用于配网自动化的蓄电储能电路及装置的制作方法

本实用新型涉及超级电容蓄电储能技术领域，具体而言，涉及一种用于配网自动化的蓄电储能电路及装置。

背景技术：

超级电容因自身具有功率密度高、稳定性好、使用寿命长、工作稳定范围宽等优点被逐渐应用到众多电力产品中，用以充当蓄电电源或临时供电。而对而言，如何实现充电储能便是一个极为重要的问题。

就目前而言，市面上通常采用为超级电容配置降压IC(IntegratedCircuit，集成电路)的方式，使输入电压经降压IC后对超级电容进行充电，实现超级电容的蓄电储能。但这个蓄电储能方式需要配备好降压IC及降压IC的外围器件，整体的成本消耗高。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种用于配网自动化的蓄电储能电路及装置，所述蓄电储能电路的成本消耗低，能够利用稳压单元的反向击穿电流对超级电容进行充电，实现超级电容的蓄电储能。

就电路而言，本实用新型实施例提供一种用于配网自动化的蓄电储能电路，所述蓄电储能电路包括充电调控单元、限流电阻、超级电容组件及稳压单元；

所述充电调控单元包括电压输入端、使能输入端及电压输出端，所述电压输入端用于接收输入电压，所述使能输入端用于接收使能调控信号，所述电压输出端经所述限流电阻与所述稳压单元的阴极端连接，用于在所述使能调控信号的控制下将接收到的所述输入电压传输给所述稳压单元；

所述稳压单元的阳极端与所述超级电容组件的正极端连接，所述超级电容组件的负极端接地，用于通过所述稳压单元在所述输入电压的作用下对应的击穿电流对所述超级电容组件进行充电。

可选地，在本实用新型实施例中，上述稳压单元包括稳压二极管与瞬变电压抑制二极管TVS管中任意一种，所述稳压单元通过所述稳压二极管或所述TVS管的阴极与所述充电调控单元连接，所述稳压单元通过所述稳压二极管或所述TVS管的阳极与所述超级电容组件连接。

可选地，在本实用新型实施例中，上述超级电容组件包括至少一个超级电容，所述超级电容组件通过所述至少一个超级电容进行蓄电储能，其中所述输入电压的电压值与所述稳压单元的稳压值之间的差值小于所述超级电容组件的耐压总值。

可选地，在本实用新型实施例中，当所述超级电容组件包括的超级电容的数目为多个时，多个所述超级电容的正极相互并联以形成所述超级电容组件的正极端；

多个所述超级电容的正极相互并联以形成所述超级电容组件的负极端。

可选地，在本实用新型实施例中，当所述超级电容组件包括的超级电容的数目为多个时，多个所述超级电容相互串联在一起，并以多个所述超级电容对应的所有正极中未连接其他超级电容的正极作为超级电容组件的正极端，以多个所述超级电容对应的所有负极中未连接其他超级电容的负极作为超级电容组件的负极端。

可选地，在本实用新型实施例中，上述蓄电储能电路还包括防爆流电阻；

所述防爆流电阻与所述超级电容组件包括的直接连接所述稳压单元的超级电容并联在一起，以防止所述稳压单元的漏电流充爆所述超级电容组件。

可选地，在本实用新型实施例中，上述充电调控单元包括三极管与场效应管MOS管中的任意一种，所述充电调控单元通过所述三极管或所述MOS管接收所述输入电压及所述使能调控信号，并在所述使能调控信号的控制下向所述稳压单元输出所述输入电压。

可选地，在本实用新型实施例中，若所述充电调控单元包括NPN型三极管，所述充电调控单元以所述NPN型三极管的集电极作为所述电压输入端，所述充电调控单元以所述NPN型三极管的基极作为所述使能输入端，所述充电调控单元以所述NPN型三极管的发射极作为所述电压输出端。

可选地，在本实用新型实施例中，若所述充电调控单元包括N沟道MOS管，所述充电调控单元以所述N沟道MOS管的漏极作为所述电压输入端，所述充电调控单元以所述N沟道MOS管的栅极作为所述使能输入端，所述充电调控单元以所述N沟道MOS管的源极作为所述电压输出端。

就装置而言，本实用新型实施例提供一种用于配网自动化的蓄电储能装置，所述蓄电储能装置包括任意一种上述的用于配网自动化的蓄电储能电路。

相对于现有技术而言，本实用新型实施例提供的用于配网自动化的蓄电储能电路及装置具有以下有益效果：所述蓄电储能电路的成本消耗低，能够利用稳压单元的反向击穿电流对超级电容进行充电，实现超级电容的蓄电储能。所述蓄电储能电路包括充电调控单元、限流电阻、超级电容组件及稳压单元。所述充电调控单元包括电压输入端、使能输入端及电压输出端，所述电压输入端用于接收输入电压，所述使能输入端用于接收使能调控信号，所述电压输出端经所述限流电阻与所述稳压单元的阴极端连接，用于在所述使能调控信号的控制下将接收到的所述输入电压传输给所述稳压单元。所述稳压单元的阳极端与所述超级电容组件的正极端连接，所述超级电容组件的负极端接地，用于通过所述稳压单元在所述输入电压的作用下对应的击穿电流对所述超级电容组件进行充电，从而实现超级电容的蓄电储能，降低超级电容蓄电储能的成本消耗。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型权利要求保护范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的蓄电储能电路的结构示意图之一。

图2为本实用新型实施例提供的蓄电储能电路的结构示意图之二。

图3为本实用新型实施例提供的蓄电储能电路的结构示意图之三。

图4为本实用新型实施例提供的蓄电储能电路的结构示意图之四。

图5为本实用新型实施例提供的蓄电储能电路的结构示意图之五。

图标：100-蓄电储能电路；110-充电调控单元；120-限流电阻；130-稳压单元；140-超级电容组件；150-防爆流电阻。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，是本实用新型实施例提供的蓄电储能电路100的结构示意图之一。在本实用新型实施例中，所述蓄电储能电路100的成本消耗低，用于配网自动化，能够采用反向击穿电流对超级电容进行充电的方式，实现超级电容的蓄电储能。所述蓄电储能电路100包括充电调控单元110、限流电阻120、稳压单元130及超级电容组件140，其中所述超级电容组件140包括超级电容，所述充电调控单元110用于根据使能调控信号判断是否对所述超级电容组件140包括的超级电容进行充电，所述限流电阻120用于对来自于与所述蓄电储能电路100连接的供电电路或供电装置的输入电压进行分压限流，以确保作用在所述超级电容组件140上的电压数值不会超过该超级电容组件140的耐压总值，所述稳压单元130用于配合所述限流电阻120对所述输入电压进行稳定地分压，并通过所述稳压单元130在所述输入电压的作用下产生的反向击穿电流对所述超级电容组件140进行充电，实现所述超级电容组件140的蓄电储能。

在本实施例中，所述充电调控单元110包括电压输入端VIN、使能输入端EN及电压输出端OUT。所述电压输入端VIN用于接收输入电压，所述蓄电储能电路100通过所述电压输入端VIN与供电电路或供电装置电性连接，以接收来自所述供电电路或供电装置的输入电压。

所述使能输入端EN用于接收使能调控信号，所述蓄电储能电路100通过所述使能输入端EN与使能调控电路或使能调控装置电性连接，以接收来自所述使能调控电路或使能调控装置的用于调控所述充电调控单元110是否输出所述输入电压给所述超级电容组件140进行充电的使能调控信号。

所述电压输出端OUT经所述限流电阻120与所述稳压单元130的阴极端连接，用于在所述使能调控信号的控制下将接收到的所述输入电压传输给所述稳压单元130。

在本实施例中，所述稳压单元130的阳极端与所述超级电容组件140的正极端连接，所述超级电容组件140的负极端接地，用于使所述稳压单元130在从所述电压输出端OUT输出的所述输入电压的作用下产生反向击穿电流，并通过所述稳压单元130对应的击穿电流对所述超级电容组件140进行充电。

在本实施例中，所述稳压单元130包括稳压二极管与瞬变电压抑制二极管TVS管中任意一种。所述稳压单元130以所述稳压二极管或所述TVS管的阴极作为自身的阴极端，并通过所述稳压二极管或所述TVS管的阴极与所述充电调控单元110的电压输出端OUT连接。

所述稳压单元130以所述稳压二极管或所述TVS管的阳极作为自身的阳极端，并通过所述稳压二极管或所述TVS管的阳极与所述超级电容组件140的正极端连接。

请结合参照图1、图2及图3，其中图2是本实用新型实施例提供的蓄电储能电路100的结构示意图之二，图3是本实用新型实施例提供的蓄电储能电路100的结构示意图之三。在本实用新型实施例中，所述超级电容组件140包括的超级电容的数目为至少一个，所述超级电容组件140通过所述至少一个超级电容进行蓄电储能，其中所述输入电压的电压值与所述稳压单元130对应的稳压值之间的差值小于所述超级电容组件140的耐压总值。

在本实施例中，当所述超级电容组件140包括的超级电容的数目为一个时，所述超级电容组件140将以所述超级电容的正极作为自身的正极端，所述超级电容组件140将以所述超级电容的负极作为自身的负极端，此时所述超级电容组件140对应的耐压总值等于该超级电容组件140包括的超级电容的耐压值。

在本实施例中，当所述超级电容组件140包括的超级电容的数目为多个时，所述超级电容组件140的正极端可由多个所述超级电容的正极相互并联形成，所述超级电容组件140的负极端可由多个所述超级电容的负极相互并联形成，此时所述超级电容组件140对应的耐压总值等于该超级电容组件140包括的多个所述超级电容相互并联后所对应的耐压值。

在本实施例中，当所述超级电容组件140包括的超级电容的数目为多个时，所述超级电容组件140包括的多个所述超级电容可以相互串联在一起，相邻两个所述超级电容中后一个超级电容的正极与前一超级电容的负极相互连接，而所述超级电容组件140将以多个所述超级电容对应的所有正极中未连接其他超级电容的正极作为所述超级电容组件140的正极端，所述超级电容组件140将以多个所述超级电容对应的所有负极中未连接其他超级电容的负极作为所述超级电容组件140的负极端。

例如，所述超级电容组件140包括三个超级电容，所述三个超级电容分别为第一超级电容、第二超级电容及第三超级电容，所述三个超级电容之间的连接关系可以是所述第一超级电容的负极与所述第二超级电容的正极连接，且所述第二超级电容的负极与所述第三超级电容的正极连接，并以所述第一超级电容的正极作为所述超级电容组件140的正极端，以所述第三超级电容的负极作为所述超级电容组件140的负极端。

在本实用新型实施例中，所述蓄电储能电路100还可以包括防爆流电阻150，所述防爆流电阻150用于防止所述稳压单元130在所述输入电压的作用下产生的漏电流冲爆所述超级电容组件140。

其中，所述防爆流电阻150与所述超级电容组件140包括的直接连接所述稳压单元130的超级电容并联在一起。

例如，若所述超级电容组件140包括的超级电容的数目为一个，所述防爆流电阻150将直接与所述超级电容并联；若所述超级电容组件140包括的超级电容的数目为多个，且多个所述超级电容相互串联在一起，所述防爆流电阻150将与正极作为所述超级电容组件140的正极端的超级电容并联在一起；若所述超级电容组件140包括的超级电容的数目为多个，且多个所述超级电容相互并联在一起，所述防爆流电阻150将与多个所述超级电容中的任意一个相互并联在一起。

在本实施例中，所述防爆流电阻150的具体数值由所述稳压单元130的漏电流及所述超级电容组件140的漏电流相关，以防止所述稳压单元130在所述输入电压的作用下产生的漏电流冲爆所述超级电容组件140。

请结合参照图4及图5，其中图4是本实用新型实施例提供的蓄电储能电路100的结构示意图之四，图5是本实用新型实施例提供的蓄电储能电路100的结构示意图之五。在本实用新型实施例中，所述充电调控单元110包括三极管与场效应管MOS管中的任意一种，所述充电调控单元110通过所述三极管或所述MOS管接收所述输入电压及所述使能调控信号，并在所述使能调控信号的控制下向所述稳压单元130输出所述输入电压。

在本实施例中，当所述充电调控单元110包括三极管，且所述三极管为NPN型三极管时，所述充电调控单元110将以所述NPN型三极管的集电极作为所述电压输入端VIN，所述充电调控单元110将以所述NPN型三极管的基极作为所述使能输入端EN，所述充电调控单元110将以所述NPN型三极管的发射极作为所述电压输出端OUT。

在本实施例中，当所述充电调控单元110包括MOS管，且所述MOS管为N沟道MOS管时，所述充电调控单元110将以所述N沟道MOS管的漏极作为所述电压输入端VIN，所述充电调控单元110将以所述N沟道MOS管的栅极作为所述使能输入端EN，所述充电调控单元110将以所述N沟道MOS管的源极作为所述电压输出端OUT。

在本实用新型中，本实用新型实施例还提供一种用于配网自动化的蓄电储能装置，所述蓄电储能装置包括图1、图2、图3、图4及图5所示的蓄电储能电路100中的任意一种，并通过所述蓄电储能电路100实现成本消耗低的利用反向击穿电流实现超级电容充电的蓄电储能功能。

综上所述，在本实用新型实施例提供的用于配网自动化的蓄电储能电路及装置中，所述蓄电储能电路的成本消耗低，能够利用稳压单元的反向击穿电流对超级电容进行充电，实现超级电容的蓄电储能。所述蓄电储能电路包括充电调控单元、限流电阻、超级电容组件及稳压单元。所述充电调控单元包括电压输入端、使能输入端及电压输出端，所述电压输入端用于接收输入电压，所述使能输入端用于接收使能调控信号，所述电压输出端经所述限流电阻与所述稳压单元的阴极端连接，用于在所述使能调控信号的控制下将接收到的所述输入电压传输给所述稳压单元。所述稳压单元的阳极端与所述超级电容组件的正极端连接，所述超级电容组件的负极端接地，用于通过所述稳压单元在所述输入电压的作用下对应的击穿电流对所述超级电容组件进行充电，从而实现超级电容的蓄电储能，降低超级电容蓄电储能的成本消耗。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。