一种储能电容的充放电方法及系统与流程

本发明涉及存储备电领域，特别涉及一种储能电容的充放电方法及系统。

背景技术：

为了保证存储系统的数据安全，在psu(powersupplyunit)掉电时，存储系统由cbu(capbackupunit，电容备电模块)供电进行数据备份。现有的cbu一般都作为单独的模块，位于整机的专用位置。在工作时，cbu模块一般以正常12v电压作为基准输入和输出，放电开始时电压从12v开始降落，降落至9v左右停止放电。由于cbu模块的供电电压变化小，可提供给存储系统的电能不多，效率很低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种放电能力高的储能电容的充放电方法及系统，以便为数据备份提供更多电能。其具体方案如下：

一种储能电容的充放电方法，应用于cbu中，包括：

当充电时，将输入端电压由基准电压升高至第一电压后，向储能电容输入电能；

当放电时，将所述储能电容的电压下降至所述基准电压后，通过输出端输出电能。

优选的，所述向储能电容输入电能的过程，具体包括：

将所述输入端电压由所述第一电压降至充电电压，对所述储能电容进行恒流充电，直至所述恒流截止，再对所述储能电容以恒压充电。

相应的，本发明公开了一种储能电容的充放电系统，应用于cbu中，包括：

升压充电模块，用于将输入端电压由基准电压升高至第一电压后，向储能电容输入电能；

降压放电单元，用于将所述储能电容的电压下降至所述基准电压后，通过输出端输出电能。

优选的，所述升压充电模块具体包括：

升压单元，用于将所述输入端电压由所述基准电压升高至所述第一电压；

充电单元，用于将所述输入端电压输入所述储能电容，使所述储能电容满充时其电压为第二电压。

优选的，所述充电单元具体用于：

将所述输入端电压由所述第一电压降至充电电压，对所述储能电容进行恒流充电，直至所述恒流截止，再对所述储能电容以恒压充电。

优选的，所述储能电容包括多颗串联的超级电容。

优选的，所述充放电系统还包括防倒灌模块，用于隔离所述升压充电模块和所述降压放电模块的工作路径。

优选的，所述充放电系统还包括：

状态检测模块，用于检测所述储能电容的充放电状态。

优选的，所述充放电系统还包括：

vpd模块，用于进行cbu的身份标识和状态管理。

本发明公开了一种储能电容的充放电方法，应用于cbu中，包括：当充电时，将输入端电压由基准电压升高至第一电压后，向储能电容输入电能；当放电时，将所述储能电容的电压下降至所述基准电压后，通过输出端输出电能。相比现有技术，本发明的输入端电压与输出端电压均保持为基准电压，但由于充电时先升高了输入端电压，储能电容的电压较高，存储能力大幅提高，在放电截止电压不变的情况下，本发明的放电压差明显比现有技术更大，因此本发明中储能电容的放电时长更久，也即cbu的工作时间更长，保证了存储系统有更充裕的时间来备份数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种储能电容的充放电方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例中一种储能电容的充放电系统的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了保证存储系统的数据安全，在psu(powersupplyunit)掉电时，存储系统由cbu(capbackupunit，电容备电模块)供电进行数据备份。现有的cbu一般都作为单独的模块，位于整机的专用位置。在工作时，cbu模块一般以正常12v电压作为基准输入和输出，放电开始时电压从12v开始降落，降落至9v左右停止放电。由于cbu模块的供电电压变化小，可提供给存储系统的电能不多，效率很低。

相比现有技术，本发明的输入端电压与输出端电压均保持为基准电压，但由于充电时先升高了输入端电压，储能电容的电压较高，存储能力大幅提高，在放电截止电压不变的情况下，本发明的放电压差明显比现有技术更大，因此本发明中储能电容的放电时长更久，也即cbu的工作时间更长，保证了存储系统有更充裕的时间来备份数据。

本发明实施例公开了一种储能电容的充放电方法，应用于cbu中，参见图1所示，包括：

s1：当充电时，将输入端电压由基准电压升高至第一电压后，向储能电容输入电能；

在现有技术中，储能电容与外界进行能量传输时，利用连接器作为交换接口，直接以基准电压作为输入端电压和输出端电压，通常基准电压为12v。

可以理解的是，本实施例中的第一电压明显高于基准电压，一般设置为24v；在向储能电容输入电能时，实际上是一种降压充电，因此储能电容最后充满的电压值小于第一电压，可设置为20v左右。

其中，本实施例中的储能电容一般为多颗串联的超级电容，以满足本实施例对电能容量和电压的双重要求。

具体的，所述向储能电容输入电能的过程包括：

将所述输入端电压由所述第一电压降至充电电压，对所述储能电容进行恒流充电，直至所述恒流截止，再对所述储能电容以恒压充电。

可以理解的是，恒流充电再恒压充电是进行储能电容输电的一种常用手段。

s2：当放电时，将所述储能电容的电压下降至所述基准电压后，通过输出端输出电能。

由上文得知，向输出端输出电能时，可接受的电压依然为基准电压，而此时储能电容的电压高于基准电压，因此需要进行降压处理。

可以理解的是，由于储能电容输出电能，其电压会逐渐降低，最后在达到截止电压后停止输出电能。这里的截止电压为能够支撑存储系统内硬件工作的最低电压，不同的存储系统对应的最低电压可能不同，但截止电压的范围一般在8～10v之间。

现有技术中的放电过程，储能电容的电压由基准电压降到截止电压，也即由12v降至9v；而本发明中储能电容的电压由略低与第一电压降到截止电压，也即由20v降至9v；相较而言，本发明的放电区间明显更宽，放电能力提升了3倍以上。进一步的，在备份同样大小的数据时，本发明对存储系统的支持时间是现有技术3倍，从而降低了对硬盘的速度要求，备份硬盘的速度可以降到原来的三分之一，用于配置存储系统的硬盘成本大幅下降。

本发明实施例公开了一种储能电容的充放电方法，应用于cbu中，包括：当充电时，将输入端电压由基准电压升高至第一电压后，向储能电容输入电能；当放电时，将所述储能电容的电压下降至所述基准电压后，通过输出端输出电能。相比现有技术，本发明的输入端电压与输出端电压均保持为基准电压，但由于充电时先升高了输入端电压，储能电容的电压较高，存储能力大幅提高，在放电截止电压不变的情况下，本发明的放电压差明显比现有技术更大，因此本发明中储能电容的放电时长更久，也即cbu的工作时间更长，保证了存储系统有更充裕的时间来备份数据。

相应的，本发明实施例公开了一种储能电容的充放电系统，应用于cbu中，参见图2所示，包括：

升压充电模块1，用于将输入端电压由基准电压升高至第一电压后，向储能电容输入电能；

降压放电单元2，用于将所述储能电容的电压下降至所述基准电压后，通过输出端输出电能。

进一步的，所述升压充电模块1具体包括：

升压单元11，用于将所述输入端电压由所述基准电压升高至所述第一电压；

充电单元12，用于将所述输入端电压输入所述储能电容，使所述储能电容满充时其电压为第二电压。

相比现有技术，本发明的输入端电压与输出端电压均保持为基准电压，但由于充电时先升高了输入端电压，储能电容的电压较高，存储能力大幅提高，在放电截止电压不变的情况下，本发明的放电压差明显比现有技术更大，因此本发明中储能电容的放电时长更久，也即cbu的工作时间更长，保证了存储系统有更充裕的时间来备份数据。

其中，所述充电单元12具体用于：

将所述输入端电压由所述第一电压降至充电电压，对所述储能电容进行恒流充电，直至所述恒流截止，再对所述储能电容以恒压充电。

具体的，所述储能电容包括多颗串联的超级电容。

进一步的，所述充放电系统还包括防倒灌模块3，用于隔离所述升压充电模块1和所述降压放电模块2的工作路径。

因为升压充电模块1和降压放电模块2有一部分电路重合，但工作电流方向不同，为了避免工作电流倒灌，设置了包含二极管的防倒灌模块3。

进一步的，所述充放电系统还包括状态检测模块4，用于检测所述储能电容的充放电状态。状态检测模块4通过管理总线与rom、外接系统连接，不仅可以将充放电状态的数据记录存储下来，还可以获取针对储能电容的相关命令并执行。

进一步的，所述充放电系统还可以包括vpd模块5，用于进行cbu的身份标识和状态管理。

可以理解的是，本实施例中充放电系统与外界进行信息和能量传输时，均通过连接器的输入输出引脚实现。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种储能电容的充放电方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。