[实用新型]一种串联电容器组共振式电压均衡充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种串联电容器组共振式电压均衡充电装置。

背景技术

超级电容是一种利用双电层原理实现的新型储能元件，单体容量不仅可达数万法拉，同时具有循环寿命长、温度范围宽、充放电速度快、绿色环保等优点，由于超级电容单体的额定电压较低，因此在实际应用过程需要将多个单体串联，以满足容量及工作电压等级的现场需要。然而由于生产材料及制造工艺等的限制，即使标称参数完全一致的单体，其实际的等效串联内阻、容量、充放电速率等参数一般会存在显著的差异，因此在多超级电容串联使用过程中，个体的端电压会呈现典型的不均衡性，这种现象不仅降低了能量的存储效率，同时可能导致单体的过充发生，严重影响了超级电容的使用寿命和可靠性。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种保持串联电容器组中每个电容器单体的充电电压均衡的、能够延长电容器单体的使用寿命的、节能效果显著的串联电容器组共振式电压均衡充电装置。

本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现：所述装置包括串联电容器组和直流充电电源；串联电容器组中的每个电容器单体（1）的两端并联电压均衡单元（2）；所述电压均衡单元（2）包括电压检测单元、脉冲调制单元、互补驱动单元、缓冲开关、释放开关、LC串联储能单元；电压检测单元的输入端连接在电容器单体（1）的两端，电压检测单元的输出端连接脉冲调制单元，脉冲调制单元连接互补驱动单元，互补驱动单元的两个输出端分别连接缓冲开关和释放开关，LC串联储能单元与释放开关和缓冲开关连接，分别构成RLC降压释放电路和RLC电能储存电路。

所述电压检测单元采用BL8506集成芯片；互补驱动单元采用TPS28225集成芯片；缓冲开关G1和释放开关G2均采用Mosfet开关管。

每个Mosfet开关管的源极和漏极间并联一个电容。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：能够保持串联电容器组中每个电容器单体的充电电压均衡，能够有效地延长电容器单体的使用寿命，能量损耗低，节能效果显著，结构可扩展性强。

附图说明

图1为本实用新型系统一实施例电气原理框图；

图2为1的电压均衡单元一实施例的主电路图；

图中：1-电容器单体，2-电压均衡单元。.

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

所述装置包括串联电容器组和直流充电电源；串联电容器组中的每个电容器单体（1）的两端并联电压均衡单元（2）；所述电压均衡单元（2）包括电压检测单元、脉冲调制单元、互补驱动单元、缓冲开关、释放开关、LC串联储能单元；电压检测单元的输入端连接在电容器单体（1）的两端，电压检测单元的输出端连接脉冲调制单元，脉冲调制单元连接互补驱动单元，互补驱动单元的两个输出端分别连接缓冲开关和释放开关，LC串联储能单元与释放开关和缓冲开关连接，分别构成RLC降压释放电路和RLC电能储存电路。

所述电压检测单元采用BL8506集成芯片；互补驱动单元采用TPS28225集成芯片；缓冲开关G1和释放开关G2均采用Mosfet开关管。

每个Mosfet开关管的源极和漏极间并联一个电容。该电容是根据对应的RLC串联电路所决定的共振周期、电流及电压过零特性和电气特性来确定，用来确保Mosfet开关管工作在软开关状态，降低Mosfet开关管的开关损耗。

实施例：

参见附图3，所述系统主要由串联电容器组、直流充电电源和电压均衡单元2组成；串联电容器组中的每个电容器单体1的两端并联电压均衡单元2；所述电压均衡单元2包括BL8506集成芯片的电压检测单元、TPS28225集成芯片的互补驱动单元、Mosfet开关管G1的缓冲开关、Mosfet开关管G2的释放开关、LC电路的LC串联储能模块；电压检测单元的输入端连接在电容器单体1的两端，电压检测单元的输出端顺序连接555集成芯片的脉冲调制单元和TPS28225集成芯片的互补驱动单元，互补驱动单元的两个输出端分别连接G1和G2，G1和G2的源极和漏极间分别并联电容C1和C2；LC串联储能单元与G2组成对LC串联储能单元的C进行放电的RLC释放电路；LC串联储能单元与G1组成对LC串联工作原理：