專利名稱：智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，特別涉及的是智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路。
背景技術(shù)：
直流電源系統(tǒng)適用于配網(wǎng)開關(guān)站、配電站、箱式變電站等用電場(chǎng)所，該直流電源系統(tǒng)中的儲(chǔ)能超級(jí)電容組為電機(jī)的分合閘操作和配電終端、通訊等裝置提供直流電源。圖I是現(xiàn)有技術(shù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路方框圖。
如圖2所示，直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路包括AD/DC恒流限壓充電器I、DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2、運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C、并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC ;所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC并聯(lián)，所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的兩端連接在AD/DC恒流限壓充電器I輸出端的正極和負(fù)極之間，AD/DC恒流限壓充電器I輸入端通過開關(guān)K接交流電源；所述并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的兩端連接在DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2輸入端的正極和負(fù)極之間，DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2輸出端連接負(fù)載3。上述現(xiàn)有技術(shù)儲(chǔ)能超級(jí)電容組的工作原理I).接通開關(guān)K，交流電源220V電壓經(jīng)AD/DC恒流限壓充電器I輸出直流48V電壓，向運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C充電；同時(shí)流經(jīng)DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2輸出48V直流電壓，供給負(fù)載3。2).當(dāng)交流斷電時(shí)，或是斷開開關(guān)K，AD/DC恒流限壓充電器I無輸出，運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C上充滿的48V電壓流經(jīng)DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2直流輸出48V直流電壓給負(fù)載3供電。3).當(dāng)并入儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC時(shí)，運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C是充滿電的48V電壓，而并入儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC是放完電的(電壓在0V-5V)，這樣運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C的48V電壓向并入儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC低電壓(電壓在0V-5V)放電，出現(xiàn)大電流，損壞端子，連接線，電容元器件?，F(xiàn)有技術(shù)直流電源系統(tǒng)中運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C都是充滿48V電壓。并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC都是已經(jīng)放完電的，即電壓一般在0V-5V這樣運(yùn)輸和儲(chǔ)存安全。上述現(xiàn)有技術(shù)在電路中需要更換或者增加并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC時(shí)，存在以下缺陷I.將充滿高電壓的超級(jí)電容組直接并入已經(jīng)放完電的低電壓超級(jí)電容組，會(huì)出現(xiàn)高電壓48V的儲(chǔ)能超級(jí)電容組向低電壓(0V-5V)儲(chǔ)能超級(jí)電容組放電。由于儲(chǔ)能超級(jí)電容組內(nèi)阻值極小，這個(gè)放電電流可能達(dá)到數(shù)百安培。這種情況會(huì)造成接線端子、連接線急劇發(fā)熱而燒毀，甚至損壞運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組。2.如果更換前對(duì)低電壓的儲(chǔ)能超級(jí)電容組充電，或者對(duì)高電壓的儲(chǔ)能超級(jí)電容組放電，需要增加專用充放電設(shè)備，這樣不僅增加成本而且延長(zhǎng)了停電時(shí)間。3.直流停電才能進(jìn)行儲(chǔ)能超級(jí)電容組的增加或更換，無法實(shí)現(xiàn)不間斷供電。
4.檢測(cè)和維修不方便?，F(xiàn)有技術(shù)運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC是直接并聯(lián)在一起的，所以運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C兩端的電壓和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC兩端的電壓相同。在故障的時(shí)候無法從電壓上判斷哪個(gè)出現(xiàn)問題。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)不能帶電并入儲(chǔ)能超級(jí)電容組，需在停電狀態(tài)下增加或更換，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。因此現(xiàn)有技術(shù)增加、更換、檢測(cè)和維修儲(chǔ)能超級(jí)電容組既不方便，又不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在直流電源系統(tǒng)不停電情況下，在電路中直接并入不同電壓的儲(chǔ)能超級(jí)電容，確保安全的智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng) 中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路。 解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案一種智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，所述連接電路包括與交流電源連接的AD/DC恒流限壓充電器、與負(fù)載連接的DC/DC直流轉(zhuǎn)換器、運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C、并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC;所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC并聯(lián)，還包括兩組二極管，每組二極管分別由兩個(gè)串聯(lián)連接的二極管組成；兩組二極管中的第一個(gè)二極管和第二個(gè)二極管之間的節(jié)點(diǎn)分別連接在運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的正極和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的正極；所述兩組二極管中的第一個(gè)二極管的正極均連接AD/DC恒流限壓充電器的正極A ;所述兩組二極管中的第二個(gè)二極管的負(fù)極均連接DC/DC直流轉(zhuǎn)換器的輸入端正極P上；所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的負(fù)極和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的負(fù)極均連接AD/DC恒流限壓充電器和DC/DC直流轉(zhuǎn)換器的負(fù)極。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明簡(jiǎn)化了增加、更換、檢測(cè)儲(chǔ)能超級(jí)電容組的工作程序，節(jié)省時(shí)間，避免因充放電電流大而造成各種事故的危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)了不間斷的直流供電。并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組與直流電源系統(tǒng)中運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組電壓不一致情況下就可直接并入電路中，不會(huì)發(fā)生因充電電流過大燒壞端子和連接線的情況，不需要預(yù)先充放電設(shè)備，降低成本，提高了智能免維護(hù)電源與儲(chǔ)能超級(jí)電容組連接的可靠性。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路方框圖；圖3是本發(fā)明的連接電路方框圖；圖4是顯示圖3中儲(chǔ)能超級(jí)電容組連接電路示意圖?！陡綀D中序號(hào)說明》I :AD/DC恒流限壓充電器；2 :DC/DC直流轉(zhuǎn)換器；3 :負(fù)載；C :運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容；GC :并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容；D2 :第一組第一個(gè)二極管；D2 :第一組第二個(gè)二極管；OT1 第二組第一個(gè)二極管AD2 :第二組第二個(gè)二極管；E1 :第一個(gè)節(jié)點(diǎn)；E2 :第二個(gè)節(jié)點(diǎn)；A :正極；B :負(fù)極；P :輸入端正極;Cl、C2、Cn :超級(jí)電容；K :開關(guān)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明提供一種智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，所述連接電路包括與交流電源連接的AD/DC恒流限壓充電器I、與負(fù)載3連接的DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2、運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C、并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC ;所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC并聯(lián)。本發(fā)明還包括兩組二極管，每組二極管分別由兩個(gè)串聯(lián)連接的二極管組成；兩組二極管中的第一個(gè)二極管和第二個(gè)二極管之間的節(jié)點(diǎn)分別連接在運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的正極和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的正極；所述兩組二極管中的第一個(gè)二極管的正極均連接AD/DC恒流限壓充電器I的正極A ;所述兩組二極管中的第二個(gè)二極管的負(fù)極均連接DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2的輸入端正極P上；所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的負(fù)極和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的負(fù)極均連接AD/DC恒流限壓充電器I和DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2的負(fù)極。所述兩組二極管中的第一組的兩個(gè)串聯(lián)二極管是第一組第一個(gè)二極管Dl和第 一組第二個(gè)二極管D2 ;在第一組第一個(gè)二極管Dl和第一組第二個(gè)二極管D2之間的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)El連接運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的正極；所述兩組二極管中的第二組兩個(gè)串聯(lián)二極管是第二組第一個(gè)二極管GDl和第二組第二個(gè)二極管⑶2 ;在第二組第一個(gè)二極管⑶I和第二組第二個(gè)二極管⑶2之間的第二個(gè)節(jié)點(diǎn)E2連接并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的正極。所述第一組第一個(gè)二極管D1、第一組第二個(gè)二極管D2、第二組第一個(gè)二極管⑶I和第二組第二個(gè)二極管⑶2的技術(shù)參數(shù)相同。所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC分別是由若干個(gè)超級(jí)電容串聯(lián)連接組成。如圖I所示，超級(jí)電容Cl、超級(jí)電容C2……超級(jí)電容Cn依次串聯(lián)連接組成運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC。如圖2、圖3所示，所述220V交流電源與AD/DC恒流限壓充電器I的輸入端L、N之間連接開關(guān)K。更具體地說，如圖3所示，AD/DC恒流限壓充電器I輸入端L、N連接220V交流電源，AD/DC恒流限壓充電器I輸出端為直流電源的正極A、負(fù)極B ；DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2作為直流電源的輸出端連接負(fù)載3。在AD/DC恒流限壓充電器I和DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2之間并聯(lián)運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC ;運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的正極連接在串聯(lián)連接的第一組第一個(gè)二極管Dl和第一組第二個(gè)二極管D2之間的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)El ;并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的正極連接在串聯(lián)連接的第二組第一個(gè)二極管⑶I和第二組第二個(gè)二極管⑶2之間的第二個(gè)節(jié)點(diǎn)E2，使運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的充電和放電回路分開。運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC充電時(shí)，第一組第一個(gè)二極管Dl和第二組 第一個(gè)二極管GDl導(dǎo)通分別向運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC電容充電；放電時(shí)，運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC電壓分別經(jīng)過第一組第二個(gè)二極管D2和第二組第二個(gè)二極管⑶2輸出。圖3中P點(diǎn)既是DC/DC直流轉(zhuǎn)換器的輸入端正極，又是運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的放電端，既能分開充放電路，也便于檢測(cè)和維修。本發(fā)明檢測(cè)和維修非常方便，本發(fā)明的每組二極管分別由兩個(gè)串聯(lián)連接的二極管組成，運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC的電壓在出現(xiàn)故障的時(shí)候由于第一組第二個(gè)二極管D2和第二組第二個(gè)二極管⑶2的隔離，不能反向放電，運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC的電壓是不同的，這樣就可以通過測(cè)量電壓來判斷哪個(gè)儲(chǔ)能超級(jí)電容組出現(xiàn)故障。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，如圖3所示，當(dāng)斷開開關(guān)K，AC/DC恒流限壓充電器I無輸出，運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C上電壓是48V，電流經(jīng)El點(diǎn)到第一組第二個(gè)二極管D2到DC/DC直流轉(zhuǎn)換器2輸出48V電壓給負(fù)載3供電。保證了直流48V不間斷供電。這時(shí)當(dāng)并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC時(shí)，運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C上的48V電壓，電流被第一組第一個(gè)二極管Dl隔離無法對(duì)并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC放電；同時(shí)運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組C的電流經(jīng)第一組第二個(gè)二極管D2被第二組第二個(gè)二極管⑶2隔離也無法給并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組GC放電。這樣，解決了大電流放電損壞器件。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了更換儲(chǔ)能超級(jí)電容組，不需要停電，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能超級(jí)電容組給負(fù)載的不間斷供電。也無需預(yù)先給儲(chǔ)能超級(jí)電容組充放 電，無需增加專用的充放電設(shè)備。減少了成本，節(jié)約了時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益，保證了安全。
權(quán)利要求
1.ー種智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，所述連接電路包括與交流電源連接的AD/DC恒流限壓充電器(I)、與負(fù)載(3)連接的DC/DC直流轉(zhuǎn)換器(2)、運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C、并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC;所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC并聯(lián)，其特征在于，還包括兩組ニ極管，每組ニ極管分別由兩個(gè)串聯(lián)連接的ニ極管組成；兩組ニ極管中的第一個(gè)ニ極管和第二個(gè)ニ極管之間的節(jié)點(diǎn)分別連接在運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的正極和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的正扱；所述兩組ニ極管中的第一個(gè)ニ極管的正極均連接AD/DC恒流限壓充電器(I)的正極A ;所述兩組ニ極管中的第二個(gè)ニ極管的負(fù)極均連接DC/DC直流轉(zhuǎn)換器(2)的輸入端正極P上；所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的負(fù)極和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的負(fù)極均連接AD/DC恒流限壓充電器(I)和DC/DC直流轉(zhuǎn)換器(2)的負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，其特征在于，所述兩組ニ極管中的第一組的兩個(gè)串聯(lián)ニ極管是第一組第一個(gè)ニ極管Dl和第一組第二個(gè)ニ極管D2 ;在第一組第一個(gè)ニ極管Dl和第一組第二個(gè)ニ極管D2之間的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)El連接運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的正扱；所述兩組ニ極管中的第二組兩個(gè)串聯(lián)ニ極管是第二組第一個(gè)ニ極管⑶I和第二組第二個(gè)ニ極管⑶2 ;在第二組第一個(gè)ニ極管⑶I和第ニ組第二個(gè)ニ極管⑶2之間的第二個(gè)節(jié)點(diǎn)E2連接并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的正極。
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，其特征在于，所述第一組第一個(gè)ニ極管D1、第一組第二個(gè)ニ極管D2、第二組第一個(gè)ニ極管⑶I和第二組第二個(gè)ニ極管⑶2的技術(shù)參數(shù)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，其特征在于，所述運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC分別是由若干個(gè)超級(jí)電容串聯(lián)連接組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，其特征在于，所述交流電源與AD/DC恒流限壓充電器(I)的輸入端之間連接開關(guān)(K)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種智能免維護(hù)直流電源系統(tǒng)中儲(chǔ)能超級(jí)電容組的連接電路，所述連接電路包括AD/DC恒流限壓充電器、DC/DC直流轉(zhuǎn)換器、運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC并聯(lián)，還包括兩組二極管，每組二極管分別由兩個(gè)串聯(lián)連接二極管組成；兩組二極管中第一個(gè)二極管和第二個(gè)二極管之間的節(jié)點(diǎn)分別連接運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容C的正極和并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容GC的正極；兩組二極管中第一個(gè)二極管的正極均連接AD/DC恒流限壓充電器的正極A；兩組二極管中第二個(gè)二極管的負(fù)極均連接DC/DC直流轉(zhuǎn)換器的輸入端正極P。本發(fā)明有益效果并入的儲(chǔ)能超級(jí)電容組與直流電源系統(tǒng)中運(yùn)行的儲(chǔ)能超級(jí)電容組電壓不一致情況下就可直接并入電路中，實(shí)現(xiàn)不間斷直流供電。
文檔編號(hào)H02J1/10GK102664396SQ20121015684
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者尚武, 張婕, 杜洋, 王僑舉, 甄雪靈, 顧德明 申請(qǐng)人:天津市三源電力設(shè)備制造有限公司