一种超级电容保护电路制造技术

本实用新型专利技术涉及超级电容保护电路，包括比较运算电路Ｕ１、基准电压电路Ｕ２、振荡电路Ｕ３、开关管Ｑ１、电感器Ｌ３和二极管Ｄ１；超级电容的负极连接比较运算电路Ｕ１的输入端，基准电压电路Ｕ２的输出端连接Ｕ１的输入端；Ｕ１的输出端连接Ｕ３，Ｕ３连接开关管Ｑ１的控制脚，其第三脚连接负公共线，Ｑ１的第二脚连接电感器Ｌ３的一端及二极管Ｄ１，Ｌ３的另一端连接被保护超级电容的正极。本实用新型专利技术在超级电容组充电过程中，可自动监测和保护超级电容，当有超出设定的保护电压时，电路自动将超出的电压转移到上一级超级电容，依此类推直到第Ｎ个超级电容。本实用新型专利技术结构简单、工作可靠、能有效保护超级电容组，延长其使用寿命。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电容保护装置或电容保护电路，尤其是一种用于充放电时给超级 电容器提供保护的超级电容保护电路。
技术介绍
超级电容器的额定电压很低，一般不到3V，在应用中需要大量串联连接。由于应用 中常需要大电流充、放电，因此串联中的各个单体电容器上电压是否一致是至关重要的。影 响超级电容器电压是否均分的主要参数有电容量、ESR、漏电流等，尽管超级电容器在应用 初期这些参数对超级电容器的电压均分的影响比较小，但是在超级电容器应用的中后期， 随着这些参数的离散性变大，对超级电容器电压均分的影响越来越大，最终导致超级电容 器寿命急剧缩短。如果不采取必要的均压措施，会引起各个单体电容器上电压较大，因此， 采取更多的串联数来解决问题是不可取的。图3是传统的超级电容保护电路，从图中可以看到传统电路的特点当电压低于 转折电压时，电路处于“阻断”状态，仅有很小的漏电流；而电压达到并超过转折电压后，流 过电路的电流将随电压的增加而急剧增加，呈现稳压二极管特性，以达到分流充电电流或 泄放过充的电荷，最终超级电容器的电压被限制在转折电压以下。这种电路的优点是电路工作原理简单，工作可靠，参数一致性好，一般的最大工作 电流在IA以下。这种特性也带来了应用的问题，也就是充电过程中超级电容器组中的某些 超级电容器单体会出现比较严重的过电压。
技术实现思路
针对以上现有超级电容保护电路的不足，本技术的目的是提供一种结构简 单、工作可靠、一致性好的超级电容保护电路。本技术的目的是通过采用以下技术方案来实现的超级电容保护电路，包括超级电容和与其连接的保护电路，所述保护电路包括比 较运算电路Ul、基准电压电路U2、振荡电路U3、开关管Ql、电感器L3和二极管Dl ；所述超级电容的负极连接比较运算电路Ul的同相或反相输入端，基准电压电路 U2的输出端连接比较运算电路Ul的反相或同相输入端；所述比较运算电路Ul的正输入端连接直流电源的正公共线VCC，比较运算电路Ul 的负输入端连接直流电源的负公共线GND ；所述基准电压电路U2的正输入端连接直流电源的正公共线VCC，基准电压电路U2 的负输入端连接直流电源的负公共线GND ；所述比较运算电路Ul的输出端连接振荡电路U3，振荡电路U3的振荡脉冲输出端 连接开关管Ql的控制脚；开关管Ql的第三脚连接负公共线GND，开关管Ql的第二脚连接电 感器L3的一端及二极管Dl的负极，所述电感器L3的另一端连接被保护超级电容的正极。作为本技术的优选技术方案，所述保护电路还包括电压限幅元件，电压限幅3元件连接在所述超级电容的两端。作为本技术的优选技术方案，所述超级电容及其保护电路设有两个以上，两 个以上超级电容及其保护电路相互串联连接构成超级电容组。本技术的有益效果是相对于现有技术，本技术在超级电容或超级电容 组大电流快速充放电过程中，能够有效均衡充放电的电流和电压。当给串联的超级电容组 充电过程中，保护电路模块可以自动监测和保护超级电容个体，当有超出设定的保护电压 时，模块的电路自动将超出的电压转移到上一级的超级电容中，依此类推直到第N个超级 电容。本技术结构简单、工作可靠、一致性好，能够有效保护超级电容或超级电容组，延 长其使用寿命。附图说明图1是本技术的电路原理图；图2是本技术超级电容器组的应用示意图；图3是传统的超级电容保护电路的原理示意图。具体实施方式以下结合附图与具体实施例对本技术作进一步说明如图1所示，超级电容保护电路，包括超级电容和与其连接的保护电路，所述保护 电路包括比较运算电路Ul、基准电压电路U2、振荡电路U3、开关管Ql、电感器L3和二极管 Dl ；所述超级电容的负极连接比较运算电路Ul的同相或反相输入端，基准电压电路U2的输 出端连接比较运算电路Ul的反相或同相输入端；所述比较运算电路Ul的正输入端连接直 流电源的正公共线VCC，比较运算电路Ul的负输入端连接直流电源的负公共线GND ；所述基 准电压电路U2的正输入端连接直流电源的正公共线VCC，基准电压电路U2的负输入端连接 直流电源的负公共线GND ；所述比较运算电路Ul的输出端连接振荡电路U3，振荡电路U3的 振荡脉冲输出端连接开关管Ql的控制脚；开关管Ql的第三脚连接负公共线GND，开关管Ql 的第二脚连接电感器L3的一端及二极管Dl的负极，所述电感器L3的另一端连接被保护超 级电容的正极。本实施例中，所述保护电路还包括电阻等电压限幅元件，电压限幅元件连接在超 级电容的两端。本实施例超级电容保护模块可以用于保护单体超级电容，也适用于两个以 上超级电容组成的超级电容组。如图2所示，两个以上超级电容及其保护电路相互串联连接构成超级电容组。当 给串联的超级电容组充电过程中，保护电路模块可以自动监测和保护超级电容单体，当有 超出设定的保护电压时，模块的电路自动将超出的电压转移到上一级的超级电容中，依此 类推直到第N个超级电容。权利要求一种超级电容保护电路，包括超级电容和与其连接的保护电路，其特征是所述保护电路包括比较运算电路(U1)、基准电压电路(U2)、振荡电路(U3)、开关管(Q1)、电感器(L3)和二极管(D1)；所述超级电容的负极连接比较运算电路(U1)的同相或反相输入端，基准电压电路(U2)的输出端连接比较运算电路(U1)的反相或同相输入端；所述比较运算电路(U1)的正(+)输入端连接直流电源的正公共线(VCC)，比较运算电路(U1)的负( )输入端连接直流电源的负公共线(GND)；所述基准电压电路(U2)的正(+)输入端连接直流电源的正公共线(VCC)，基准电压电路(U2)的负( )输入端连接直流电源的负公共线(GND)；所述比较运算电路(U1)的输出端连接振荡电路(U3)，振荡电路(U3)的振荡脉冲输出端连接开关管(Q1)的控制脚；开关管(Q1)的第三脚连接负公共线(GND)，开关管(Q1)的第二脚连接电感器(L3)的一端及二极管(D1)的负极，所述电感器(L3)的另一端连接被保护超级电容的正极。2.根据权利要求1所述的超级电容保护电路，其特征是所述保护电路还包括电压限 幅元件，电压限幅元件连接在所述超级电容的两端。3.根据权利要求1或2所述的超级电容保护电路，其特征是所述超级电容及其保护 电路设有两个以上，两个以上超级电容及其保护电路相互串联连接构成超级电容组。专利摘要本技术涉及超级电容保护电路，包括比较运算电路U1、基准电压电路U2、振荡电路U3、开关管Q1、电感器L3和二极管D1；超级电容的负极连接比较运算电路U1的输入端，基准电压电路U2的输出端连接U1的输入端；U1的输出端连接U3，U3连接开关管Q1的控制脚，其第三脚连接负公共线，Q1的第二脚连接电感器L3的一端及二极管D1，L3的另一端连接被保护超级电容的正极。本技术在超级电容组充电过程中，可自动监测和保护超级电容，当有超出设定的保护电压时，电路自动将超出的电压转移到上一级超级电容，依此类推直到第N个超级电容。本技术结构简单、工作可靠、能有效保护超级电容组，延长其使用寿命。文档编号H02J15/00GK201690279SQ20102019389公开日2010年12月29日 申请日期2010本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级电容保护电路，包括超级电容和与其连接的保护电路，其特征是：所述保护电路包括比较运算电路（Ｕ１）、基准电压电路（Ｕ２）、振荡电路（Ｕ３）、开关管（Ｑ１）、电感器（Ｌ３）和二极管（Ｄ１）；　　所述超级电容的负极连接比较运算电路（Ｕ１）的同相或反相输入端，基准电压电路（Ｕ２）的输出端连接比较运算电路（Ｕ１）的反相或同相输入端；　　所述比较运算电路（Ｕ１）的正（＋）输入端连接直流电源的正公共线（ＶＣＣ），比较运算电路（Ｕ１）的负（－）输入端连接直流电源的负公共线（ＧＮＤ）；所述基准电压电路（Ｕ２）的正（＋）输入端连接直流电源的正公共线（ＶＣＣ），基准电压电路（Ｕ２）的负（－）输入端连接直流电源的负公共线（ＧＮＤ）；　　所述比较运算电路（Ｕ１）的输出端连接振荡电路（Ｕ３），振荡电路（Ｕ３）的振荡脉冲输出端连接开关管（Ｑ１）的控制脚；开关管（Ｑ１）的第三脚连接负公共线（ＧＮＤ），开关管（Ｑ１）的第二脚连接电感器（Ｌ３）的一端及二极管（Ｄ１）的负极，所述电感器（Ｌ３）的另一端连接被保护超级电容的正极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄聪文，
申请(专利权)人：黄聪文，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]