应急电源电路及系统的制作方法

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及应急电源电路及系统。

背景技术：

在目前的电力系统中，用于进行应急供电的电力系统主要为传统的柴油发电系统。柴油发电系统是一种利用石化能源进行应急发电的能源系统，其在发电过程中将会产生较强的石化污染和噪音污染。特别在饮用水发源地或者居民聚集点等地，石化污染和噪音污染会对生态环境和日常生活造成较大影响。同时，在柴油发电系统的附近还需要存放一定数量的柴油，并且需要定期进行维护。

然而，应急供电系统在电力系统正常运行过程中也是不可或缺的重要组成部分。因此，为了降低应急供电系统在使用过程中对于环境和日常生活的影响，亟需一种非柴油发电方式的应急供电系统。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种应急电源电路及系统，旨在解决现有的柴油发电系统污染较大、维护较为麻烦的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种应急电源电路，包括控制电路以及分别与所述控制电路连接的储能模块以及逆变电路；所述储能模块与所述逆变电路连接；

所述控制电路用于对主电源进行监测，并在主电源掉电或用户触发时发送供电信号至所述储能模块；

所述储能模块，包括储能电容以及储能电池，用于在接收到供电信号时，通过储能电容以及储能电池输出相应的直流电压；

所述逆变电路用于将所述储能模块输出的直流电压转换为交流电压并输出。

可选地，所述应急电源电路还包括与所述控制电路连接的充电模块；所述充电模块的输入端与主电源连接，所述充电模块的输出端与所述储能模块连接；

所述控制电路，还用于在主电源正常供电时，向所述充电模块发送充电信号；

所述充电模块，用于在接收到所述充电信号时，通过主电源输出的电源电压为所述储能模块充电。

可选地，所述储能电容以及所述储能电池的数量均为多个。

可选地，所述储能模块还包括多个接触器；

每个接触器的常闭端与一储能电容或一储能电池连接，多个接触器的常开端均与所述逆变电路连接，多个接触器的控制端均与所述控制电路连接；

所述储能模块，还用于在接收到供电信号时，改变相应接触器的开闭状态。

可选地，所述储能模块还包括均与所述控制电路连接的电池管理模块和电容管理模块；

所述电池管理模块，用于监测所述储能电池的电池参数并将所述电池参数发送至所述控制电路；

所述电容管理模块，用于监测所述储能电容的电容参数并将所述电容参数发送至所述控制电路。

可选地，所述储能电池与所述储能电容连接，所述储能电池还用于为所述储能电容充电。

可选地，所述应急电源电路还包括触控模块，所述触控模块包括触控屏；

所述控制电路，用于在用户触发所述触控屏时发送供电信号至所述储能模块。

可选地，所述应急电源电路还包括与所述控制电路连接的采样电路；

所述采样电路，用于对所述应急电源电路的带电参数进行采样并将生成的采样数据发送至所述控制电路。

可选地，所述应急电源电路还包括远程服务器，所述远程服务器与所述控制电路通信连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种应急电源系统，所述应急电源系统包括与主电源连接的应急电源电路，所述应急电源电路被配置为如上所述的应急电源电路。

本实用新型通过设置储能模块和逆变电路，可以通过储能模块中的储能电池以及储能电容存储应急供电所需的能量。在控制电路检测到主电源掉电或者用户主动开启应急供电时控制储能模块将内部存储的能量输出为相应的直流电，并通过逆变电路将直流电转换为交流电以为负载进行应急供电，保障负载的正常运行。其中，储能模块通过采用储能电容和储能电池的混合储能方式，能够充分利用电容储能的循环寿命长、环保、输出功率大的特性以及电池储能的能量密度大、储能容量高的特性，从而保障应急供电的可靠性和稳定性，提升应急电源的使用寿命。还能够降低环境污染和噪声污染，并且维护较为方便，能够代替现有的石化能源应急发电系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型应急电源电路一实施例的模块示意图；

图2为本实用新型应急电源电路另一实施例的模块示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种应急电源电路，应用于应急电源系统中，该应急电源系统可以用于在主电源20掉电或者用户手动控制时输出相应的交流电压为驱动电机等负载进行供电。

参见图1，在一实施例中，应急电源电路包括控制电路10以及分别与控制电路10连接的储能模块30以及逆变电路40，储能模块30与逆变电路40连接。控制电路10可以对主电源20进行监测，主电源20能够输出相应的电源电压为负载进行供电。其中，主电源20可以为市电。控制电路10在对主电源20进行监测时，主要监测主电源20是否正常供电，在主电源20掉电时，控制电路10可以发送供电信号至储能模块30。可以理解的是，在用户触发控制电路10以开启应急供电时，控制电路10也可以发送供电信号至储能模块30。

储能模块30包括储能电容31和储能电池32。其中，储能电容31可以为超级电容，储能电池32可以为新能源电池。在储能模块30接收到控制电路10发送的供电信号时，可以通过储能电容31和储能电池32输出相应的直流电压至逆变电路40。逆变电路40可以将储能模块30输出的直流电压进行dc/ac转换以生成相应的交流电压并输出至负载以进行应急供电。可选地，储能模块30输出的直流电压可以为48v，逆变电路40生成的交流电压可以为220v交流电或380v交流电。

在本实施例中通过设置储能模块30和逆变电路40，可以通过储能模块30存储应急供电所需的能量。在控制电路10检测到主电源20掉电或者用户主动开启应急供电时控制储能模块30将内部存储的能量输出为相应的直流电，并通过逆变电路40将直流电转换为交流电以为负载进行应急供电，保障负载的正常运行。其中，储能模块30通过采用储能电容31和储能电池32的混合储能方式，能够充分利用电容储能的循环寿命长、环保、输出功率大的特性以及电池储能的能量密度大、储能容量高的特性，从而保障应急供电的可靠性和稳定性。并且能够提升电路的使用寿命。

请一并参见图1和图2，上述应急电源电路还包括与控制电路10连接的充电模块50，充电模块50的输入端与主电源20连接，充电模块50的输出端与储能模块30连接。在主电源20正常供电时，控制电路10可以向充电模块50发送充电信号。充电模块50在接收到充电信号时，可以通过主电源20输出的电源电压为储能模块30进行充电，以避免储能模块30内储存的能量减少。

进一步地，上述实施例中，储能模块30中的储能电容31和储能电池32均可以为多个。通过设置多个储能电容31或储能电池32，能够提升储能模块30的储能容量。储能模块30还可以包括接触器k，接触器k具有常开端和常闭端。接触器k的常闭端与储能电容31或储能电池32连接，接触器k的常开端则与逆变电路40连接，接触器k的控制端与控制电路10连接。控制电路10可以在监测到主电源20掉电或者用户触发开启应急供电时发送供电信号至接触器k以使接触器k闭合，从而使得储能模块30输出的直流电压经过逆变电路40进行转换后形成相应的交流电压。可以理解的是，储能模块30中的接触器k可以为多个，每个接触器k均与一个储能电容31或一个储能电池32对应连接。储能模块30可以通过控制电路10发送的供电信号单独对每一个接触器k进行开闭控制，以控制对应的储能电容31或储能电池32进行放电。

进一步地，储能模块30中还可以包括与控制电路10连接的电池管理模块34以及与控制电路10连接电容管理模块33。电池管理模块34可以检测储能电池32的电池参数。电池参数可以包括电池剩余电量，电池充放电过程中的端电压、温度、充放电电流等，避免储能电池32发生过充或过放。电池管理模块34还可以对电池的运行状况进行监测，以确定发生故障的储能电池32，保障储能模块30的可靠性和稳定性。同样地，电容管理模块33可以监测储能电容31的电容参数。电容参数包括电容的输出电压、电流、温度等。电池管理模块34可以将检测到的电池参数发送至控制电路10，电容管理模块33可以将监测到的电容参数发送至控制电路10。可选地，控制电路10与电容管理模块33或电池管理模块34之间的通讯接口可以为rs485接口。

在上述实施例中，储能电容31还可以与储能电池32连接。由于储能电容31的能量密度低于储能电池32，并且具有循环寿命长、输出功率大的特性，储能电池32可以为储能电容31充电，并通过储能电容31输出相应的直流电压，以提升储能模块30的输出功率，从而提升应急供电的输出功率。

进一步地，上述应急电源电路中还可以包括触控模块60，触控模块60可以包括触控屏。用户可以通过触控屏进行触发，控制电路10在接收到用户触发触控屏产生的控制信号时，可以发送供电信号至储能模块30以使储能模块30输出直流电压进行应急供电。同样地，用户还可以通过触控屏进行触发以使控制电路10控制储能模块30停止应急供电。可以理解的是，触控模块60还可以为触摸开关等触摸控制装置。

可选地，应急控制电路10中还可以包括与所述控制电路10的采样电路70以及与控制电路10通信连接的远程服务器80。采样电路70可以在应急电源电路进行工作时对电路中的带电参数进行采样，并将采样数据发送至控制电路10。采样数据可以为储能模块30输出的直流电压、输出功率以及逆变电路40转换后的交流电压的电压大小，输出至负载的功率等。控制电路10接收到采样数据后，还可以通过信号传输的方式将采样数据发送至远程服务器80，以使远程服务器80获取应急电源电路的当前工作状态。可以理解的是，远程服务器80还可以发送控制指令至控制电路10，以使控制电路10根据该控制指令发出供电信号或者发出充电信号，以控制应急应急电源输出直流电压进行供电或通过充电模块50进行充电，从而实现应急电源的远程控制。

本实用新型还提供一种应急电源系统，该应急电源系统包括与主电源连接的应急电源电路，该应急电源电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的应急电源系统采用了上述应急电源电路的技术方案，因此该应急电源系统具有上述应急电源电路所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。