[发明专利]具有电池形状因数的基于超级电容器的能量存储器

说明书

基于超级电容器的能量源可代替可再充电电池和传统电池。它可具有传统电池的形状因数，并可模仿被替换的电池的放电特性。

本申请为分案申请，其原申请是于2014年6月25日(国际申请日为 2011年12月28日)向中国专利局提交的专利申请，申请号为 201180075883.7，发明名称为“具有电池形状因数的基于超级电容器的能量存储器”。

背景技术

这涉及超级电容器供电的设备。

基于超级电容器的设备通常使用单个电容器或几个电容器的串联/并联组合。当电容器并联连接时，有效电容增加，从而提供较高的存储能量。现今，超级电容器被限制到2.7伏。因此，为了增加它们的输出电压，电容器被串联连接，这减小了它们的电容。然而，由于存储的能量与电压的平方成比例，结果是在越高的电压下具有越高的存储能量。

超级电容器(ultra-capacitor)也被称作超电容器(super capacitor)、超强电容器(super condenser)、或者双电荷层电容器。它们区别于其它电容器，这是因为它们在两个板之间具有隔板，这有效地创造了双联电容器。

附图说明

针对下面的附图描述了一些实施例：

图1是根据一个实施例的基于电容器的能量存储器的透视图；

图2是一个实施例的示意性视图；

图3A是用于可再充电电池的电压相对能量的曲线图；

图3B是用于电容器的电压相对能量的曲线图；

图4是根据一个实施例的充电电路的视图；

图5是根据一个实施例的参考电压产生器的电路示意图；

图6是根据一个实施例的用于产生感测电压的感测块的电路示意图；

图7是根据一个实施例的在用于图2所示的限度检测中的升压降压控制的电路示意图；

图8是根据一个实施例的用于关闭电路24中使用的电压转换器的电路；

图9是用于使用图10的电路的一个实施例的电压相对能量的曲线图；

图10是用于一个实施例的低电压检测电路；

图11是用于使用图12的电路的一个实施例的电压相对能量的曲线图；

图12是用于另一个实施例的低电压检测电路；

图13是升压/降压转换器的一个实施例；以及

图14示出了根据一个实施例的电压转换器的操作的波形图。

具体实施方式

传统的可再充电电池或标准的一次性电池中使用的化学制品可由超级电容器(有时也称为超电容器)和支持性电子器件来代替。形状因数保持不变。电子器件被用来为电容器充电和可控放电，以获得能量，从而用来模仿典型的电池行为。因此，使用这些新电池的现有设备在形状因数或放电特性上没有任何实质区别。

具有电子器件的超级电容器可代替传统的可再充电电池，如NiCd、 NiMH、或Li-ion，或者甚至是普通的一次性电池。超级电容器和电子器件被容纳在传统的电池外壳中，从而模仿标准尺寸的电池，如AA、AAA、等，在一些实施例中用户设备看不出实质的区别。内置的电子器件控制电容器的充电和放电，以使设备表现类似于电池，因此用户体验这些设备，就好像它们是电池，不仅仅在外观上，而且在放电行为上。仅有的明显区别在于对这些新“电池”的充电不能持续得像普通的电池那样长。然而，对于一些使用不是则长时间的应用，该充电将是足够的，并且电容器被定期再充电。