一种高压超级电容模组实用保护电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种高压超级电容模组实用保护电路，包括单体检测电路、报警信号发生电路和报警信号输出电路，若干所述单体检测电路与报警信号发生电路连接，所述报警信号发生电路通过光耦与报警信号输出电路连接，所述报警信号发生电路从超级电容模组取电，所述单体检测电路用于检测高压超级电容模组中的超级电容器单体。本实用新型专利技术引入超级电容器组合保护方式，消除单一保护方式失效造成模组安全隐患；具有高低压隔离设计，可消除非隔离设计在高压模组应用中信号不稳定问题。在高压模组应用中信号不稳定问题。在高压模组应用中信号不稳定问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高压超级电容模组实用保护电路


[0001]本技术属于保护电路领域，特别涉及一种高压超级电容模组实用保护电路。

技术介绍

[0002]超级电容器是一种新型储能装置，它具有循环寿命长、功率密度高、免维护、快充快放、温度特性强等特点，在许多对功率密度要求高的场合应用十分广泛。实际应用中，由于单个超级电容器的额定电压大多数为2.7V或3.0V，因此需要将多个超级电容器通过串联、并联或者串并联组合的方式组成超级电容模组，以满足高电压、大电流等客户需求。
[0003]现有超级电容保护电路系统中，主要涉及单体的均衡和保护，对整体模组的保护和报警较少。如专利号201621266344.8公布的保护电路仅适用于超级电容器单体；虽然专利号201410778405.8公布的保护电路提及到超级电容模组的检测和保护，但其检测和保护机理完全依赖于TL431芯片，一旦该芯片或电路中某一器件失效，超级电容器及整个模组的保护、报警功能将完全失效。同时由于TL431芯片的耐压能力，该专利申请号公布的“单体电容过压保护电路”在高压模组中将无法有效工作，且其公布的“检测电路”输出方式单一、没有采取任何隔离措施，在高压模组中同样存在电路易受干扰、测量不准确等问题。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种高压超级电容模组实用保护电路，引入超级电容器组合保护方式，消除单一保护方式失效造成模组安全隐患；具有高低压隔离设计，可消除非隔离设计在高压模组应用中信号不稳定问题。
[0005]本技术采用的技术方案是：一种高压超级电容模组实用保护电路，包括单体检测电路、报警信号发生电路和报警信号输出电路，若干所述单体检测电路与报警信号发生电路连接，所述报警信号发生电路与报警信号输出电路通过光耦隔离，所述报警信号发生电路从超级电容模组取电，所述单体检测电路用于检测高压超级电容模组中的超级电容器。
[0006]进一步的，所述单体检测电路包括依次连接的被动均衡电路、主动均衡电路和检测信号发生电路，所述被动均衡电路与超级电容器单体连接，所述检测信号发生电路与报警信号发生电路连接。
[0007]进一步的，单体检测电路的电路结构为：接头C+连接超级电容器正极，并接电阻R5一端、电阻R1一端、电阻R2一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极，接头C
‑
连接超级电容器负极，并接电阻R5另一端、电阻R9一端、电压采集芯片U1的正极端、电阻R7一端、电阻R8一端，电阻R9另一端接电阻R1另一端、电容C1一端、芯片U1的电压采集端，芯片U1的负极端接电容C1另一端、电阻R2另一端、电阻R3一端、电阻R4一端，电阻R3另一端接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接电阻R7另一端、电阻R8另一端，电阻R4另一端接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接电阻R6一端，电阻R6另一端输出检测信号。
[0008]进一步的，报警信号发生电路的电路结构为：接头M+接超级电容模组正极，接头M+接电阻R10一端，电阻R10另一端接电阻R12一端，接头M
‑
接超级电容模组负极，接头M
‑
接电阻R13一端、电容C2一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接电阻R13另一端、电容C2另一端和单体检测电路，三极管Q3的集电极和电阻R12另一端分别接光耦U2的两个输入端。
[0009]进一步的，报警信号输出电路的电路结构为：电阻R11一端和地分别接光耦U2的两个输出端，电阻R11另一端接二极管D2的正极、继电器K1的负极，二极管D2的负极、继电器K1的正极接VCC。
[0010]与现有技术相比，本技术所具有的有益效果是：本技术消除单一保护方式失效造成模组安全隐患；本技术有高低压隔离设计，可消除非隔离设计在高压模组应用中信号不稳定问题。同时，本技术也解决了输出信号方式过于单一的问题。本技术电路保护功能丰富、电路结构简单、报警实时性强、信号输出方式丰富、通用性强、故障定位精准，提高了超级电容模组的稳定性和可靠性，延长了超级电容模组的使用寿命。
附图说明
[0011]图1为本技术实施例的报警信号发生电路和报警信号输出电路的电路图；
[0012]图2为本技术实施例的单体检测电路的电路图。
[0013]图中1
‑
被动均衡电路，2
‑
主动均衡电路，3
‑
检测信号发生电路，4
‑
报警信号发生电路，5
‑
报警信号输出电路。
具体实施方式
[0014]为使本领域技术人员更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作详细说明。
[0015]本技术的实施例提供了一种高压超级电容模组实用保护电路，如图1
‑
2所示，其包括单体检测电路、报警信号发生电路4和报警信号输出电路5，若干所述单体检测电路与报警信号发生电路4连接，所述报警信号发生电路4通过光耦与报警信号输出电路5连接，所述报警信号发生电路4从超级电容模组取电，所述单体检测电路用于检测高压超级电容模组中的超级电容器单体。
[0016]所述单体检测电路包括依次连接的被动均衡电路1、主动均衡电路2和检测信号发生电路3，所述被动均衡电路1与超级电容器单体连接，所述检测信号发生电路3与报警信号发生电路4连接。单体检测电路的电路结构为：接头C+连接超级电容器正极，并接电阻R5一端、电阻R1一端、电阻R2一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极，接头C
‑
连接超级电容器负极，并接电阻R5另一端、电阻R9一端、电压采集芯片U1的正极端、电阻R7一端、电阻R8一端，电阻R9另一端接电阻R1另一端、电容C1一端、芯片U1的电压采集端，芯片U1的负极端接电容C1另一端、电阻R2另一端、电阻R3一端、电阻R4一端，电阻R3另一端接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接电阻R7另一端、电阻R8另一端，电阻R4另一端接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接电阻R6一端，电阻R6另一端输出检测信号。
[0017]超级电容器与电阻R5构成被动均衡电路1，对超级电容器起到被动保护作用；电阻R1、电阻R9、电阻R2和芯片U1组成超级电容器电压监测电路；三极管Q1、电阻R3、电阻R7和电
阻R8组成泄流电路，并与超级电容器电压监测电路组成主动均衡电路2；主动均衡电路2与被动均衡电路1共同保护超级电容器；三极管Q2、电阻R4、二极管D1和电阻R6构成检测信号发生电路3；二极管D1的正向导通特性实现前后级电路间的隔离。
[0018]报警信号发生电路4的电路结构为：接头M+接超级电容模组正极，接头M+接电阻R10一端，电阻R10另一端接电阻R12一端，接头M
‑
接超级电容模组负极，接头M
‑
接电阻R13一端、电容C2一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压超级电容模组实用保护电路，其特征在于：包括单体检测电路、报警信号发生电路和报警信号输出电路，若干所述单体检测电路与报警信号发生电路连接，所述报警信号发生电路与报警信号输出电路通过光耦隔离，所述报警信号发生电路从超级电容模组取电，所述单体检测电路用于检测高压超级电容模组中的超级电容器。2.如权利要求1所述的高压超级电容模组实用保护电路，其特征在于：所述单体检测电路包括依次连接的被动均衡电路、主动均衡电路和检测信号发生电路，所述被动均衡电路与超级电容器连接，所述检测信号发生电路与报警信号发生电路连接。3.如权利要求1所述的高压超级电容模组实用保护电路，其特征在于：所述单体检测电路的电路结构为：接头C+连接超级电容器正极，并接电阻R5一端、电阻R1一端、电阻R2一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极，接头C
‑
连接超级电容器负极，并接电阻R5另一端、电阻R9一端、电压采集芯片U1的正极端、电阻R7一端、电阻R8一端，电阻R9另一端接电阻R1另一端、电容C1一端、芯片U1的电压采集端，芯片U1的负极端接电容C1另一端、电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚宏伟，张新强，马学伟，
申请(专利权)人：力容新能源技术天津有限公司，
类型：新型
国别省市：