一種串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到記錄器獨(dú)立電源系統(tǒng),特別是涉及一種串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路,包括分壓電路、具有關(guān)斷功能的運(yùn)算放大器、推挽驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型采用具有關(guān)斷功能的運(yùn)算放大器作為驅(qū)動(dòng)器，可以靈活的用于關(guān)閉均衡電路，有效的降低均衡電路在超級(jí)電容組放電時(shí)的能量浪費(fèi)。本實(shí)用新型所述的串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路，主要用于對(duì)航空ARINC777規(guī)范中規(guī)定的獨(dú)立電源儲(chǔ)能部件中串聯(lián)超級(jí)電容組進(jìn)行電壓均衡，以確保超級(jí)電容在容量有差異的情況下，有效的利用其能量貯存能力。同時(shí)，均衡電路具有關(guān)斷功能，可以關(guān)閉均衡電路，降低其在超級(jí)電容放電時(shí)的能量消耗。
【專利說(shuō)明】一種串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到記錄器獨(dú)立電源系統(tǒng)，特別是涉及一種串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路。

【背景技術(shù)】
[0002]記錄器獨(dú)立電源系統(tǒng)中，一種可以實(shí)施的能量貯存方式就是采用超級(jí)電容組作為貯能介質(zhì)。
[0003]超級(jí)電容單體具有額定電壓低的特點(diǎn)，因此使用中一般將超級(jí)電容串聯(lián)使用。但由于各單體在性能(容量、溫度特性、初始電壓等方面)上的差異，長(zhǎng)期使用中會(huì)導(dǎo)致各電容電壓不一致，可能導(dǎo)致部分電容過(guò)壓使用而降低壽命。如果對(duì)電容組電壓降額使用，則會(huì)降低貯能效率。因此，通過(guò)電壓均衡技術(shù)可以避免電容過(guò)壓使用，同時(shí)又能最大程度地利用其貯能能力。
[0004]現(xiàn)有的串聯(lián)超級(jí)電容組均衡不能符合航空領(lǐng)域的特殊要求。航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】使用時(shí)，如果其中一個(gè)晶體管失效短路，則會(huì)導(dǎo)致該晶體管負(fù)責(zé)均衡的超級(jí)電容始終處于放電狀態(tài)，進(jìn)而由于該超級(jí)電容放電導(dǎo)致其電壓低于另一只超級(jí)電容，觸發(fā)另一只超級(jí)電容的均衡晶體管導(dǎo)通，此時(shí)，兩個(gè)晶體管均處于導(dǎo)通狀態(tài)，超級(jí)電容大電流放電，容易損壞。另夕卜，該電路采用了普通的運(yùn)算放大器進(jìn)行均衡，意味著均衡電路將會(huì)一直處于工作狀態(tài)，如果超級(jí)電容組放電時(shí)也進(jìn)行電壓均衡，則會(huì)浪費(fèi)超級(jí)電容貯存的能量，導(dǎo)致儲(chǔ)能利用率下降。
[0005]因此，需要一種可靠性較高的，能夠靈活控制均衡功能使能和關(guān)閉的串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:提供一種超級(jí)電容組均衡電路，可以實(shí)時(shí)的調(diào)整相鄰電容的電壓，使其電壓趨向一致。同時(shí)，具有均衡功能使能和關(guān)閉接口，能夠由外部信號(hào)關(guān)閉均衡電路，避免超級(jí)電容組放電時(shí)消耗能量。
[0007]技術(shù)方案:一種串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路，包括分壓電路1、具有關(guān)斷功能的運(yùn)算放大器2、推挽驅(qū)動(dòng)電路3，所述分壓電路I由兩個(gè)相同阻值的電阻串聯(lián)而成，其一端接兩只串聯(lián)電容器組的正端，另一端接兩只串聯(lián)電容器組的負(fù)端，中間抽頭接運(yùn)算放大器2的正輸入端，運(yùn)算放大器2的負(fù)輸入端接兩只串聯(lián)電容器組的中間抽頭，運(yùn)算放大器2的輸出端接推挽驅(qū)動(dòng)電路3中驅(qū)動(dòng)電阻31的一端，驅(qū)動(dòng)電阻31的另一端接PNP功率三極管32和NPN功率三極管33的基極，PNP功率三極管32和NPN功率三極管33的發(fā)射極相連，并連接到兩只串聯(lián)電容器組的中間抽頭，NPN功率三極管33的集電極通過(guò)第二功率電阻器35連接到兩只串聯(lián)電容器組的正端，PNP功率三極管32的集電極通過(guò)第一功率電阻器34連接到兩只串聯(lián)電容器組的負(fù)端。
[0008]有益效果:本實(shí)用新型所示串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有安全且能關(guān)斷的優(yōu)點(diǎn)，具體如下:現(xiàn)有技術(shù)僅在電容抽頭上串入一個(gè)功率電阻，本實(shí)用新型在推挽電路兩臂上均串入功率電阻，可以有效降低由于晶體管失效短路造成的電容直接短路的風(fēng)險(xiǎn)；本實(shí)用新型采用具有關(guān)斷功能的運(yùn)算放大器作為驅(qū)動(dòng)器，可以靈活的用于關(guān)閉均衡電路，有效的降低均衡電路在超級(jí)電容組放電時(shí)的能量浪費(fèi)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明電路(部分)原理框圖；
[0010]圖2為超級(jí)電容組中組合使用本發(fā)明電路的架構(gòu)圖；
[0011]其中:1、分壓電路，2、運(yùn)算放大器，3、推挽驅(qū)動(dòng)電路，31、驅(qū)動(dòng)電阻，32、PNP功率三極管，33、NPN功率三極管，34、第一功率電阻器，35、第二功率電阻器

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的一種實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，請(qǐng)參閱圖1、圖2。
[0013]本實(shí)用新型采用具有關(guān)斷功能的運(yùn)算放大器、功率型推挽輸出電路等構(gòu)成功率型電壓跟隨器。其中功率型推挽輸出電路中，功率限流電阻配置在兩個(gè)晶體管的集電極上，避免晶體管損壞時(shí)導(dǎo)致超級(jí)電容大電流放電。
[0014]一種串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路，包括分壓電路1、具有關(guān)斷功能的運(yùn)算放大器2、推挽驅(qū)動(dòng)電路3，所述分壓電路I由兩個(gè)相同阻值的電阻串聯(lián)而成，其一端接兩只串聯(lián)電容器組的正端，另一端接兩只串聯(lián)電容器組的負(fù)端，中間抽頭接運(yùn)算放大器2的正輸入端，運(yùn)算放大器2的負(fù)輸入端接兩只串聯(lián)電容器組的中間抽頭，運(yùn)算放大器2的輸出端接推挽驅(qū)動(dòng)電路3中驅(qū)動(dòng)電阻31的一端，驅(qū)動(dòng)電阻31的另一端接PNP功率三極管32和NPN功率三極管33的基極，PNP功率三極管32和NPN功率三極管33的發(fā)射極相連，并連接到兩只串聯(lián)電容器組的中間抽頭，NPN功率三極管33的集電極通過(guò)第二功率電阻器35連接到兩只串聯(lián)電容器組的正端，PNP功率三極管32的集電極通過(guò)第一功率電阻器34連接到兩只串聯(lián)電容器組的負(fù)端。
[0015]參閱圖1，該圖為本發(fā)明的基本電路。其中分壓電路I中兩個(gè)電阻取值相同，用于設(shè)定兩個(gè)超級(jí)電容的中間值剛好為串聯(lián)電壓值的一半，即設(shè)定兩個(gè)電容均衡電壓值相同。
[0016]推挽功率驅(qū)動(dòng)電路有一個(gè)NPN功率三極管33、一個(gè)PNP功率三極管32、兩個(gè)功率電阻(34和35)與運(yùn)算放大器2構(gòu)成功率電壓跟隨器。
[0017]基本電路具有+、_和out三個(gè)引腳，對(duì)于多電容串聯(lián)組，可以按照?qǐng)D2的方式進(jìn)行級(jí)聯(lián)使用。
[0018]本實(shí)用新型所示串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有安全且能關(guān)斷的優(yōu)點(diǎn)，具體如下:現(xiàn)有技術(shù)僅在電容抽頭上串入一個(gè)功率電阻，本實(shí)用新型在推挽電路兩臂上均串入功率電阻，可以有效降低由于晶體管失效短路造成的電容直接短路的風(fēng)險(xiǎn)；本實(shí)用新型采用具有關(guān)斷功能的運(yùn)算放大器作為驅(qū)動(dòng)器，可以靈活的用于關(guān)閉均衡電路，有效的降低均衡電路在超級(jí)電容組放電時(shí)的能量浪費(fèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種串聯(lián)超級(jí)電容組均衡電路，其特征在于，包括分壓電路[I]、具有關(guān)斷功能的運(yùn)算放大器[2]、推挽驅(qū)動(dòng)電路[3]，所述分壓電路[I]由兩個(gè)相同阻值的電阻串聯(lián)而成，其一端接兩只串聯(lián)電容器組的正端，另一端接兩只串聯(lián)電容器組的負(fù)端，中間抽頭接運(yùn)算放大器[2]的正輸入端，運(yùn)算放大器[2]的負(fù)輸入端接兩只串聯(lián)電容器組的中間抽頭，運(yùn)算放大器[2]的輸出端接推挽驅(qū)動(dòng)電路[3]中驅(qū)動(dòng)電阻[31]的一端，驅(qū)動(dòng)電阻[31]的另一端接PNP功率三極管[32]和NPN功率三極管[33]的基極，PNP功率三極管[32]和NPN功率三極管[33]的發(fā)射極相連，并連接到兩只串聯(lián)電容器組的中間抽頭，NPN功率三極管[33]的集電極通過(guò)第二功率電阻器[35]連接到兩只串聯(lián)電容器組的正端，PNP功率三極管[32]的集電極通過(guò)第一功率電阻器[34]連接到兩只串聯(lián)電容器組的負(fù)端。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK204190441SQ201420631137
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】田軍, 馬寶華 申請(qǐng)人:陜西千山航空電子有限責(zé)任公司