储能电路的制作方法

1.本实用新型涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能电路。


背景技术：

2.超级电容器是介于传统电容和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性,同时又具有电池的储能特性。由于单个超级电容器的额定工作电压很低，为了使它在储能领域有更广泛的应用，典型的做法就是将多个超级电容器串联成组，从而获得更大的工作电压。但是每个超级电容器之间特性参数存在分散性，超级电容器组在正常充放电或者待机状态下，单体之间的电压会出现不均衡，充电电压过高会造成超级电容器的永久损坏，进而造成整个储能系统的失效。
3.为了均衡超级电容器串联模组内各单体的电压，从而减少单体过充和过放的概率，提出了一种方案：每个超级电容器两端并联电阻和稳压管，以便均衡电压。
4.在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：稳压管是利用pn结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的，同一型号的稳压管的稳压值都不完全一致，所以现有技术不能很好的起到保护超级电容器的作用。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型提供一种储能电路，能够对每个超级电容器起到有效地保护作用。
6.本实用新型提供一种储能电路，包括：
7.串联连接的多个超级电容器；
8.多个均压电路，每个所述均压电路与一个所述超级电容器对应并联连接；以及，多个电容保护电路，每个所述电容保护电路与一个所述超级电容器对应并联连接，所述电容保护电路被配置为当检测到并联连接的所述超级电容器的电压超过保护阈值时，对所述超级电容器进行放电。
9.可选地，所述电容保护电路包括：
10.电压检测单元，所述电压检测单元的第一输入端和第二输入端分别与所述超级电容器的正极和负极对应连接，用于检测所述超级电容器的电压；
11.电容放电单元，所述电容放电单元的第一输入端和第二输入端分别与所述超级电容器的正极和负极对应连接，所述电容放电单元的第三输入端与所述电压检测单元的输出端连接，用于当所述电压检测单元检测到所述超级电容器的电压超过保护阈值时，形成所述超级电容器的放电通路。
12.可选地，所述电压检测单元包括：
13.串联连接于超级电容器正极和负极之间的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻一端连接于超级电容器正极，所述第二电阻一端连接于超级电容器负极；
14.三端可调稳压器，所述三端可调稳压器的参考极连接于所述第一电阻和所述第二
电阻的公共端，所述三端可调稳压器的阳极连接于超级电容器负极；
15.第三电阻，所述第三电阻的一端连接于超级电容器正极，另一端连接于所述三端可调稳压器的阴极。
16.可选地，所述电压检测单元包括：
17.第一电容，与所述第二电阻并联连接。
18.可选地，所述三端可调稳压器为tl431。
19.可选地，所述电容放电单元包括：
20.第四电阻，所述第四电阻的一端连接于所述三端可调稳压器的阴极；
21.pnp三极管，所述pnp三极管的基极连接于所述第四电阻的另一端，所述pnp三极管的发射极连接于超级电容器正极；
22.串联连接的第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端连接于所述pnp三极管的集电极，所述第六电阻的一端连接于超级电容器负极；
23.nmos晶体管，所述nmos晶体管的栅极连接于所述第五电阻和所述第六电阻的公共端，所述nmos晶体管的源极连接于超级电容器负极；
24.第七电阻，所述第七电阻的一端连接于超级电容器正极，另一端连接于所述nmos晶体管的漏极。
25.可选地，所述均压电路包括一个或多个电阻。
26.本实用新型提供的储能电路，每个超级电容器两端并联有电容保护电路，主动检测电容电压，提供电容放电回路，保护超级电容器，提高整个超级电容器串联模组的可靠性和使用效率。
附图说明
27.图1为本实用新型一实施例的储能电路的结构框图；
28.图2为本实用新型一实施例的储能电路的结构框图；
29.图3为一个超级电容器并联的均压电路和电容保护电路的具体电路结构示意图。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.本实用新型一实施例提供一种储能电路，如图1所示，该储能电路包括：n个串联连接的超级电容器，依次记为c1，c2，
……
c
n
，串联的超级电容器的输入端和输出端之间连接充电电路，每个超级电容器分别并联连接一个均压电路101和电容保护电路102，均压电路101被配置为保证各超级电容器的电压保持均衡，电容保护电路102被配置为当检测到并联连接的超级电容器的电压超过保护阈值时，对超级电容器进行放电，从而降低超级电容器的
电压，保护超级电容器。
33.进一步地，如图2所示，电容保护电路102可以包括：电压检测单元1021和电容放电单元1022，其中电压检测单元的第一输入端和第二输入端分别与超级电容器的正极和负极对应连接，用于检测超级电容器的电压；电容放电单元1022的第一输入端和第二输入端分别与超级电容器的正极和负极对应连接，电容放电单元1022的第三输入端与电压检测单元1021的输出端连接，用于当电压检测单元1021检测到超级电容器的电压超过保护阈值时，形成超级电容器的放电通路。当单个超级电容器的电压超过设置的电压保护值时，电压检测单元发出过压信号给电容放电单元，电容放电单元工作，拉低这个超级电容器上的电压，起到保护超级电容器的作用。
34.具体地，作为一种实施方式，图3示出了某一个超级电容器并联的均压电路1021和电容保护电路1022的具体电路结构。如图3所示，均压电路101可以使用一个电阻实现，当然也可以是多个电阻串联实现，用来均衡每个超级电容器上的充电电压。电压检测单元1021包括：电阻r2、电阻r7、电阻r3和三端可调稳压器q2，r2和r7串联连接于超级电容器正极和负极之间，r2一端连接于超级电容器正极，r7一端连接于超级电容器负极；q2的参考极连接于r2和r7的公共端，q2的阳极连接于超级电容器负极；r3的一端连接于超级电容器正极，另一端连接于q2的阴极。另外，r7的两端可以并联电容c1，起到稳压的作用。在实际应用时，三端可调稳压器q2可以采用型号tl431的器件。
35.进一步地，电容放电单元1022包括电阻r5、pnp三极管q1、串联连接的电阻r6和r8、nmos晶体管q3以及电阻r4，其中，r5的一端连接于q2的阴极，r5的另一端连接于q1的基极，q1的发射极连接于超级电容器正极，q1的集电极连接于r6的一端，r6和r8串联后，r8的另一端连接于超级电容器负极，q3的栅极连接于r6和r8的公共端，q3的源极连接于超级电容器负极，q3的漏极连接于r4一端，r4另一端连接于超级电容器正极。
36.应用上述电路结构，r2，r7可以设置单颗超级电容器的保护电压阈值，例如设置为2.5v，当r2和r7的分压大于2.5v时，q2的阳极和阴极之间导通，拉低q1基极电压，此时q1导通，则q3的栅极被拉高，q3导通，此时通过r4放电直到超级电容器的电压低于了设置的保护电压。当超级电容器的电压低于设置的保护电压，则电容放电单元不工作。
37.本实用新型实施例提供的储能电路，每个超级电容器两端并联有电容保护电路，主动检测电容电压，提供电容放电回路，保护超级电容器，提高整个超级电容器串联模组的可靠性和使用效率。
38.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。