一種基于超級電容的后備電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電源領域，具體涉及一種基于超級電容的后備電源。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，人類社會對電能的需求日益增加，同時對電能質量以及供電安全性的要求越來越高。例如，在銀行、通信、工業生產等各行業中，供電故障將有可能帶來巨大的經濟損失。特別是隨著互聯網技術的高速發展，數據安全已經成為各行業普遍關注的問題。使用后備電源是確保用電設備安全性，以及數據安全性的重要方法之一。
[0003]目前所采用的后備電源主要有兩種，一種是基于鉛酸蓄電池的后備電源，這種后備電源的儲能單元是鉛酸蓄電池，通過對鉛酸蓄電池進行充放電，來實現外部供電中斷時的不間斷供電。一種是基于鋰電池的后備電源，這種后備電源的儲能單元是鋰電池，通過對鉛鋰電池進行充放電，來實現外部供電中斷時的不間斷供電。
[0004]但是，基于鉛蓄電池的后備電源具有諸多缺點，具體包括:
[0005]1、鉛酸蓄電池壽命無法達到設計要求，通常鉛酸蓄電池在三年時就出現了嚴重的劣化。
[0006]2、對于鉛酸蓄電池的運行情況、性能狀況不明，對于鉛酸蓄電池內部性能參數，例如電池的內阻、當前的剩余容量都無法十分清楚地了解。
[0007]3、單體電池之間不均衡，鉛酸蓄電池組在實際運行中存在單體電池之間充電電壓、或內阻等差異較大的情況。
[0008]4、鉛酸蓄電池終止壽命無法提前判斷以及鉛酸蓄電池的更換缺乏科學的依據。
[0009]5、后備電源不工作時，鉛酸蓄電池始終是帶電的，安全性能不高。
[0010]基于鋰電池的后備電源也有很多劣勢。具體而言，鋰電池存在安全隱患，鋰離子、有機電解質，其本身有易燃、易爆性;鋰電池充電時間長，使用不方便。并且鋰電池的使用壽命短。
[0011]因此，目前所使用的后備電源都存在著諸多不足之處，難以滿足人們對后備電源的需求。
【實用新型內容】
[0012]針對現有后備電源所存在的問題，本實用新型的目的是提供一種安全性高、使用壽命長、充電時間短的后備電源。
[0013]具體而言，本實用新型提供一種基于超級電容的后備電源，其特征在于，所述后備電源包括:超級電容、充電模塊、開關電路、電壓采集模塊、單片機、電壓轉換模塊以及供電節點，
[0014]外部供電輸入分別與所述充電模塊和所述供電節點相連；
[0015]所述充電模塊與所述超級電容相連接，用以對所述超級電容充電；
[0016]所述電壓采集模塊采集所述外部供電輸入的輸入電壓；
[0017]所述單片機與所述電壓采集模塊相連并對所述電壓采集模塊進行控制；
[0018]所述超級電容經所述開關電路與所述供電節點相連，所述單片機與所述開關電路相連；
[0019]所述供電節點將來自所述外部供電輸入或所述超級電容的輸入轉送至所述電壓轉換模塊；
[0020]所述電壓轉換模塊對其所接收到的供電電壓進行DC/DC轉換并輸出。
[0021]進一步地，所述電壓轉換模塊的輸入為9一 36V寬輸入電壓，輸出為12V。
[0022]進一步地，所述開關電路為MOS管開關電路。
[0023]進一步地，所述充電模塊包括LM25085芯片。
[0024]超級電容是一種介于電池和靜電電容器之間的儲能元件，具有比靜電電容器高得多的能量密度和比電池高得多的功率密度，不僅適合與作短時間的功率輸出源，而且還可利用它比功率高、比能量大、一次儲能多等優點。此外，超級電容器具有優良的脈沖充電性能和大容量儲能性能，因其存儲能量大，質量輕，可多次充電而成為一種新型的儲能裝置，近年來受到科學研究人員的廣泛重視。
[0025]由于超級電容不工作時電壓為零，相比于以其他單元作為儲能單元的后備電源大大提高了安全性能。同時相對來說，對工作環境的適應范圍更廣，可以適應低溫工作環境。所以超級電容后備電源具有更良好的性能。
[0026]有益效果
[0027]1、寬壓輸入范圍使得整個后備電源的應用范圍比較寬，9V-36V間的輸入電壓都符合條件，因此輸入端出現一定程度的波動時，也不會影響輸出，還能得到一個穩定的電壓輸出。
[0028]2、寬壓輸入范圍使得在超級電容供電時，相對外部供電時有一個壓差，但是也能得到一個穩定的12V電壓輸出，保證了穩定的電壓輸出。
[0029]3、超級電容供電在沒有外部供電進行充電時，電壓為零，大大提高了電路的安全性能。
[0030]4、外部軟件對超級電容進行監控，檢測超級電容是否正常工作。
[0031]5、超級電容的等效電阻很低，電容量大且內阻小，使得超級電容可以有很高的尖峰電流，因此具有很高的比功率，高達蓄電池的50-100倍，使得超級電容非常適合于短時大功率的應用場合。
[0032]6、在我國北方的冬季，因氣溫過低，以蓄電池作為啟動電源的重型卡車經常難以啟動，而超級電容擁有在-40-+70攝氏度溫度范圍內正常工作的特性，可以為低溫啟動提供優異的解決方案，并可以起到保護蓄電池、延長蓄電池使用壽命的作用。
【附圖說明】
[0033]圖1示出了現有技術中所采用的基于超級電容的后備電源的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0034]本實用新型一個實施例的結構示意圖如圖1所示。如圖1所示，該后備電源包括:超級電容10、充電模塊11、開關電路12、電壓采集模塊13、單片機14、電壓轉換模塊15以及供電節點16。其中，開關電路12采用MOS管開關電路，電壓轉換模塊15采用9-36V寬輸入電壓的DC/DC轉換器。
[0035]如圖1所不，外部供電輸入20分別與充電模塊11和供電節點16相連。即，外部供電輸入20進入備用電源之后，分成兩路，經充電模塊提供給超級電容，對超級電容進行充電，另一路經由供電節點提供給9-36V寬輸入電壓的DC/DC轉換器。正常情況下，外部供電輸入為用于給系統供電的直流電源。
[0036]電壓采集模塊采集外部供電輸入的供電電壓，并且將所采集的電壓信號傳送給單片機，一旦外部供電輸入所輸入的電壓小于閾值，則單片機控制所述MOS開關電路開啟，進而使超級電容放電，將超級電容的輸出提供給供電節點，供電節點繼而將超級電容的輸出提供給9-36V寬輸入電壓的DC/DC轉換器。
[0037]9-36V寬輸入電壓的DC/DC轉換器將其所接收到的輸入轉換成穩定的12V提供給輸出接口 19。
[0038]在本實施例中，所采用的充電模塊包括LM25085芯片。
[0039]本實用新型的