電容儲(chǔ)能裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電容儲(chǔ)能裝置，屬于充電供電【技術(shù)領(lǐng)域】，其包括依次連接的二極管V32、穩(wěn)壓電路、由并聯(lián)的電阻R14和電阻R15構(gòu)成的限流電路和二極管V25，二極管V32的正極與外接電源連接、負(fù)極與穩(wěn)壓電路連接，二極管V25正極與限流電路連接、負(fù)極與負(fù)載電路連接，電容儲(chǔ)能裝置還包括由若干個(gè)串聯(lián)的儲(chǔ)能單元電路構(gòu)成的能量存儲(chǔ)電路，能量存儲(chǔ)電路的正極端與二極管V25的陽極連接、負(fù)極端接地。在電路裝置中，當(dāng)外接電源中斷時(shí)可作為備用電源，具有使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。該電路不需要復(fù)雜的切換電路、切換時(shí)間短，能保證在外接電源正常時(shí)和中斷時(shí)裝置能夠有無間斷的電源供應(yīng)。
【專利說明】電容儲(chǔ)能裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及充電供電【技術(shù)領(lǐng)域】。具體地說涉及一種電容儲(chǔ)能裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容器是一種電化學(xué)元件，其介于傳統(tǒng)電容器與電池之間，是一種具有特殊性能的電源，但在其儲(chǔ)能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓加到超級(jí)電容器的兩個(gè)極板上時(shí)，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲(chǔ)正電荷，負(fù)極板存儲(chǔ)負(fù)電荷，在超級(jí)電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場(chǎng)，這種正電荷與負(fù)電荷在兩個(gè)不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個(gè)電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器為正常工作狀態(tài)(通常為3V以下)，如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。由于隨著超級(jí)電容器放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷相應(yīng)減少。由此可以看出:超級(jí)電容器的充放電過程始終是物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。因此超級(jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。
[0003]超級(jí)電容器是一種新型儲(chǔ)能裝置，其具有功率密度高、充放電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。單個(gè)超級(jí)電容的電壓一般不超過3V，且能量較小，因此一般采用多個(gè)電容串聯(lián)的方式來組成所需的儲(chǔ)能裝置以提高儲(chǔ)能裝置的能量存儲(chǔ)。
[0004]現(xiàn)有的電路裝置中，一旦外接電源中斷需要備用電源來提供電源以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等操作時(shí)，用電源多采用化學(xué)電池，使用壽命短且對(duì)環(huán)境污染大。另外，主備電源的切換需要復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，而且其切換工作會(huì)需要一定的時(shí)間備。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有電路裝置中采用化學(xué)電池的備用電源使用壽命短、對(duì)環(huán)境污染大，且主備電源的切換裝置復(fù)雜，從而提出一種可作為備用電源的使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保的電容儲(chǔ)能裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—種電容儲(chǔ)能裝置，包括依次連接的二極管V32、穩(wěn)壓電路、由并聯(lián)的電阻R14和電阻R15構(gòu)成的限流電路和二極管V25，二極管V32的正極與外接電源連接、負(fù)極與穩(wěn)壓電路連接，二極管V25正極與限流電路連接、負(fù)極與負(fù)載電路連接，電容儲(chǔ)能裝置還包括由若干個(gè)串聯(lián)的儲(chǔ)能單元電路構(gòu)成的能量存儲(chǔ)電路，能量存儲(chǔ)電路的正極端與二極管V25的陽極連接、負(fù)極端接地，還包括電容C49，電容C49的一端與二極管V32的負(fù)極連接、另一端接地。
[0008]作為優(yōu)化，儲(chǔ)能單元電路包括一個(gè)超級(jí)電容器和一個(gè)電阻，超級(jí)電容器和電阻并聯(lián)。
[0009]作為優(yōu)化，儲(chǔ)能單元電路的電阻大小均一致。
[0010]作為優(yōu)化，儲(chǔ)能單元電路的超級(jí)電容器的大小一致。
[0011]作為優(yōu)化，限流電路包括并聯(lián)的電阻R14和電阻R15。
[0012]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]本實(shí)用新型提供的電容儲(chǔ)能裝置，在電路裝置中，當(dāng)外接電源中斷時(shí)可作為備用電源，以供裝置進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)操作，如保存數(shù)據(jù)等，其并沒有利用化學(xué)反應(yīng)，具有功率密度高、充放電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。二極管V25起到開關(guān)作用，在外接電源正常時(shí)，二極管V25處于反向截止?fàn)顟B(tài)，從而關(guān)閉能量存儲(chǔ)電路的放電，一旦外接電源導(dǎo)通時(shí)，則二極管V25正向?qū)?，能量存?chǔ)電路對(duì)外放電，給負(fù)載電路供電。并且，當(dāng)外接電源恢復(fù)正常時(shí)，可立即自動(dòng)切換為外接電源供電，同時(shí)還可給能量存儲(chǔ)電路充電。該電路不需要復(fù)雜的切換電路、切換時(shí)間短，能保證在外接電源正常時(shí)和中斷時(shí)裝置能夠有無間斷的電源供應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0015]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種電容儲(chǔ)能裝置電路圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種均壓電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種電容儲(chǔ)能裝置，包括依次連接的二極管V32、穩(wěn)壓電路、由并聯(lián)的電阻R14和電阻R15構(gòu)成的限流電路和二極管V25，二極管V32的正極與外接電源連接、負(fù)極與穩(wěn)壓電路連接，二極管V25正極與限流電路連接、負(fù)極與負(fù)載電路連接，電容儲(chǔ)能裝置還包括由若干個(gè)串聯(lián)的儲(chǔ)能單元電路構(gòu)成的能量存儲(chǔ)電路，能量存儲(chǔ)電路的正極端與二極管V25的陽極連接、負(fù)極端接地。具體地，儲(chǔ)能單元電路包括并聯(lián)的一個(gè)超級(jí)電容器和一個(gè)電阻。且所有儲(chǔ)能單元電路的電阻和超級(jí)電容器的大小均一致。能量存儲(chǔ)電路中的超級(jí)電容器同向串聯(lián)。作為優(yōu)化，本實(shí)施例還包括電容C49，電容C49的一端與二極管V32的負(fù)極連接、另一端接地。
[0019]當(dāng)裝置的外接電源斷電時(shí)，儲(chǔ)存了電能的電容儲(chǔ)能裝置可以作為備用電源使用，該電容儲(chǔ)能裝置由充電電路、儲(chǔ)能電路和放電電路三部分組成。如圖1所示，充電電路可由15VDC外接電源提供電源，也可以對(duì)C41、C42、C43、C44四個(gè)超級(jí)電容器進(jìn)行充電，當(dāng)前端沒有電壓15VDC時(shí)，四個(gè)超級(jí)電容器可以為裝置提供電源，保證裝置在外部掉電的情況下能持續(xù)工作一段時(shí)間。實(shí)際使用中，可根據(jù)裝置的使用需要，設(shè)置多個(gè)儲(chǔ)能單元電路以增加儲(chǔ)存的能量。D17為穩(wěn)壓電路，提供1V直流電壓用于給超級(jí)電容充電，充電電路中二極管V32作用是為防止外部電源中斷時(shí)防止電容電流倒灌到外接電源電路中。電阻R14、R15為充電限流電阻，防止裝置啟動(dòng)時(shí)電流過大，導(dǎo)致裝置電源無法正常啟動(dòng)。存儲(chǔ)電路由4個(gè)超級(jí)電容和均壓電阻串聯(lián)組成。均壓電阻R12、R16、R17、R18主要為保證與其并聯(lián)的四個(gè)超級(jí)電容器兩端電壓保持一致，以免電壓不均造成超級(jí)電容局部過電壓而損壞。超級(jí)電容通過二極管V25放電，該二極管起到自動(dòng)開關(guān)作用，在外接電電源正常時(shí)該二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，從而斷開能量存儲(chǔ)電路的放電電路；外接電源中斷時(shí)正向?qū)?，從而?dǎo)通能量存儲(chǔ)電路的放電電路。該電路保證了正常情況下和異常情況下裝置均能夠有保證正常工作的電源供應(yīng)。若裝置工作需要1V的主電源，而前級(jí)轉(zhuǎn)化出的是15V的15VDC，則可采用此電壓轉(zhuǎn)換電路，并通過此電路為超級(jí)電容供電，保證裝置正常工作。
[0020]如圖2所示，作為本實(shí)施例的一種變形，均壓電路，即與超級(jí)電容器并聯(lián)的用于保證所有串聯(lián)的超級(jí)電容器的兩端電壓保持一致，還可以是如下電路:
[0021]包括電阻R1-R7、并連接的電阻R8和R9、穩(wěn)壓電路Ul和三極管Dl和D2，電阻R1、R2、R3串聯(lián)后與超級(jí)電容器并聯(lián)，且電阻Rl與超級(jí)電容器的正極連接，穩(wěn)壓電路Ul的第一端與電阻R2、R3的連接處連接，穩(wěn)壓電路Ul的第二端分別與電阻R4和電阻R5的一端連接，穩(wěn)壓電路Ul的第三端與超級(jí)電容器的負(fù)極連接，電阻R4的另一端與電阻R8和R9的連接處連接，電阻R5的另一端與三極管Dl的基極連接，三極管Dl的發(fā)射極也與電阻R8和R9的連接處連接，三極管Dl的集電極分別與電阻R6和R7的一端連接，電阻R6的另一端與超級(jí)電容器的負(fù)極連接，電阻R7的另一端與三極管D2的基極連接，三極管D2的集電極與電阻R8和R9的另一連接處連接，三極管D2的發(fā)射極與超級(jí)電容器的負(fù)極連接。穩(wěn)壓電路Ul為TL431三端基準(zhǔn)穩(wěn)壓集成芯片。
[0022]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種電容儲(chǔ)能裝置，其特征在于:包括依次連接的二極管V32、穩(wěn)壓電路、由并聯(lián)的電阻R14和電阻R15構(gòu)成的限流電路和二極管V25，所述二極管V32的正極與外接電源連接、負(fù)極與所述穩(wěn)壓電路連接，所述二極管V25正極與所述限流電路連接、負(fù)極與負(fù)載電路連接；還包括由若干個(gè)串聯(lián)的儲(chǔ)能單元電路構(gòu)成的能量存儲(chǔ)電路，所述能量存儲(chǔ)電路的正極端與所述二極管V25的陽極連接、負(fù)極端接地；還包括電容C49，所述電容C49的一端與所述二極管V32的負(fù)極連接、另一端接地。
2.如權(quán)利要求1所述的電容儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元電路包括一個(gè)超級(jí)電容器和一個(gè)電阻，所述超級(jí)電容器和電阻并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的電容儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元電路的電阻大小均—致。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電容儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元電路的超級(jí)電容器的大小一致。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK204258342SQ201420591686
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】夏曉斌, 王克業(yè), 時(shí)翔, 閻振坤, 寇巖, 畢孝輝, 劉鵬 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司