[实用新型]一种基于超级电容的后备电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源领域，具体涉及一种基于超级电容的后备电源。

背景技术

随着科学技术的发展，人类社会对电能的需求日益增加，同时对电能 质量以及供电安全性的要求越来越高。例如，在银行、通信、工业生产等 各行业中，供电故障将有可能带来巨大的经济损失。特别是随着互联网技 术的高速发展，数据安全已经成为各行业普遍关注的问题。使用后备电源 是确保用电设备安全性，以及数据安全性的重要方法之一。

目前所采用的后备电源主要有两种，一种是基于铅酸蓄电池的后备电 源，这种后备电源的储能单元是铅酸蓄电池，通过对铅酸蓄电池进行充放 电，来实现外部供电中断时的不间断供电。一种是基于锂电池的后备电源， 这种后备电源的储能单元是锂电池，通过对铅锂电池进行充放电，来实现 外部供电中断时的不间断供电。

但是，基于铅蓄电池的后备电源具有诸多缺点，具体包括：

1、铅酸蓄电池寿命无法达到设计要求，通常铅酸蓄电池在三年时就出 现了严重的劣化。

2、对于铅酸蓄电池的运行情况、性能状况不明，对于铅酸蓄电池内部 性能参数，例如电池的内阻、当前的剩余容量都无法十分清楚地了解。

3、单体电池之间不均衡，铅酸蓄电池组在实际运行中存在单体电池之 间充电电压、或内阻等差异较大的情况。

4、铅酸蓄电池终止寿命无法提前判断以及铅酸蓄电池的更换缺乏科学 的依据。

5、后备电源不工作时，铅酸蓄电池始终是带电的，安全性能不高。

基于锂电池的后备电源也有很多劣势。具体而言，锂电池存在安全隐 患，锂离子、有机电解质，其本身有易燃、易爆性；锂电池充电时间长， 使用不方便。并且锂电池的使用寿命短。

因此，目前所使用的后备电源都存在着诸多不足之处，难以满足人们 对后备电源的需求。

实用新型内容

针对现有后备电源所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种安全 性高、使用寿命长、充电时间短的后备电源。

具体而言，本实用新型提供一种基于超级电容的后备电源，其特征在 于，所述后备电源包括：超级电容、充电模块、开关电路、电压采集模块、 单片机、电压转换模块以及供电节点，

外部供电输入分别与所述充电模块和所述供电节点相连；

所述充电模块与所述超级电容相连接，用以对所述超级电容充电；

所述电压采集模块采集所述外部供电输入的输入电压；

所述单片机与所述电压采集模块相连并对所述电压采集模块进行控 制；

所述超级电容经所述开关电路与所述供电节点相连，所述单片机与所 述开关电路相连；

所述供电节点将来自所述外部供电输入或所述超级电容的输入转送至 所述电压转换模块；

所述电压转换模块对其所接收到的供电电压进行DC/DC转换并输出。

进一步地，所述电压转换模块的输入为9—36V宽输入电压，输出为 12V。

进一步地，所述开关电路为MOS管开关电路。

进一步地，所述充电模块包括LM25085芯片。

超级电容是一种介于电池和静电电容器之间的储能元件，具有比静电 电容器高得多的能量密度和比电池高得多的功率密度，不仅适合与作短时 间的功率输出源，而且还可利用它比功率高、比能量大、一次储能多等优 点。此外，超级电容器具有优良的脉冲充电性能和大容量储能性能，因其 存储能量大，质量轻，可多次充电而成为一种新型的储能装置，近年来受 到科学研究人员的广泛重视。

由于超级电容不工作时电压为零，相比于以其他单元作为储能单元的 后备电源大大提高了安全性能。同时相对来说，对工作环境的适应范围更 广，可以适应低温工作环境。所以超级电容后备电源具有更良好的性能。

有益效果

1、宽压输入范围使得整个后备电源的应用范围比较宽，9V-36V间的 输入电压都符合条件，因此输入端出现一定程度的波动时，也不会影响输 出，还能得到一个稳定的电压输出。

2、宽压输入范围使得在超级电容供电时，相对外部供电时有一个压差， 但是也能得到一个稳定的12V电压输出，保证了稳定的电压输出。

3、超级电容供电在没有外部供电进行充电时，电压为零，大大提高了 电路的安全性能。