超級(jí)電容預(yù)充電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電能存儲(chǔ)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超級(jí)電容預(yù)充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能元件可實(shí)現(xiàn)在能量密度和功率密度上的有機(jī)結(jié)合，日益展現(xiàn)出其卓越的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)。與蓄電池相比，超級(jí)電容器內(nèi)阻小，具有較高的功率密度。與傳統(tǒng)的電容器相比，其能量密度較大，可以解決傳統(tǒng)電容器儲(chǔ)能少的問(wèn)題。另外，超級(jí)電容器還具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電效率高、功率密度大、高低溫性能好以及對(duì)脈動(dòng)負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)使用可以大大提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能，并具有無(wú)需維護(hù)和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，已逐步應(yīng)用于變電站直流電源系統(tǒng)。安裝調(diào)試超級(jí)電容時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)充電。
[0003]目前，在對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行預(yù)充電的技術(shù)方案中，為了防止因充電回路電流過(guò)大，對(duì)電路元器件構(gòu)成損壞，一般在預(yù)充電裝置中設(shè)置限流電阻。在充電過(guò)程中，限流電阻與超級(jí)電容串聯(lián)，保證了流經(jīng)超級(jí)電容和充電回路的電流在一定范圍內(nèi)，以確保充電回路的安全。預(yù)充電結(jié)束后，超級(jí)電容通過(guò)二極管與鉛酸電池并聯(lián)。
[0004]然而，超級(jí)電容器預(yù)充電回路中的限流電阻發(fā)熱量較大，在預(yù)充電過(guò)程結(jié)束后，限流電阻持續(xù)發(fā)熱，導(dǎo)致預(yù)充電裝置的溫度過(guò)高，降低預(yù)充電裝置的安全性，減少預(yù)充電裝置使用壽命，也會(huì)造成能源的浪費(fèi)。為了降低預(yù)充電裝置的整體溫度，通常會(huì)在限流電阻上加一個(gè)熱交換器，但是安裝熱交換器會(huì)增加預(yù)充電裝置的成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種超級(jí)電容器預(yù)充電方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中超級(jí)電容器預(yù)充電裝置中能源浪費(fèi)問(wèn)題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了如下技術(shù)方案:
[0007]—種超級(jí)電容預(yù)充電裝置，包括超級(jí)電容器、電壓傳感器、基準(zhǔn)電壓、電壓比較器、第一接觸器、限流電阻、第二接觸器和恒定電流源；
[0008]恒定電流源與所述超級(jí)電容器連接，為所述超級(jí)電容器充電；
[0009]電壓傳感器與超級(jí)電容器并聯(lián)，檢測(cè)超級(jí)電容器兩端電壓；
[0010]電壓比較器輸入端分別與電壓傳感器與基準(zhǔn)電壓相連，比較超級(jí)電容器兩端電壓值與基準(zhǔn)電壓電壓值大小；
[0011]電壓比較器輸出端與第一接觸器與第二接觸器相連，控制第一接觸器與第二接觸器閉合與斷開(kāi)；
[0012]第一接觸器與第二接觸器并聯(lián)；
[0013]第一接觸器與限流電阻串聯(lián)，控制電路通斷;限流電阻與所述恒定電流源相連；
[0014]第二接觸器與恒定電流源相連，控制電路通斷。
[0015]優(yōu)選的，恒定電流源為鉛酸電池或鋰電池。
[0016]優(yōu)選的，超級(jí)電容預(yù)充電裝置包括熱交換器;熱交換器套于所述限流電阻外。
[0017]優(yōu)選的，超級(jí)電容預(yù)充電裝置包括指示燈;指示燈與限流電阻并聯(lián)。
[0018]優(yōu)選的，超級(jí)電容預(yù)充電裝置包括二極管;二極管與所述第二接觸器串聯(lián);二極管負(fù)極與恒定電流源正極相連。
[0019]由以上技術(shù)方案可見(jiàn)，本實(shí)用新型提供的超級(jí)電容器預(yù)充電裝置，包括超級(jí)電容器、電壓傳感器、基準(zhǔn)電壓、電壓比較器、第一接觸器、限流電阻、第二接觸器和恒定電流源；恒定電流源與為超級(jí)電容器充電；電壓傳感器檢測(cè)超級(jí)電容器兩端電壓，并輸入至電壓比較器；電壓比較器比較超級(jí)電容器兩端電壓值與基準(zhǔn)電壓電壓值大小，控制第一接觸器與所述第二接觸器通斷;第一接觸器與限流電阻串聯(lián)后與第二接觸器并聯(lián)。充電時(shí)接通含有限流電阻的電路，超級(jí)電容器通過(guò)限流電阻與恒定電流源并聯(lián);充電結(jié)束后，含有限流電阻的電路斷開(kāi)，超級(jí)電容器通過(guò)旁路與恒定電流源并聯(lián)。本實(shí)用新型的實(shí)施可以有效避免超級(jí)電容器預(yù)充電完成后，限流電阻等發(fā)熱器件在系統(tǒng)中持續(xù)發(fā)熱，造成能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型提供的一種超級(jí)電容器預(yù)充電裝置電路示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型提供的一種超級(jí)電容器預(yù)充電方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例的附圖，對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0024]參見(jiàn)圖1，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種超級(jí)電容器預(yù)充電裝置電路示意圖，包括超級(jí)電容器101、電壓傳感器102、基準(zhǔn)電壓103、電壓比較器104、第一接觸器105、限流電阻107、第二接觸器106和恒定電流源111。
[0025]恒定電流源111與超級(jí)電容器101相連，為超級(jí)電容器101充電。恒定電流源選擇鉛酸電池或鋰電池的一種，這是因?yàn)槌?jí)電容的單體工作電壓不高，大多在1V-4V之間，并且超級(jí)電容器充電電流選擇范圍較大，超級(jí)電容器充電過(guò)程需要持續(xù)穩(wěn)定的電流源提供電流輸出。鉛酸蓄電池與鋰電池電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜，可以提供2伏，4伏，6伏，8伏，12伏，24伏等不同電壓充電，可以滿足一個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容器串聯(lián)預(yù)充電的需要。
[0026]超級(jí)電容器101兩端并聯(lián)有電壓傳感器102，檢測(cè)預(yù)充電時(shí)超級(jí)電容器101兩端電壓大小，并將接受到的電壓轉(zhuǎn)化成輸出信號(hào)輸送至電壓比較器104。電壓比較器104對(duì)輸入的超級(jí)電容器兩端電壓和基準(zhǔn)電壓輸入信號(hào)進(jìn)行鑒別與比較。當(dāng)電壓差在閾值以上時(shí)，輸出低電平信號(hào)，第一接觸器閉合，第二接觸器斷開(kāi)，接通含有限流電阻107的電路。充電過(guò)程中，限流電阻與超級(jí)電容器串聯(lián)，保證了流經(jīng)超級(jí)電容器101和充電回路的電流在一定范圍內(nèi)。當(dāng)電壓差在閾值以下時(shí)，輸出高電平信號(hào)，第二接觸器閉合，第一接觸器斷開(kāi)。在本實(shí)施例中，閾值設(shè)定為0.1V，實(shí)際應(yīng)用中，閾值范圍由超級(jí)電容器工作電壓與基準(zhǔn)電壓的大小決定。當(dāng)恒定電流源電壓大于超級(jí)電容器兩端電壓時(shí)，基準(zhǔn)電壓設(shè)定為超級(jí)電容器兩端電壓；當(dāng)超級(jí)電容器兩端電壓大于恒定電流源電壓時(shí)，基準(zhǔn)電壓設(shè)定為恒定電流源電壓。
[0027]本實(shí)施例中，超級(jí)電容預(yù)充電裝置還包括套于限流電阻107外的熱交換器108。熱交換器108能夠降低預(yù)充電裝置的整體溫度，保證充電過(guò)程中超級(jí)電容的安全以及提高預(yù)充電裝置的安全性使用壽命。
[0028]本實(shí)施例中，超級(jí)電容預(yù)充電裝置還包括與限流電阻107并聯(lián)的指示燈109，在超級(jí)電容器充電，即第一接觸器閉合時(shí)，指示燈109亮起;在超級(jí)電容器充電結(jié)束后，即第一接觸器斷開(kāi)時(shí)，指示燈109熄滅。
[0029]本實(shí)施例中，超級(jí)電容預(yù)充電裝置還包括與第二接觸器106串聯(lián)的二極管110，二極管110負(fù)極與恒定電流源111正極相連。當(dāng)超級(jí)電容器110充電完成后，第二接觸器閉合，超級(jí)電容器101電流會(huì)發(fā)生向恒定電流源111倒灌的情況，二極管110的設(shè)置可以確保恒定電流源111和超級(jí)電容器101不受電路中過(guò)大的瞬間電流的影響，正常工作。
[0030]與本實(shí)用新型提供的超級(jí)電容器預(yù)充電裝置實(shí)施例相對(duì)應(yīng)，本實(shí)用新型還提供了一種超級(jí)電容預(yù)充電方法，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的預(yù)充電方