CN108321917A - 一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置 - Google Patents

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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
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Abstract

本发明属于控制技术领域，涉及一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置。一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，包括充电器、超级电容模组和DC‑DC隔离型升压变换器；所述的充电器与超级电容模组连接，给超级电容模组充电，超级电容模组与DC‑DC隔离型升压变换器连接，将电能通过DC‑DC隔离型升压变换器变换后给负载提供电能。所述的DC‑DC隔离型升压变换器包含功率电路、控制电路、保护电路、均流电路、输入滤波电路和输出滤波电路。本发明使超级电容输出的已下降电压升压至负载所需电压等级范围内，解决了超级电容放电过程中电压下降过快的问题，使超级电容储能系统放电稳压效果最优化及储能利用率最大化。

Description

一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置
技术领域
本发明属于控制技术领域，涉及一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置。
背景技术
由于超级电容和普通电容具有相同的放电特性，即放电过程中电容单体的电压下降过快，导致储能系统的端电压不能长时间满足负载对电压等级的要求。目前根据超级电容的储能公式E＝1/2C(Vwork2-Vmin2),其中，E：超级电容的减少能量，Vwork：工作起始电压；Vmin：工作截止电压；C：超级电容容值，根据不加稳压电路试验测试结果Vwork为48V,Vmin为40V,超级电容停止放电，计算得出E＝58080J。
所以采取设计合理的电压变换电路具有重要的意义，使超级电容输出的已下降电压升压至负载所需电压等级范围内，解决了超级电容放电过程中电压下降过快的问题，使超级电容储能系统放电稳压效果最优化及储能利用率最大化。
发明内容
本发明提出一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，解决了超级电容放电过程中电压下降过快的问题，提高超级电容模组放电储能利用率。
本发明的技术方案是：
一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，包括充电器、超级电容模组和DC-DC隔离型升压变换器。
所述的充电器与超级电容模组连接，给超级电容模组充电，超级电容模组与DC-DC隔离型升压变换器连接，将电能通过DC-DC隔离型升压变换器变换后给负载提供电能。
所述的充电器包含无线充电器和有线充电器。
所述的DC-DC隔离型升压变换器包含功率电路、控制电路、保护电路、均流电路、输入滤波电路和输出滤波电路。
所述的输入滤波电路、控制电路、功率电路和输出滤波电路依次连接，通过输出滤波电路为负载提供电能。
所述的功率电路通过保护电路与控制电路连接，保护电路检测功率电路的信号传递给控制电路，控制电路输出控制信号调控功率电路输出；控制电路并与均流电路连接，实现输出电压稳定保持及输出电流一致。
所述的功率电路包含功率管和变压器，实现功率的变换；变压器起隔离和变换电压的作用，所述的功率管采用4个MOSFET管交错并联连接。
所述的控制电路包含PWM控制电路、电压检测电路、补偿网络和开关管驱动电路。
所述的补偿网络与电压检测电路连接，调节电压检测电路的稳定性，电压检测电路通过PWM控制电路与开关管驱动电路连接，电压检测电路检测到的输出电压反馈信号随着基准电压变化而变化，误差信号经放大、比较后送给PWM控制电路，进而传输给开关管驱动电路，调节驱动信号的占空比，实现稳压输出，所述的控制电路采用UC3835电压脉宽调整器。
保护电路包含过压保护电路和过流保护电路，当过压保护电路检测到的输出电压大于电压比较器基准电压，误差信号经放大送给PWM控制电路，PWM控制器锁死，禁止输出，从而实现过压保护功能；当过流保护电路检测到的输出电流大于输出电流恒定值，PWM控制器锁死，禁止输出。
所述的均流电路采用UC3925均流芯片。
所述的超级电容模组由多个超级电容并联构成；所述的超级电容选用48V/165F的电容。
本发明的有益之处是：本发明提出一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，使超级电容输出的已下降电压升压至负载所需电压等级范围内，解决了超级电容放电过程中电压下降过快的问题，使超级电容储能系统放电稳压效果最优化及储能利用率最大化。
附图说明
图1是本发明的系统结构框图。
图2是DC-DC隔离型升压变换器的原理结构框图。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，包括充电器、超级电容模组和DC-DC隔离型升压变换器。
所述的充电器与超级电容模组连接，给超级电容模组充电，超级电容模组与DC-DC隔离型升压变换器连接，将电能通过DC-DC隔离型升压变换器变换后给负载提供电能。
所述的DC-DC隔离型升压变换器包含功率电路、控制电路、保护电路、均流电路、输入滤波电路和输出滤波电路。
所述的输入滤波电路、控制电路、功率电路和输出滤波电路依次连接，通过输出滤波电路为负载提供电能。
所述的功率电路通过保护电路与控制电路连接，保护电路检测功率电路的信号传递给控制电路，控制电路输出控制信号调控功率电路输出；控制电路并与均流电路连接，实现输出电压稳定保持及输出电流一致。
所述的功率电路包含功率管和变压器，实现功率的变换；变压器起隔离和变换电压的作用。
所述的控制电路包含PWM控制电路、电压检测电路、补偿网络和开关管驱动电路。
所述的补偿网络与电压检测电路连接，调节电压检测电路的稳定性，电压检测电路通过PWM控制电路与开关管驱动电路连接，电压检测电路检测到的输出电压反馈信号随着基准电压变化而变化，误差信号经放大、比较后送给PWM控制电路，进而传输给开关管驱动电路，调节驱动信号的占空比，实现稳压输出，所述的控制电路采用UC3835电压脉宽调整器。
保护电路包含过压保护电路和过流保护电路，均流电路采用UC3925均流芯片，超级电容模组由8个48V/165F的超级电容并联构成。
由于超级电容和普通电容具有相同的放电特性，即放电过程中电容单体的电压下降过快，导致储能系统的端电压不能长时间满足负载对电压等级的要求。目前根据超级电容的储能公式E＝1/2C(Vwork2-Vmin2),其中，E：超级电容的减少能量，Vwork：工作起始电压；Vmin：工作截止电压；C：超级电容容值，根据不加稳压电路试验测试结果Vwork为48V,Vmin为40V,超级电容停止放电，计算得出E＝58080J。
加上DC-DC隔离型升压变换器后试验测试结果Vwork为48V,Vmin为24V,超级电容停止放电，计算得出E＝142560J,经计算分析放电能量利用率提高了145％。所以采取设计合理的放电稳压电路具有重要的意义，使超级电容输出的已下降电压升压至负载所需电压等级范围内，解决了超级电容放电过程中电压下降过快的问题，使超级电容储能系统放电稳压效果最优化及储能利用率最大化。

Claims (8)

1.一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，其特征在于，所述装置包括充电器、超级电容模组和DC-DC隔离型升压变换器；
所述的充电器与超级电容模组连接，给超级电容模组充电，超级电容模组与DC-DC隔离型升压变换器连接，将电能通过DC-DC隔离型升压变换器变换后给负载提供电能；
所述的DC-DC隔离型升压变换器包含功率电路、控制电路、保护电路、均流电路、输入滤波电路和输出滤波电路；
所述的输入滤波电路、控制电路、功率电路和输出滤波电路依次连接，通过输出滤波电路为负载提供电能；
所述的功率电路通过保护电路与控制电路连接，保护电路检测功率电路的信号传递给控制电路，控制电路输出控制信号调控功率电路输出；控制电路并与均流电路连接，实现输出电压稳定保持及输出电流一致；
所述的功率电路包含功率管和变压器，实现功率的变换；变压器起隔离和变换电压的作用；
所述的控制电路包含PWM控制电路、电压检测电路、补偿网络和开关管驱动电路；
所述的补偿网络与电压检测电路连接，调节电压检测电路的稳定性，电压检测电路通过PWM控制电路与开关管驱动电路连接，电压检测电路检测到的输出电压反馈信号随着基准电压变化而变化，误差信号经放大、比较后送给PWM控制电路，进而传输给开关管驱动电路，调节驱动信号的占空比，实现稳压输出；
保护电路包含过压保护电路和过流保护电路，当过压保护电路检测到的输出电压大于电压比较器基准电压，误差信号经放大送给PWM控制电路，PWM控制器锁死，禁止输出，从而实现过压保护功能；当过流保护电路检测到的输出电流大于输出电流恒定值，PWM控制器锁死，禁止输出；所述的超级电容模组由多个超级电容并联构成。
2.如权利要求1所述的一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，其特征在于，所述的均流电路采用UC3925均流芯片。
3.如权利要求1或2所述的一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，其特征在于，所述的控制电路采用UC3835电压脉宽调整器。
4.如权利要求1或2所述的一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，其特征在于，所述的功率管采用4个MOSFET管交错并联连接。
5.如权利要求3所述的一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，其特征在于，所述的功率管采用4个MOSFET管交错并联连接。
6.如权利要求1、2或5所述的一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，其特征在于，所述的超级电容选用48V/165F的电容。
7.如权利要求3所述的一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，其特征在于，所述的超级电容选用48V/165F的电容。
8.如权利要求4所述的一种提高超级电容模组放电储能利用率的装置，其特征在于，所述的超级电容选用48V/165F的电容。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110323667A (zh) * 2019-05-06 2019-10-11 北京雷动智创科技有限公司 一种高功率激光器驱动电源装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090206657A1 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Ivan Vuk Battery supplementing super capacitor energy storage charge and discharge converter
CN202059229U (zh) * 2011-04-02 2011-11-30 西安科技大学 用超级电容作储能器的直流不间断供电装置
CN203589785U (zh) * 2013-11-14 2014-05-07 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种恒流充电储能电源装置
CN204012881U (zh) * 2014-06-18 2014-12-10 天津市三源电力设备制造有限公司 一种智能免维护超级电容直流电源的充电控制系统
CN205265308U (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种变电站站用超级电容器直流电源装置
CN105656065A (zh) * 2014-12-15 2016-06-08 深圳太研能源科技有限公司 一种储能控制系统及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090206657A1 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Ivan Vuk Battery supplementing super capacitor energy storage charge and discharge converter
CN202059229U (zh) * 2011-04-02 2011-11-30 西安科技大学 用超级电容作储能器的直流不间断供电装置
CN203589785U (zh) * 2013-11-14 2014-05-07 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种恒流充电储能电源装置
CN204012881U (zh) * 2014-06-18 2014-12-10 天津市三源电力设备制造有限公司 一种智能免维护超级电容直流电源的充电控制系统
CN105656065A (zh) * 2014-12-15 2016-06-08 深圳太研能源科技有限公司 一种储能控制系统及方法
CN205265308U (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种变电站站用超级电容器直流电源装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张慧妍;齐智平;韦统振;: "超级电容器储能直流变换器的设计", 电气应用, no. 12, pages 97 - 100 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110323667A (zh) * 2019-05-06 2019-10-11 北京雷动智创科技有限公司 一种高功率激光器驱动电源装置
CN110323667B (zh) * 2019-05-06 2020-10-27 北京雷动智创科技有限公司 一种高功率激光器驱动电源装置

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