[发明专利]一种用于超级电容模组的动态平衡电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态平衡电路，尤其涉及一种用于超级电容模组的动态平衡电路。

背景技术

风力发电机组运行过程中，当风速、风向等发生变化时，需要通过变桨系统来改变桨距角等参数，以保证系统最优运行，安全运行。其中风力发电是指利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。变桨系统是指用于控制风车的叶片（桨叶）角度来达到控制风车的输出功率或者停机的目的的一套控制系统。变桨系统需有储能模组提供动力。目前主流储能模组有蓄电池模组和超级电容器模组两种，其中超级电容模组是指将许多超级电容通过串联或并联等方式组合在一起使用的组合。蓄电池模组充放电特性差、充放电电流不能太大、低温特性差，循环寿命短，一般两年就要维护，在100米高的风机上，维护成本极高。相较于蓄电池模组，超级电容器模组具有充放电特性很好、可大电流充放电，温度特性好，循环寿命超长，可10年免维护的优点。因此超级电容模组已经慢慢成为应用主流。

由于每一个超级电容单体之间因为生产材料等种种原因会导致超级电容单体的容量、漏电流，等效电阻等参数有差异，以致在使用的过程中会使得不同单体之间出现电压偏差，因此必需采取电压均衡技术将所有超级电容的电压保持均衡后方可投入实际应用。

针对上述问题，现有的解决方案是电阻或二极管均压方案：

在电阻均压方案中，如图1所示，当R1=R2时，可以使得两个电容的电压相等，电阻承担了均压和泄放通道的功能。

在二极管均压方案中，如图2所示，用稳压二极管箝位或适当数量普通整流二极管串联后并于超级电容，可以使得电容的电压相等，二极管承担均压和泄放通道的功能。

上述方案的缺点是电阻或二极管持续消耗能量，二极管的导通电压容易跟随，视温度变化而变化，不易控制电压值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超级电容模组的动态平衡电路，以实现精确的控制每一个超级电容的电压值，动态调整泄放电流，减少系统的能耗。

为实现上述目的，本发明提出了一种可泄放能量的电路，该电路包括：用于连接外部储能器件的第一连接端和第二连接端；

泄放采样电路单元，用于通过上述第一连接端和第二连接端进行电压采样，并对泄放对比电路单元发送采样得到的采样电压；

泄放对比电路单元，用于提供基准电压，将来自泄放采样电路单元的采样电压与该基准电压进行比较，并且在采样电压大于该基准电压时产生针对泄放开关电路单元的触发信号；

泄放开关电路单元，用于接收来自泄放对比电路单元的触发信号，并根据该触发信号使其开关电路导通以为泄放电路单元提供泄放触发信号；

泄放电路单元，用于接收来自泄放开关电路单元的泄放触发信号，并根据该泄放触发信号对外部储能器件进行能量的泄放。

本发明的该方案的有益效果在于通过上述泄放采样电路单元，能够对外部储能器件进行电压采样，并且当该器件的电压值超过规定值时，本发明所涉及的泄放电路单元能够对其进行能量的泄放，从而实现了对其电压的精确控制。

优选的是，所述泄放采样电路单元包括第一电阻，第二电阻，第三电阻，其中第一电阻，第二电阻与第三电阻串联，该串联电路的两端形成第一连接端和第二连接端，从第二电阻与第三电阻之间引出连线连接至泄放对比电路单元。

优选的是，泄放对比电路单元包括可控精密稳压源，其中可控精密稳压源的输入端连接至上述第二连接端，可控精密稳压源的输出端连接至泄放开关电路单元，可控精密稳压源能够提供精准的基准电压。

优选的是，从第二电阻与第三电阻之间引出电容连接至可控精密稳压源的输出端，该电容用于滤波，起防干扰作用。

优选的是，泄放开关电路单元包括第四电阻，第五电阻，第六电阻，第七电阻，第八电阻，第九电阻，第十电阻，第一三极管和发光二极管，其中第四电阻与上述第一连接端相连，并通过第五电阻连接至第一三极管的基极，并且从第一三极管的基极引出第六电阻连接至上述第二连接端，第一三极管的发射极连接至上述第一连接端，第一三极管的集电极通过第八电阻以及发光二极管连接至上述第二连接端，从泄放采样电路单元的第二电阻与第三电阻之间引出的第七电阻连接至第一三极管的集电极，之后通过第十电阻连接至达林顿晶体管的基极，并且从第七电阻与第十电阻的连接处引出第九电阻连接至上述第二连接端，本方案中的发光二极管用于当外部储能器件过压时，发光报警。

优选的是，泄放电路单元包括第十一电阻，第十二电阻，达林顿晶体管，第二三极管，其中