[发明专利]一种超级电容器组在线监测系统

说明书

技术领域

本发明属于电容器组在线监测技术领域，尤其涉及的是一种超级电容器组在线监测系统。

背景技术

超级电容由于具有循环寿命长、充放电时间短等优势，成为近年来新型能源器件的一个研究热点。由于超级电容单体额定耐压较低，在实际应用中，往往由多个超级电容通过串联和并联方式组成超级电容模块，以满足储能容量和电压等级需要。但由于电容器组中电容的分散性，在充电时，容量较小的电容充满时，容量较大的电容还未充满，在放电过程中，容量较小的电容放完时，容量较大的电容处于未放完状态，这种不平衡将导致超级电容单体的寿命不一致。另外，在大功率应用中，往往需要串联的超级电容器节数较多，如果某个超级电容器损坏，整串都无法使用，在寻找失效的电容器时，由于电容器上存在残留电压，导致检测困难。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电容器组在线监测系统。

本发明的技术方案如下：

一种超级电容器组在线监测系统，其中，由超级电容器组电流采集电路、温度采集电路及超级电容器组电压采集电路分别连接信号调理电路后与CPU相连接；所述CPU还与通信单元电路、键盘与显示电路及报警电路相连接而成。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，所述超级电容器组电流采集电路采用闭环型电流霍尔传感器，测量超级电容组的电流，送至信号调理电路。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，所述温度采集电路采集的温度范围为-55℃-150℃；采集的精度为±0.4℃。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，所述超级电容器组电压采集电路为至少一个超级电容器、至少一个共模滤波器、至少一个光继电器、至少一个肖特基开关二极管及至少一个控制网络接口相互连接而成。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，所述控制网络接口用于控制所述光继电器的开通与关断。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，所述信号调理电路为差模放大电路。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，所述通信协议采用通用Modbus协议。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，当所述报警电路检测到所述超级电容器组电流采集电路、所述温度采集电路及所述超级电容器组电压采集电路采集的数值超过预设数值时，进行声和/或光的提示报警。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，所述CPU根据所述超级电容器组电流采集电路采集的电流值及所述超级电容器组电压采集电路采集的电压值，根据公式计算超级电容器组电容容量。

所述的超级电容器组在线监测系统，其中，当所述报警电路检测到所述超级电容器组电容容量超过预设值时，进行声和/或光的提示报警。

采用上述方案，解决了超级电容器组在电压较高时，接近直流母线的超级电容两端电压难以低成本检测的问题。由于采用了二极管的开关网络特性，减少了一半光继电器的使用数量，降低了系统成本；采用光继电器，使得系统响应速度快；采用共模滤波器，提高了系统的抗干扰性。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明超级电容电压采集电路图；

图3为本发明信号调理电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1-3所示，本发明提供一种超级电容器组在线监测系统，其中超级电容器组电流采集电路101，由于充电时电磁干扰较大，为了保证该时间段内的电压检测精度，为动态均压电路提供准确的单体电压数值，采用闭环型电流霍尔传感器，测量超级电容组的电流，送至信号调理电路；

温度采集电路102，采用National Semiconductor公司的LM35，测量的温度范围为-55℃-150℃，精度为±0.4℃，快速的温度响应时间，满足了本系统的温度测量要求；

超级电容器组电压采集电路103，采用光继电器，利用二极管的单向导通特性，将待测的单体超级电容器两端电压引出来，送至信号调理电路，超级电容器组电压采集电路103具体电路如图2所示；

信号调理电路104：该电路采用差模放大电路，提高了系统抗干扰性能；本系统的信号调理电路均为同一信号调理电路104，在此不再赘述。