一种储能装置和换能系统的制作方法

1.本实用新型涉及电能存储设备，更具体地，涉及一种储能装置和换能系统。


背景技术：

2.换能器作为一种电能和声能相互转换的器件，在水下声学定位领域被普遍使用。换能器在周期脉冲窗口发射声纹信号，具有发射脉冲时间短、瞬时输出功率大等特点。因此，换能器需要能够为其提供周期电能输出的储能装置。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供了一种储能装置和换能系统，能够提供周期性的电能输出。
4.本实用新型实施例提供的储能装置，包括：
5.升压电路，设置为将所述储能装置的外部供电电压转换为预设工作电压；
6.与所述升压电路连接的储能电路，设置为通过充放电实现电能的存储和释放；
7.与所述储能电路的输出端连接的输出控制电路，设置为控制储能电路进行周期性充放电。
8.作为一示例性实施例，所述装置还包括：
9.与所述储能电路连接的软启动电路，设置为限制所述储能电路充电时瞬间充电电流的上限值。
10.作为一示例性实施例，所述升压电路包括：直流-直流dc-dc转换器。
11.作为一示例性实施例，所述储能电路包括：多个并联连接的电解电容。
12.作为一示例性实施例，所述电解电容为其等效串联电阻esr值小于预设电阻值的电解电容。
13.作为一示例性实施例，所述软启动电路包括：
14.在所述储能电路和地之间接入的限流电路；以及
15.分别与所述储能电路、所述限流电路连接的限流控制电路，设置为根据储能电路的电压控制所述限流电路的开启与关闭。
16.作为一示例性实施例，所述限流电路包括：并列连接的限流元件与第一开关电路。
17.作为一示例性实施例，所述限流元件为限流电阻；所述第一开关电路为mos管开关电路。
18.作为一示例性实施例，所述限流控制电路包括：
19.与所述储能电路、第一开关电路连接的比较电路，设置为获取所述储能电路高电位电压和低电位电压的差值；当所述差值大于预设电压值时，将所述第一开关电路导通；当所述差值小于预设电压值时，将所述第一开关电路断开。
20.作为一示例性实施例，所述输出控制电路包括：
21.微处理电路，设置为周期控制第二开关电路的开启与关闭；及
22.分别与所述微处理电路、所述储能电路的输出端连接的第二开关电路。
23.本技术实施例还提供了一种换能系统，所述系统包括：
24.作为信号发送装置的换能器；
25.与所述换能器连接的驱动电路；
26.与所述驱动电路连接的如前任一实施例所述的储能装置，设置为向所述驱动电路供电。
27.本技术实施例提供的储能装置和换能系统通过周期性的充放电能够提供周期性的电能输出。
28.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
29.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
30.图1为本实用新型提供的储能装置组成图；
31.图2为本实用新型提供的电容器充电电流随时间变化曲线图；
32.图3为本实用新型提供的另一种储能装置组成图；
33.图4为本实用新型提供的另一种储能装置组成图；
34.图5为本实用新型提供的另一种储能装置组成图；
35.图6为本实用新型提供的另一种储能装置组成图；
36.图7为本实用新型提供的换能系统组成图。
具体实施方式
37.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
38.本技术实施例提供了一种储能装置，如图1所示，所述装置包括：
39.升压电路101，设置为将所述储能装置的外部供电电压转换为预设工作电压；
40.与所述升压电路连接的储能电路102，设置为通过充放电实现电能的存储和释放；
41.与所述储能电路102的输出端连接的输出控制电路103，设置为控制储能电路102进行周期性充放电。
42.本技术实施例提供的储能装置通过周期性的充放电能够提供周期性的电能输出。
43.在一示例性实施例中，所述升压电路101包括：直流-直流dc-dc转换器；所述dc-dc转换器可以为宽电压输入转换器。
44.在一示例性实施例中，所述预设工作电压可以为+48v。
45.在一示例性实施例中，所述储能电路102包括：多个并联连接的电解电容。
46.在一示例性实施例中，所述电解电容为其等效串联电阻esr值小于预设电阻值的
电解电容。
47.在一示例性实施例中，所述储能电路102释放的电能可以通过如下方式计算：设储能电路中电容充满电后，储能电路的工作电压为u1；储能电路中的电容放电后，储能电路的工作电压为u2，则储能电路释放的电能w为:
48.w＝δe＝e1
–
e2＝c*u12/2
–
c*u22/2＝c*(u12–
u22)/2。
49.由于电容器充电瞬间会有较大的充电电流通过回路，如图2所示。当瞬间充电电流过大时，会造成储能电路前级供电功率不足，进而导致供电电压跌落和回路上元器件过热烧毁，因此在一示例性实施例中，如图3所示，所述储能装置还可以包括：与所述储能电路102连接的软启动电路104，设置为限制所述储能电路102充电时瞬间充电电流的上限值。
50.在一示例性实施例中，如图4所示，所述软启动电路104包括：
51.在所述储能电路和地之间接入的限流电路；以及
52.分别与所述储能电路、所述限流电路连接的限流控制电路，设置为根据储能电路的电压控制所述限流电路的开启与关闭。所述限流电路可以包括：并列连接的限流元件与第一开关电路。所述限流元件可以为限流电阻；所述第一开关电路为mos管开关电路。
53.在一示例性实施例中，如图5所示，所述限流控制电路包括：
54.与所述储能电路、第一开关电路连接的比较电路，设置为获取所述储能电路高电位电压和低电位电压的差值(即储能电路中电解电容正极电压u1和负极电压u2的差值)；当所述差值大于预设电压值时，将所述第一开关电路导通，将限流电阻短路，不再限制充电电流大小，以达到快速充电的目的；当所述差值小于预设电压值时，将所述第一开关电路断开，此时电流流经限流电阻，起到限制电流大小的作用。
55.在一示例性实施例中，如图6所示，所述输出控制电路103包括：
56.微处理电路，设置为周期控制第二开关电路的开启与关闭；及
57.分别与所述微处理电路、所述储能电路的输出端连接的第二开关电路；所述第二开关电路也可以是mos管开关电路；
58.所述储能电路，设置为在第二开关电路开启时，通过其输出端放电；在第二开关电路关闭时，进行充电。
59.本技术实施例还提供了一种换能系统，如图7所示，所述系统包括：
60.作为信号发送装置的换能器701；
61.与所述换能器连接的驱动电路702；
62.与所述驱动电路连接的如前任一实施例所述的储能装置703，设置为向所述驱动电路供电。
63.当所述储能装置向驱动电路供电时，驱动电路驱动换能器输出信号；当所述储能装置停止向驱动电路供电时，储能装置进行充电，此时换能器停止输出信号。
64.在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、
““
口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
65.在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接
连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”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；术语“安装”、“连接”、“固定连接”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。
66.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。