一种超级电容器组均压电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种均压电路，尤其是一种超级电容器组均压电路。
【背景技术】
[0002]超级电容器作为一种新型的储能元件，因其具有高功率密度、高充放电速度、长循环寿命、工作温度范围宽、无污染的优点，近年来超级电容在电动汽车和电力系统等场合得到了广泛应用。可是由于超级电容器单体电压低，实际应用时需要将多个超级电容器串联组合使用才能满足设备的要求，由于超级电容的参数的分散性，在充放电过程中导致电容器的工作电压不平衡，严重影响了串联电容器组的安全运行，为了使串联电容器组能安全运行，必须使用电压均衡电路消除电容器在充放电过程中电压不均的影响。
[0003]传统的均压电路采用多个独立的双向DC-DC变换器，需要庞大的电压检测电路和复杂的控制电路及反馈电路。例如采用Buck-Boost变换器和开关电容变换器，开关的数量随着串联电容器数量增加而增加，因而电路的复杂性增加，成本随之增加，导致可靠性降低。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、可靠性高的超级电容器组均压电路，该电路利用串联谐振逆变器电路和电压倍增器来转移超级电容中能量来实现超级电容组电压均衡。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种超级电容器组均压电路，其特征在于:它包括相连接的串联谐振逆变电路和电压倍增器；
[0007]所述串联谐振逆变电路由第一开关管、第二开关管、谐振电感、谐振电容和变压器组成；
[0008]所述电压倍增器由第一親合电容、第二親合电容、第三親合电容、第四親合电容和第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管以及第一超级电容、第二超级电容、第三超级电容、第四超级电容组成；
[0009]所述第一开关管的源极连接所述第二开关管的漏极并依次通过谐振电容和谐振电感连接所述变压器的a端、漏极连接所述第一二极管的负极；
[0010]所述第二开关管的源极连接所述变压器的b端和第八二极管的正极、源极还接地；
[0011]所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管依次串联；
[0012]所述第四超级电容连接在所述第一二极管的负极与第二二极管的正极之间，所述第三超级电容连接在所述第三二极管负极与第四二极管的正极之间，所述第二超级电容连接在所述第五二极管的负极和第六二极管的正极之间，所述第一超级电容连接在所述第七二极管的负极和第八二极管的正极之间；
[0013]所述变压器的c端连接在所述第四二极管的正极与第五二极管的负极之间并连接在所述第二超级电容与第三超级电容之间、d端通过第一耦合电容连接在所述第七二极管的正极和第八二极管的负极之间、d端还通过第二耦合电容连接在所述第五二极管的正极和第六二极管的负极之间、d端还通过第三耦合电容连接在所述第三二极管的正极和第四二极管的负极之间、d端还通过第四耦合电容连接在所述第一二极管的正极和第二二极管的负极之间。
[0014]由于采用了上述方案，本实用新型由相连接的串联谐振逆变电路和电压倍增器组成，串联谐振逆变电路由串联电容器组提供能量，然后将能量转移到电压倍增器中，电压倍增器将能量重新分配到各个超级电容中，在能量被重新分配到各个超级电容中时，单个超级电容的电压实现了均压。该电路与传统的均压电路相比，不需要庞大的电压检测电路和复杂的控制电路及反馈电路，使电路得到简化，降低了成本且可靠性高。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例的电路结构图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0017]如图1所示，本实施例的一种超级电容器组均压电路，它包括相连接的串联谐振逆变电路和电压倍增器。
[0018]串联谐振逆变电路由第一开关管S1、第二开关管S2、谐振电感Lr、谐振电容Cr和变压器U组成。
[0019]电压倍增器由第一耦合电容Cl、第二耦合电容C2、第三耦合电容C3、第四耦合电容C4和第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8以及第一超级电容SC1、第二超级电容SC2、第三超级电容SC3、第四超级电容SC4组成。
[0020]第一开关管SI的源极连接第二开关管S2的漏极并依次通过谐振电容Cr和谐振电感Lr连接变压器U的a端、漏极连接第一二极管Dl的负极。
[0021]第二开关管S2的源极连接变压器U的b端和第八二极管D8的正极、源极还接地。
[0022]第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8依次串联。
[0023]第四超级电容SC4连接在第一二极管Dl的负极与第二二极管D2的正极之间，第三超级电容SC3连接在第三二极管D3负极与第四二极管D4的正极之间，第二超级电容SC2连接在第五二极管D5的负极和第六二极管D6的正极之间，第一超级电容SCl连接在第七二极管D7的负极和第八二极管D8的正极之间。
[0024]变压器U的c端连接在第四二极管D4的正极与第五二极管D5的负极之间并连接在第二超级电容SC2与第三超级电容SC3之间、d端通过第一耦合电容Cl连接在第七二极管D7的正极和第八二极管D8的负极之间、d端还通过第二耦合电容C2连接在第五二极管D5的正极和第六二极管D6的负极之间、d端还通过第三耦合电容C3连接在第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极之间、d端还通过第四耦合电容C4连接在第一二极管Dl的正极和第二二极管D2的负极之间。
[0025]本实施例通过串联谐振逆变电路和电压倍增器来实现超级电容均压，利用串联谐振逆变电路在电压倍增器断续工作情况下能输出近似恒定的电流，超级电容器组中的电流不需要反馈回路就能得到限制。由于没有了电压检测电路和复杂的控制电路及反馈电路，因而使均压电路得到了简化，降低了成本其具有高的稳定性。另外，均压电路中的主要器件都实现了软开关，从而最大限度地减小了均压电路能量损耗。
[0026]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种超级电容器组均压电路，其特征在于:它包括相连接的串联谐振逆变电路和电压倍增器； 所述串联谐振逆变电路由第一开关管、第二开关管、谐振电感、谐振电容和变压器组成； 所述电压倍增器由第一耦合电容、第二耦合电容、第三耦合电容、第四耦合电容和第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管以及第一超级电容、第二超级电容、第三超级电容、第四超级电容组成； 所述第一开关管的源极连接所述第二开关管的漏极并依次通过谐振电容和谐振电感连接所述变压器的a端、漏极连接所述第一二极管的负极； 所述第二开关管的源极连接所述变压器的b端和第八二极管的正极、源极还接地； 所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管依次串联； 所述第四超级电容连接在所述第一二极管的负极与第二二极管的正极之间，所述第三超级电容连接在所述第三二极管负极与第四二极管的正极之间，所述第二超级电容连接在所述第五二极管的负极和第六二极管的正极之间，所述第一超级电容连接在所述第七二极管的负极和第八二极管的正极之间； 所述变压器的c端连接在所述第四二极管的正极与第五二极管的负极之间并连接在所述第二超级电容与第三超级电容之间、d端通过第一耦合电容连接在所述第七二极管的正极和第八二极管的负极之间、d端还通过第二耦合电容连接在所述第五二极管的正极和第六二极管的负极之间、d端还通过第三耦合电容连接在所述第三二极管的正极和第四二极管的负极之间、d端还通过第四耦合电容连接在所述第一二极管的正极和第二二极管的负极之间。
【专利摘要】本实用新型涉及一种均压电路，尤其是一种超级电容器组均压电路。它包括相连接的串联谐振逆变电路和电压倍增器；串联谐振逆变电路由第一开关管、第二开关管、谐振电感、谐振电容和变压器组成；电压倍增器由第一耦合电容、第二耦合电容、第三耦合电容、第四耦合电容和第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管以及第一超级电容、第二超级电容、第三超级电容、第四超级电容组成。本实用新型通过串联谐振逆变电路和电压倍增器来实现超级电容均压，该电路与传统的均压电路相比，不需要庞大的电压检测电路和复杂的控制电路及反馈电路，使电路得到简化，降低了成本且可靠性高。
【IPC分类】H02J7-00
【公开号】CN204538731
【申请号】CN201520114100
【发明人】赵晓玲
【申请人】山东明大电器有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年2月17日