[实用新型]超级电容器的串联均压保护装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电能质量分析与控制技术领域，提供了一种超级电容器的串联均压保护装置。

背景技术

超级电容器(super capacitor)也被称作双层电容器(Double-layer capacitor或Ultracapacitor)和电化学电容器(Electrochemical capacitors)，是一种基于新材料和新工艺，具有很大电容密度的电容器。超级电容器是一种比较理想的储能器件。它具有比传统的电容器更高的电容密度和能量密度；比蓄电池更高的功率密度、更长的寿命和更快的充放电时间；比超导储能装置更少的投资和比飞轮储能装置少得多的占地。

但是超级电容器单体(以下简称单体)的耐压低(典型值为2.7V)，在实际应用中需要数只甚至数百只串联构成所需耐压的电容器组，所带来的问题是电容器中各单体电压不一致，造成超级电容器组的储能下降或得不到充分利用。若单体电压不能均分，在大电流快速充电时，其充电单体峰值电压很容易超过其耐压允许值。单体电压工作在过电压状态将缩短超级电容器的寿命，严重时可能发生爆炸。因此，必须解决超级电容器在串联应用时充放电条件下的单体电压均衡性能，这样才能解决串联应用下超级电容器组的可靠性、使用寿命明显低于单体的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种超级电容器的串联均压保护装置。能解决串联应用下超级电容器组的可靠性、使用寿命明显低于单体的问题。

本实用新型包括：超级电容单体1、静态均压电阻2、动态均压稳压二极管3；超级电容器单体1的正极和负极间并联静态均压电阻2，同时，超级电容单体1的正极、负极分别和动态均压稳压二极管3的阴极、阳极相连构成超级电容单体模块4的正极、负极。

超级电容在实际应用中，需要数只甚至数百只单体串联构成所需耐压的电容器组。为了实现多个单体串联应用时的静态、动态均压保护，每个单体1并联有特性和参数一致的静态均压电阻2和动态均压稳压二极管3构成单体模块4。静态均压电阻2保证了每个超级电容单体1在电容器组两端电压处于静态时的电压均衡，动态均压稳压二极管3保证了每个单体1在电容器组两端电压处于动态过程中时的电压钳位，使得单体耐压不超过稳压二极管的钳位电压。若干个单体模块4串联起来构成可实际应用的电容器组。

本实用新型所述的超级电容器包括双层电容器和电化学电容器。

本实用新型的优点在于：提供的超级电容保护及动态均压电路，采用静态均压电阻和动态均压稳压二极管实现对超级电容单体的过压与电压不平衡保护。按照极性要求应用于实际问题中，实现简单，具有良好的均压效果，使各个超级电容单体电压趋于一致。

附图说明

图1为超级电容器的串联均压保护电路图。其中，超级电容单体1，静态均压电阻2，动态均压稳压二极管3、单体模块4。

具体实施方式

图1为本实用新型的一种具体实施方式，超级电容器单体1的正极和负极间并联静态均压电阻2，同时，超级电容单体1的正极、负极分别和动态均压稳压二极管3的阴极、阳极相连构成超级电容单体模块4的正极、负极；根据总的电压要求将多个超级电容单体模块首尾串联在一起，即上一个单体模块的负极连接下一个单体模块的正极，直至全部串联到一起。第一个单体模块的正极作为电容器组的正极，最后一个单体模块的负极作为电容器组的负极。