基于超级电容的备用电源模组的制作方法

本实用新型一种备用电源模组，具体地说，涉及基于一种基于超级电容的备用电源模组。

背景技术：

当前，在类似应用于风力发电变桨系统的基于超级电容的备用电源模组中，均采用多个超级电容单体（并联组）串联的设计。串联的超级电容单体（并联组）之间需要电压均衡电路以保证超级电容单体的电压保持均衡。同时，需要过电压报警保护电路，在电压超过安全工作点时发出报警保护信号，以保证系统安全工作。

现有的电压均衡电路与过压报警保护电路设计中，要么采用电压均衡电路与过压报警保护电路合二为一的设计（即均衡动作点等于过压报警点），要么采用对每个超级电容（并联组）做电压均衡和过压报警保护。这两种做法均具有各自的缺点，其中，电压均衡电路与过压报警保护合二为一的做法非常容易引起过压报警动作，并且失去均衡电路的作用空间，等同于没有均衡过程。而对每个超级电容单体（并联组）分别作电压均衡和过压报警保护时，一方面增加了误报警的机会（报警电路数量多），另一方面，当超级电容单体（并联组）的额定工作电压点与过压报警保护点比较接近时，均衡电路同样失去了动作区间，也等同于没有均衡过程。

因此，现有的电压均衡与过压报警保护电路的设计不能满足类似风力发电机变桨系统应用场合的需求。而本实用新型的均衡电路与过压报警保护电路设计可以很好的解决上述问题，带来电压均衡可靠，过压报警保护配置灵活，兼顾可靠保护与减少误报警的优点。并且，当电压额定工作点与过压报警保护点接近时，通过分组过压报警保护的方式，利用单体之间同时均衡动作的机会较小的实际情况，增大均衡动作与过压报警保护之间的电压缓冲区间，因而增加备用电源模组的可用性。因而，本实用新型在基于超级电容的备用电源应用领域中具有较大的理论研究和实际推广的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的，在于克服上述问题，提供一种电压均衡可靠，过压报警保护配置灵活，兼顾可靠保护与减少误报警，并且当电压额定工作点与过压报警保护点接近时，通过分组过压报警保护的方式，增大均衡动作与过压报警保护之间的电压缓冲区间，增加备用电源模组的可用性的超级电容备用电源模组。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种基于超级电容的备用电源模组，包括超级电容组、均衡电路、分组电压信号线和分组过压报警保护电路，所述超级电容组的正负极与均衡电路的两端直接相连，所述分组电压信号线的一端与超级电容组相连，另外一端与分组过压报警保护电路相连，所述分组过压报警保护电路的一端与分组电压信号线相连；所述超级电容组为超级电容单体或超级电容并联组；

本实用新型的进一步改进在于：所述超级电容并联组与均衡电路一一对应，均衡电路与超级电容并联组就近直接连接，均衡电路与超级电容并联组之间没有任何的接插件等器件；

本实用新型的进一步改进在于：所述超级电容并联组，为双电层超级电容（EDLC）、锂离子超级电容（LiC）等任意形式的超级电容；

本实用新型的进一步改进在于：所述均衡电路可以是主动式均衡电路、被动式均衡电路、电阻耗能型均衡电路或者能量转移式等任意形式的均衡电路；

本实用新型的进一步改进在于：将串联的超级电容单体并联组分成m组，其中m大于等于1，小于串联的单体/并联组数量，对每组做过压报警保护，而非对每个超级电容单体并联组做过压报警保护；

本实用新型的进一步改进在于：过压报警点为固定设定点或者可调设定点，并且带有滞环比较功能。

本实用新型与现有技术相比具有以下明显优点：

1、电压均衡可靠：均衡电路与超级电容单体并联组直接就近相连，没有任何连接器、接插件等连接断点，保证电压均衡电路的可靠连接。

2、过压报警保护配置灵活：通过独立的分组过压报警保护电路设计，实现过压报警保护电路与单个超级电容单体并联组的去强耦合，使得过压报警保护点的配置更加灵活，减少限制。

3、减少误报警：因为过压报警保护电路的减少，从而减少了误报警的机率。

4、增加可用性：当电压额定工作点与过压报警保护点接近时，通过分组过压报警保护的方式，利用单体之间同时均衡动作的机会较小的实际情况，增大均衡动作与过压报警保护之间的电压缓冲区间，因而增加备用电源模组。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构图；

图中标号：A1.1～Am.n-超级电容单体并联组、B1.1～Bm.n-均衡电路、S.1～S.m-分组电压信号线、C.1～C.m-分组过压报警保护电路。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

如图1所示的一种基于超级电容的备用电源模组的具体实施方式：包括超级电容组A1.1～Am.n、均衡电路B1.1～Bm.n、分组电压信号线S.1～S.m和分组过压报警保护电路C1～Cm，所述超级电容组A1.1～Am.n的正负极与均衡电路B1.1～Bm.n的两端直接相连，所述分组电压信号线S.1～S.m的一端与超级电容组A1.1～Am.n相连，另外一端与分组过压报警保护电路C.1～C.m相连，所述分组过压报警保护电路C.1～C.m的一端与分组电压信号线S.1～S.m相连，所述超级电容组A1.1～Am.n为超级电容单体或超级电容并联组；所述超级电容组A1.1～Am.n与均衡电路B1.1～Bm.n一一对应，所述均衡电路B1.1～Bm.n与超级电容组A1.1～Am.n直接连接；所述超级电容A1.1～Am.n为双电层超级电容EDLC或锂离子超级电容LiC；所述均衡电路B1.1～Bm.n为主动式均衡电路、被动式均衡电路、电阻耗能型均衡电路或能量转移式的电路；将串联的所述超级电容组A1.1～Am.n分成m组，其中m大于等于1，小于串联的单体/并联组数量，对每组做过压报警保护。

本实用新型与现有技术相比具有以下明显优点：

1、电压均衡可靠：均衡电路与超级电容单体(并联组)直接就近相连，没有任何连接器、接插件等连接断点，保证电压均衡电路的可靠连接。

2、过压报警保护配置灵活：通过独立的分组过压报警保护电路设计，实现过压报警保护电路与单个超级电容单体（并联组）的去强耦合，使得过压报警保护点的配置更加灵活，减少限制。

3、减少误报警：因为过压报警保护电路的减少，从而减少了误报警的机率。

4、增加可用性：当电压额定工作点与过压报警保护点接近时，通过分组过压报警保护的方式，利用单体之间同时均衡动作的机会较小的实际情况，增大均衡动作与过压报警保护之间的电压缓冲区间，因而增加备用电源模组的可用性。

申请人又一声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的实现方法及装置结构，但本实用新型并不局限于上述实施方式，即不意味着本实用新型必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开的范围之内。

本实用新型并不限于上述实施方式，凡采用和本实用新型相似结构及其方法来实现本实用新型目的的所有方式，均在本实用新型的保护范围之内。