[實用新型]基于超級電容的備用電源模組

有效

• 申請號: 201620740646.8
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN206135508U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 曲樹筍;賓宏;付加光
• 申請（專利權）人: 江蘇兆合電氣有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本實用新型一種備用電源模組，具體地說，涉及基于一種基于超級電容的備用電源模組。

背景技術

當前，在類似應用于風力發電變槳系統的基于超級電容的備用電源模組中，均采用多個超級電容單體（并聯組）串聯的設計。串聯的超級電容單體（并聯組）之間需要電壓均衡電路以保證超級電容單體的電壓保持均衡。同時，需要過電壓報警保護電路，在電壓超過安全工作點時發出報警保護信號，以保證系統安全工作。

現有的電壓均衡電路與過壓報警保護電路設計中，要么采用電壓均衡電路與過壓報警保護電路合二為一的設計（即均衡動作點等于過壓報警點），要么采用對每個超級電容（并聯組）做電壓均衡和過壓報警保護。這兩種做法均具有各自的缺點，其中，電壓均衡電路與過壓報警保護合二為一的做法非常容易引起過壓報警動作，并且失去均衡電路的作用空間，等同于沒有均衡過程。而對每個超級電容單體（并聯組）分別作電壓均衡和過壓報警保護時，一方面增加了誤報警的機會（報警電路數量多），另一方面，當超級電容單體（并聯組）的額定工作電壓點與過壓報警保護點比較接近時，均衡電路同樣失去了動作區間，也等同于沒有均衡過程。

因此，現有的電壓均衡與過壓報警保護電路的設計不能滿足類似風力發電機變槳系統應用場合的需求。而本實用新型的均衡電路與過壓報警保護電路設計可以很好的解決上述問題，帶來電壓均衡可靠，過壓報警保護配置靈活，兼顧可靠保護與減少誤報警的優點。并且，當電壓額定工作點與過壓報警保護點接近時，通過分組過壓報警保護的方式，利用單體之間同時均衡動作的機會較小的實際情況，增大均衡動作與過壓報警保護之間的電壓緩沖區間，因而增加備用電源模組的可用性。因而，本實用新型在基于超級電容的備用電源應用領域中具有較大的理論研究和實際推廣的意義。

發明內容

本實用新型的目的，在于克服上述問題，提供一種電壓均衡可靠，過壓報警保護配置靈活，兼顧可靠保護與減少誤報警，并且當電壓額定工作點與過壓報警保護點接近時，通過分組過壓報警保護的方式，增大均衡動作與過壓報警保護之間的電壓緩沖區間，增加備用電源模組的可用性的超級電容備用電源模組。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：一種基于超級電容的備用電源模組，包括超級電容組、均衡電路、分組電壓信號線和分組過壓報警保護電路，所述超級電容組的正負極與均衡電路的兩端直接相連，所述分組電壓信號線的一端與超級電容組相連，另外一端與分組過壓報警保護電路相連，所述分組過壓報警保護電路的一端與分組電壓信號線相連；所述超級電容組為超級電容單體或超級電容并聯組；

本實用新型的進一步改進在于：所述超級電容并聯組與均衡電路一一對應，均衡電路與超級電容并聯組就近直接連接，均衡電路與超級電容并聯組之間沒有任何的接插件等器件；

本實用新型的進一步改進在于：所述超級電容并聯組，為雙電層超級電容（EDLC）、鋰離子超級電容（LiC）等任意形式的超級電容；

本實用新型的進一步改進在于：所述均衡電路可以是主動式均衡電路、被動式均衡電路、電阻耗能型均衡電路或者能量轉移式等任意形式的均衡電路；

本實用新型的進一步改進在于：將串聯的超級電容單體并聯組分成m組，其中m大于等于1，小于串聯的單體/并聯組數量，對每組做過壓報警保護，而非對每個超級電容單體并聯組做過壓報警保護；

本實用新型的進一步改進在于：過壓報警點為固定設定點或者可調設定點，并且帶有滯環比較功能。

本實用新型與現有技術相比具有以下明顯優點：

1、電壓均衡可靠：均衡電路與超級電容單體并聯組直接就近相連，沒有任何連接器、接插件等連接斷點，保證電壓均衡電路的可靠連接。

2、過壓報警保護配置靈活：通過獨立的分組過壓報警保護電路設計，實現過壓報警保護電路與單個超級電容單體并聯組的去強耦合，使得過壓報警保護點的配置更加靈活，減少限制。

3、減少誤報警：因為過壓報警保護電路的減少，從而減少了誤報警的機率。

4、增加可用性：當電壓額定工作點與過壓報警保護點接近時，通過分組過壓報警保護的方式，利用單體之間同時均衡動作的機會較小的實際情況，增大均衡動作與過壓報警保護之間的電壓緩沖區間，因而增加備用電源模組。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統結構圖；

圖中標號：A1.1～Am.n-超級電容單體并聯組、B1.1～Bm.n-均衡電路、S.1～S.m-分組電壓信號線、C.1～C.m-分組過壓報警保護電路。

具體實施方式