[发明专利]一种DTU配电终端超级电容后备电源系统

权利要求书

1.一种DTU配电终端超级电容后备电源系统，其特征在于：通过降低后备电源系统所需超级电容模组的总容量，同时优化后备电源系统所需电源管理模块的功率配置，充分缩减超级电容后备电源系统的造价，提升现有DTU配电终端后备电源系统的可靠性和稳定性，

所述降低后备电源系统所需超级电容模组的总容量，同时优化后备电源系统所需电源管理模块的功率配置是指：一方面，实现后备电源系统与DTU核心单元的交互，由DTU配电终端根据自身工作状态来管理后备电源系统的输出功率，进而管控后备电源系统的功耗；另一方面，要通过合理的电源系统配置，提升超级电容模组自身的能量利用率，并降低后备电源系统自身的功耗；

所述DTU配电终端超级电容后备电源系统包含超级电容模组、充放电管理单元和电解电容组三部分，其中充放电管理单元由交流AC/DC电源、操作DC/DC电源和控制DC/DC电源共同构成，交流AC/DC电源共有两路输出，两路输出相互隔离，当交流在线时，一路给DTU配电终端内部各模块供电，另一路则给超级电容模组充电，同时，交流AC/DC电源具备自身状态信号输出功能，其输出状态信息为输入交流工作状态、输出回路I工作状态和输出回路II工作状态，通过输出状态信息供DTU配电终端核心单元实时监测交流AC/DC电源的工作状态；

所述操作DC/DC电源支持大功率高压开关操作负载，具备48V/8A脉冲电流输出能力，且脉冲电流持续时间不低于15S；具备自身状态信号输出功能，同时支持休眠工作模式；当DTU配电终端无需开关操作时，操作DC/DC电源长期处于超低功耗休眠工作模式；当DTU配电终端需执行开关操作时，DTU配电终端内核心单元发送唤醒指令，操作DC/DC电源接收到该指令后随即跳出休眠工作模式，待开关操作完成后自动转入休眠工作模式；

所述控制DC/DC电源采用高效率宽输入范围双路输出电源模块，其中一路用于给DTU配电终端内部各模块供电，另一路则给电解电容组充电；控制DC/DC电源具备自身状态信号输出功能，同时支持外部控制信号远程开关功能，由核心单元控制器两路输出中任意一路开关；

所述电解电容组为若干长寿命低阻抗型电解电容器组成，并联在操作DC/DC电源输出端，交流失电状态下，在高压操作开关不动作时，通过控制DC/DC电源回路对电解电容组快速充电，并补偿电解电容组漏电流，使电解电容组电压保持在工作电压；在高压操作开关动作指令下达到操作DC/DC电源启动的过程中，优先通过电解电容组给操作开关供电，以预留足够的操作DC/DC电源启动时间，防止操作DC/DC电源带重载启动失败、自保护或直接损坏。

2.根据权利要求1所述的DTU配电终端超级电容后备电源系统，其特征在于：所述交流AC/DC电源支持外部控制信号开关功能，通过DTU配电终端控制信号开通和断开任意回路。

3.根据权利要求1所述的DTU配电终端超级电容后备电源系统，其特征在于：DTU配电终端超级电容后备电源系统的两种工况，一、当交流供电正常时，DTU配电终端根据交流AC/DC电源输出回路是否正常进行控制操作，当交流AC/DC电源输出回路状态正常时，同时判断操作DC/DC电源和控制DC/DC电源的状态是否正常，控制DC/DC电源状态正常则输出关断，不正常则故障告警，操作DC/DC电源状态正常则休眠，不正常则故障告警；当交流AC/DC电源输出回路状态不正常时，判断主供电回路和超级电容充电回路是否异常，如主供电回路异常则故障告警，同时判断超级电容模组状态是否正常，如正常则开启备用供电回路并使操作DC/DC电源休眠，不正常则超级电容模组故障告警，如超级电容充电回路异常则判断超级电容模组状态是否正常，如正常则超级电容充电回路故障告警，不正常则超级电容模组故障告警；二、当交流供电异常时，首先判断交流是否掉电，不掉电则判断交流是否欠压，不欠压则判断主供电回路是否正常，正常则由主供回路供电，否则交流掉电或交流欠压或主供电回路不正常均去判断超级电容模组是否正常，不正常则超级电容模组故障告警，正常则备用电源供电回路全部打开，判断备用电源供电回路是否正常，正常则由备用电源供电回路供电，不正常则备用电源供电回路故障告警，判断电解电容组充电回路是否正常，正常则电解电容组充电，不正常则电解电容组充电回路故障告警，超级电容模组正常时还发出高压操作开关动作指令，高压操作开关动作，操作DC/DC电源启动工作，如高压操作开关动作完成，则延时后操作DC/DC电源休眠，否则判断操作DC/DC电源工作是否正常，不正常则操作DC/DC电源故障告警。