V蓄电池的替代电源，该装置接ー个220的逆变器还可以作为标准市电使用。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是包括充电电源、充电电路模块、储能装置和放电电路模块，充电电源为市电220V，充电电路模块实现从220V到3000V的恒压充电。储能装置由5个600V/4700uF的超级电容模块串联构成。放电电路模块由DC/AC变换降压电路、PMW降压电路和DC/DC恒压输出电路组成。充电电路模块输出端正负极分别接储能装置的正负极；DC/AC变换降压电路输入端接储能装置的正极，储能装置负极接地，DC/AC变换降压电路可实现直流变交流，并且降压10倍；PMW降压电路输入正负极接DC/AC变换降压电路输出端的正负极，PMW降压电路使电压再降11倍，这时电路输出的电压就低于28V,并且输出的是直流；DC/DC恒压输出电路输入端接PMW降压电路输出端的正极，接地端接PMW降压电路输出端负极，DC/DC恒压输出电路可将I. 8到28V的输入电压以12V恒压输出。本实用新型的有益效果是本实用新型可以实现从低压到高压的充电方式，可以以市电220V给额定电压为3000V的储能装置进行充电，再以恒压12V放电。
以下结合附图和实施例对本实用新型进ー步说明。
图I是本实用新型的电路原理图。图2是交流220V到3000V充电电路图。图3是DC/AC变换降压电路图。[0010]图4是PMW降压电路图。图5是DC/DC恒压输出电路。图中，R3-R22为电阻(其中R4为可变电阻)，C5-C23为电容，L1-L3为电感，D1-D9为ニ极管，DlO为稳压ニ极管，VT3-VT6为三极管，T2-T3为变压器，Q1-Q3为场效应管；1为FAN7554芯片，2为震荡组件ND-50B，3为驱动，4为与非门，5为-触发器，6为与门，7为震荡电路，8为异或门，9，10，12为放大器，11为加法器，13为与门，14为MAX669芯片。
具体实施方式
装置实施例在图I中，检测电压装置解在输入电源两端，检测电压如果是交流220V则直接解 到充电电路，如果是直流12V则接入直流12V转交流220V电路再接入充电电路。充电电路两端接超级电容储能装置给其充电。放电时，超级电容储能装置两端接直流转交流降压电路，直流转交流降压电路接PMW降压电路，PMW降压电路接DC-DC恒压12V输出电路。在图2中，四个ニ极管01、02、03、04，两个01、03，D2、D4串联ー组，两组并联；交流220V电源一端接Dl负极，另一端接D2负极。D3、D4负极端入地，Dl、D2正极端接电阻Rl后经滤波电容Cl入地，由电阻Rl流出信号接入变压器初级线圈Tl的3端，同时经C2、R3震荡电路经ニ极管D5后接入变压器Tl的4端。FAN7554芯片I脚经R4、C3震荡电路入地，2脚经电容C4入地3脚经电容C8入地，4脚经电容C5入地，5脚接地，6脚经电阻R5和ニ极管D7并联后接入场效应管Ql的栅极，场效应管Ql的漏极接变压器初级线圈4端、源极经电阻R7和电阻R6与电容C8的串联并联后入地。7脚经电容C6入地，同时经电阻R2接入变压器初级线圈Tl的3端；还经ニ极管D6和电阻R8串联后接入变压器初级线圈Tl的6端，5端接地。8脚经电阻R9和电容C5串联后入地。经变压器升压后输出经ニ极管D7、D8和滤波电容C9、ClO组成的滤波整流电路得到超级电容储能装置的充电电压Uin。在图3中，ND-50B的1、2脚接变压器T3的一部初级线圈，为交流反馈输入端。3，4脚分别经R12，R13入地，同时3脚接三极管VT4的基板，4脚接VT3基板，VT3射极接VT4集电极，VT3集电极接VT5基极同时经电阻R14接VT5集电极后接到变压器T3初级线圈；VT4射极接VT6基极同时经电阻R15接VT6射极后接变压器T3初级线圈的另一端，以便轮流输出50HZ被调制的矩形波，驱动大功率三极管。5脚接地，6脚接电源。初级线圈两端接大功率三极管的集电极。次级降压后得到输出交流220V。在图4中，输入电压Ud正极接场效应管Q2的漏极，场效应管VT源极经整流ニ极管D9入地，再接ー个L1、C14滤波电路后再接入ー个较小值的L2，C15滤波电路滤除高频杂波，再接负载R16后输出％。经过滤波后的电感电流信号经过放大器10得到Ua信号。输出电压放大K倍后接一个电阻R18后接入放大器12负极，正极接參考信号Uref，反馈电阻接R17，放大器12输出得到电压误差信号Ue。Ua信号和信号Ue相加的到总和信号Uz与震荡电路产生的三角锯齿波比较，得到PMW控制脉冲宽度。PMW控制脉冲宽度信号接到触发器5R端，同时接异或门8再接入与门6，接震荡电路产生的信号接入与门6另一端。与门输出接入触发器5的S端。触发器5的输出和震荡电路信号经过与非门4接入驱动3，在接入场效应管Q2的栅极。在图5中，图5的输出信号Utl接一个电容C16入地，再接电感L3后接入场效应管Q3的漏极，同时经过一个稳压ニ极管D10，再经三个电容C21，C22, C23并联入地。MAX669芯片1，4，9脚分别经电容C17，C19，C18入地；2脚经电阻R22入地；3脚，7脚接地；5脚经R21, C20组成的震荡电路入地，同时经电阻R19接入经C22滤波后的输出电路；6脚经电阻R20入地；8脚接场效应管Ql的栅极，Ql的源极经电阻R2入 地。
权利要求1.一种超级电容储能装置，包括充电电源、充电电路模块、储能装置和放电电路模块，其特征在于充电电源为市电220V，充电电路模块实现从220V到3000V的恒压充电，储能装置由5个600V/4700uF的超级电容模块串联构成，放电电路模块由DC/AC变换降压电路、PMW降压电路和DC/DC恒压输出电路组成，充电电路模块输出端正负极分别接储能装置的正负极，DC/AC变换降压电路输入端接储能装置的正极，储能装置负极接地，PMW降压电路输入正负极接DC/AC变换降压电路输出端的正负极，DC/DC恒压输出电路输入端接PMW降压电路输出端的正极，接地端接PMW降压电路输出端负极。
专利摘要本实用新型公开了一种超级电容储能装置，包括充电电源、充电电路模块、储能装置和放电电路模块，充电电源为市电220V，充电电路模块实现从220V到3000V的恒压充电，储能装置由5个600V/4700uF的超级电容模块串联构成，放电电路模块由DC/AC变换降压电路、PMW降压电路和DC/DC恒压输出电路组成。本实用新型可以实现从低压到高压的充电方式，可以以市电220V给额定电压为3000V的储能装置进行充电，再以恒压12V放电。
文档编号H02J7/00GK202405881SQ20112038966
公开日2012年8月29日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者张晓亮, 徐冠青, 林日明, 赵平 申请人:西北工业大学