超级电容后备的直流高压电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电源技术领域，更具体地说，本发明涉及一种超级电容后备的直流高压电源。
【背景技术】
[0002]使用高压直流电源(直流270V或者其他规格)的大型设备，由于其重要性和复杂性，运行中不能中断供电。为防止市电因雷击、跳闸、瞬间短路等意外而导致设备运行中断，需要在设备的前端安装储能设备，一般是蓄电池。在电力故障发生时，由蓄电池提供短时间的电力，维持工作。
[0003]大多数市电的停顿时间较短，称为“闪停”，从数十毫秒到数秒。因此只要储备几秒钟的电力就可以规避大部分的“闪停”。蓄电池组的缺点是放电能力有限。为了达到放电电流的要求，就不得不加大蓄电池的容量，系统配置不合理。
[0004]而且，蓄电池是化学储能部件，存在着控制复杂、使用寿命短，维护工作量大，重金属环境污染等问题，其应用越来越受到限制。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种超级电容后备的直流高压电源，其能够避免使用大容量蓄电池而同时能够满足时间很短的“闪停”期间的不间断供电。
[0006]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种超级电容后备的直流高压电源，包括:交流-直流转换器、超级电容器、充电器和二极管；其中，所述交流-直流转换器的输入端接入供电系统提供的交流电，所述交流-直流转换器的输出端连接负载；所述交流-直流转换器用于将供电系统提供的交流电转换成直流电为负载供电；所述超级电容器与充电器串联连，接至所述交流-直流转换器输出端，放电二极管并联在充电器上。
[0007]优选地，所述充电器用于利用所述交流-直流转换器输出的直流电为所述超级电容器充电，而且所述充电器为所述超级电容器充电时的充电电流的方向为从所述交流-直流转换器的输出正极流经超级电容器和充电器，再到交流-直流转换器的输出负极。
[0008]优选地，所述超级电容器用于在所述交流-直流转换器的输入端接入的供电系统停止供电时放电以便为负载供电，所述超级电容器的放电电流不经过充电器而是经过并联在充电器上的二极管。
[0009]优选地，所述供电系统提供的交流电是380V的三相交流电。
[0010]优选地，所述交流直流电压转换器用于将380V的三相交流电转换成270V的直流电。
[0011]优选地，所述交流直流电压转换器是一种AC/DC电源阵列。又称为HVDC开关电源阵列。
【附图说明】
[0012]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0013]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的超级电容后备的直流高压电源的框图。
[0014]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0016]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的超级电容后备的直流高压电源的框图。
[0017]如图1所示，根据本发明优选实施例的超级电容后备的直流高压电源包括:交流-直流转换器、超级电容器、充电器和二极管。
[0018]其中，所述交流-直流转换器的输入端接入供电系统提供的交流电，所述交流-直流转换器的两个输出端分别连接负载的两端；所述交流直流电压转换器用于将供电系统提供的交流电转换成直流电，并利用转换得到的直流电为负载供电。
[0019]其中，所述超级电容器串联充电器之后连接到所述交流-直流转换器的输出端，充电器上并联一个二极管。
[0020]由此，所述充电器用于利用所述交流-直流转换器输出的直流电为所述超级电容器充电，而且所述充电器为所述超级电容器充电时的充电电流的方向为从所述交流-直流转换器输出的正极流向超级电容器、充电器，在到所述交流-直流转换器的负极。
[0021]在所述交流-直流转换器的输入端接入的供电系统停止供电时，所述超级电容器放电以便为负载供电，其中所述超级电容器的放电电流不经过充电器而是经过并联在充电器上的二极管。
[0022]换言之，超级电容器的充电电流经过“充电器”，通常放电电流比充电电流大得多，放电电流的方向与充电电流相反，而且放电电流不经过充电器而是经过这个二极管。
[0023]当前端输入3相交流电源有电的时候，经由交流-直流转换器直接向负载供电；同时由充电器给超级电容器充电。前端停电后，超级电容向负载供电，把储存的能量释放出来，维持负载供电一段时间。维持时间的长短由超级电容的容量和负载电流的大小决定。
[0024]例如，如图1所示，供电系统提供的交流电是380V的三相交流电(S卩，图1中所示的3?380Vac)。而且，例如，如图1所示，所述交流-直流转换器将380V的三相交流电转换成270V的直流电(即，图1中所示的270Vdc)，当然也可以转换成其他规格的直流电压。
[0025]例如，如图1所示，所述交流直流电压转换器是HVDC(高压直流)开关电源阵列(一种AC/DC电源阵列)。
[0026]超级电容器也称为“双电层电容器”，是基于双电层原理工作的，兼具普通电容器的高功率密度和蓄电池的高能量密度的电容器。随着纳米碳材料和电极制作技术的进步，超级电容器的性能不断改善，尤其是能量密度有了较大提高，具有实现大容量电力储能，替代蓄电池的发展潜力。超级电容器属于物理储能器件，其充、放电过程实质上是导电离子在电极上的吸附和脱附过程，充电后到电离子有序排列，放电后重新回到无序状态。电极材料巨大的表面积使得这一过程没有太多障碍，理论上其充放电电流不受限制，因而具有很高的功率密度和充放电效率。而且，制造超级电容器的材料不含重金属，不会对环境造成污染。
[0027]通过采用本发明的上述超级电容后备的直流高压电源，当诸如市电之类的供电系统因某种因素出现短暂闪停时，由超级电容器维持，向负载提供不间断的直流供电。超级电容器的一个重要特性是瞬间放电电流比电池大得多，能够同时满足能量的要求以及放电电流的要求。
[0028]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0029]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种超级电容后备的直流高压电源，其特征在于包括:交流-直流转换器、超级电容器、充电器和二极管；其中，所述交流-直流转换器的输入端接入供电系统提供的交流电，所述交流-直流转换器的输出端连接负载；所述交流-直流转换器用于将供电系统提供的交流电转换成直流电为负载供电；所述超级电容器与充电器串联后连接至所述交流-直流转换器输出端，放电二极管并联在充电器上。2.根据权利要求1所述的超级电容后备的直流高压电源，其特征在于，所述充电器用于利用所述交流-直流转换器输出的直流电为所述超级电容器充电，而且所述充电器为所述超级电容器充电时的充电电流的方向为从所述交流-直流转换器的输出正极流经超级电容器和充电器到交流-直流转换器的负极。3.根据权利要求1或2所述的超级电容后备的直流高压电源，其特征在于，所述超级电容器用于在所述交流-直流转换器的输入端接入的供电系统停止供电时放电以便为负载供电。所述超级电容器的放电电流不经过充电器而是并联在充电器上的二极管。4.根据权利要求1或2所述的超级电容后备的直流高压电源，其特征在于，所述供电系统提供的交流电是380V的三相交流电。5.根据权利要求1或2所述的超级电容后备的直流高压电源，其特征在于，所述交流直流电压转换器用于将380V的三相交流电转换成270V的直流电。6.根据权利要求1或2所述的超级电容后备的直流高压电源，其特征在于，所述交流-直流转换器是一种AC/DC电源阵列，可以多台并联工作。
【专利摘要】本发明提供了一种超级电容后备的直流高压电源，包括：交流-直流转换器、超级电容器、充电器和二极管；其中，所述交流-直流转换器的输入端接入供电系统提供的交流电，所述交流-直流转换器的输出端连接负载；所述交流-直流转换器用于将供电系统提供的交流电转换成直流电为负载供电；所述超级电容器与充电器串联，连接至所述交流-直流转换器输出端，放电二极管并联在充电器上。
【IPC分类】H02J7/34
【公开号】CN105391152
【申请号】CN201510982244
【发明人】吴福永, 杨培和, 关通, 何宁, 袁博, 曹清, 刘国庆, 秦骏
【申请人】无锡江南计算技术研究所
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月23日