[發(fā)明專利]基于超級電容直流后備電源的無縫切換續(xù)電裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN112994215A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李林;曹軍;崔紅輝
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽晶宸未來科技有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.基于超級電容直流后備電源的無縫切換續(xù)電裝置，其特征在于，包括直連開關(guān)S1、功率電阻R_C、超級電容C、DC/DC升壓模塊、切換開關(guān)S2、智能設(shè)備、主控模塊以及采樣電路，直連開關(guān)S1的一端以及功率電阻R_C的一端均與直流輸入電源連接，功率電阻R_C的另一端與DC/DC升壓模塊的輸入端連接，DC/DC升壓模塊的兩路輸出通過切換開關(guān)S2與智能設(shè)備連接，DC/DC升壓模塊的兩路輸出的放大倍數(shù)分別為R_f1以及R_f2且R_f1R_f2；直連開關(guān)S1的另一端連接到智能設(shè)備與切換開關(guān)S2的連接線上且連接節(jié)點定義為A點，A點與智能設(shè)備的連線上的電壓為輸出電壓，A點與切換開關(guān)S2的連線上的電壓為跟隨電壓；直連開關(guān)S1以及切換開關(guān)S2的控制端均與主控模塊的IO控制管腳連接；功率電阻R_C的另一端通過超級電容C接地；直流輸入電源通過一個采樣電路與主控模塊的一個AD采樣管腳連接，智能設(shè)備的輸入端通過另一個采樣電路與主控模塊的另一個AD采樣管腳連接；

當(dāng)直流輸入電源電壓來電時，控制投入直連開關(guān)S1，投入直連輸入電壓，無需退出跟隨電壓；直流輸入電源電壓應(yīng)急失電跌落時，斷開直連開關(guān)S1，切斷直連輸入電壓，通過控制切換開關(guān)S2，控制跟隨電壓實時補上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級電容直流后備電源的無縫切換續(xù)電裝置，其特征在于，所述主控模塊的型號為STM32F207VET6。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級電容直流后備電源的無縫切換續(xù)電裝置，其特征在于，所述DC/DC升壓模塊包括芯片U2、防反二極管D1、電阻R、電阻R1、電阻R2以及切換開關(guān)S2，所述芯片U2的IN引腳、SW引腳、防反二極管D1的陽極以及功率電阻R_C的另一端連接，防反二極管的陰極與電阻R的一端連接并且作為跟隨電壓輸出端，電阻R的另一端分別與芯片U2的FB引腳以及切換開關(guān)的第一端子連接，切換開關(guān)的第一端子還與主控模塊的一個IO控制管腳連接；切換開關(guān)的第二端子通過電阻R1接地，切換開關(guān)的第三端子通過電阻R2接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于超級電容直流后備電源的無縫切換續(xù)電裝置，其特征在于，所述芯片U2的型號為XL6019。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于超級電容直流后備電源的無縫切換續(xù)電裝置，其特征在于，當(dāng)主控模塊控制切換開關(guān)的第一端子與第二端子連接時，DC/DC升壓模塊的輸出電壓為V_f1＝1.25*(1+R_f1)，當(dāng)主控模塊控制切換開關(guān)的第一端子與第三端子連接時，DC/DC升壓模塊的輸出電壓為V_f2＝1.25*(1+R_f2)，其中，R_f1＝R/R₁，R_f2＝R/R₂且R_f1R_f2，使得輸出V_f1小于V_f2。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超級電容直流后備電源的無縫切換續(xù)電裝置，其特征在于，所述DC/DC升壓模塊的輸出電壓的設(shè)定值為：

V_f1＝90％V_額

V_f2＝95％V_額

其中，V_額為額定輸出電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級電容直流后備電源的無縫切換續(xù)電裝置，其特征在于，所述采樣電路包括分壓電阻R3、分壓電阻R4、運放U3以及限流電阻R5，電阻R3的一端接直流輸入電源或者智能設(shè)備的輸入端，分壓電阻R3的另一端分別與分壓電阻R4的一端以及運放U3的反相輸入端連接，分壓電阻R4的另一端接地，運放U3的同相輸入端與運放U3的輸出端連接，運放U3的輸出端與限流電阻R5的一端連接，限流電阻R5的另一端與主控模塊的AD采樣管腳連接。