基于超級電容的備用電源模組的制作方法

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。

技術實現要素：

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

為了加深對本實用新型的理解，下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。

如圖1所示的一種基于超級電容的備用電源模組的具體實施方式：包括超級電容組A1.1～Am.n、均衡電路B1.1～Bm.n、分組電壓信號線S.1～S.m和分組過壓報警保護電路C1～Cm，所述超級電容組A1.1～Am.n的正負極與均衡電路B1.1～Bm.n的兩端直接相連，所述分組電壓信號線S.1～S.m的一端與超級電容組A1.1～Am.n相連，另外一端與分組過壓報警保護電路C.1～C.m相連，所述分組過壓報警保護電路C.1～C.m的一端與分組電壓信號線S.1～S.m相連，所述超級電容組A1.1～Am.n為超級電容單體或超級電容并聯組；所述超級電容組A1.1～Am.n與均衡電路B1.1～Bm.n一一對應，所述均衡電路B1.1～Bm.n與超級電容組A1.1～Am.n直接連接；所述超級電容A1.1～Am.n為雙電層超級電容EDLC或鋰離子超級電容LiC；所述均衡電路B1.1～Bm.n為主動式均衡電路、被動式均衡電路、電阻耗能型均衡電路或能量轉移式的電路；將串聯的所述超級電容組A1.1～Am.n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。

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的可用性。

申請人又一聲明，本實用新型通過上述實施例來說明本實用新型的實現方法及裝置結構，但本實用新型并不局限于上述實施方式，即不意味著本實用新型必須依賴上述方法及結構才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本實用新型的任何改進，對本實用新型所選用實現方法等效替換及步驟的添加、具體方式的選擇等，均落在本實用新型的保護范圍和公開的范圍之內。

本實用新型并不限于上述實施方式，凡采用和本實用新型相似結構及其方法來實現本實用新型目的的所有方式，均在本實用新型的保護范圍之內。