CN100369346C - 紧急辅助供电装置的串级供电组合装置 - Google Patents

紧急辅助供电装置的串级供电组合装置 Download PDF

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Abstract

一种紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其由以可充放电二次电池或超级电容或第一储放电装置构成的紧急辅助供电装置作为紧急充电电源，并设置充电用联结式导电装置，以及依需要选择性设置充电控制电路，及依需要在输出侧设置隔离二极管，构成第一蓄放电单元，该第一蓄放电单元与输出端联结的负载内设的第二储放电装置，构成至少二级呈串级供电功能的可弹性组合直流供电系统。

Description

紧急辅助供电装置的串级供电组合装置
技术领域
本发明涉及供电装置，尤其是关于一种紧急辅助供电装置的串级供电组合装置。
背景技术
传统以储放电装置作为充电电源的充电装置，通常籍由单一电压电源为充电电源，本发明紧急辅助供电装置的串级供电组合装置进一步揭示以至少两组储放电装置串级构成，以作为紧急辅助充电及各种应用电路的组合。
发明内容
为实现上述构想，本发明的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置以可充放电二次电池或超级电容或第一储放电装置构成的紧急辅助供电装置作为紧急充电电源，该紧急充电电源与充电用联结式导电装置构成第一蓄放电单元，以取代抛弃式一次电池，所述第一蓄放电单元进一步与其输出端联结的负载内设的第二储放电装置构成至少二级呈串级供电功能的可弹性组合直流供电系统，所述串级供电组合装置的主要构成如下：
充电电源：由各种直流或交流整流变直流的直流电源所构成，以供对紧急辅助供电装置充电或供对负载内设的次级储放电装置充电或对负载供电；
第一联结式导电装置：其用作正极对正极、负极对负极耦合以作为分离断电或结合导电的联结式导电装置，其结构为插头及插座结构型态或类似嵌入结合结构型态，供将充电电源的电能传输到紧急辅助充电装置；
第二联结式导电装置：其用作正极对正极、负极对负极耦合以作为分离断电或结合导电的联结式导电装置，其结构为插头及插座结构型态或类似嵌入结合结构型态，供将紧急辅助供电装置的电能传输到负载单元；
紧急辅助供电装置：由各种可充放电二次电池或超级电容或第一储放电装置所构成，其蓄电容量大于设置于负载单元的第二储放电装置，所述紧急辅助供电装置的充电输入端直接连接所述第一联结式导电装置的接脚，输出端直接连接所述第二联结式导电装置的接脚；上述第一联结式导电装置的接脚的相对接脚通往充电电源，而第二联结式导电装置的接脚的相对接脚通往负载单元；
负载单元：由内含第二储放电装置并以该第二储放电装置驱动的负载构成，所述第二储放电装置由各种可充放电二次电池或超级电容或其他储放电装置构成，所述负载为各种通讯设备、资讯设备、家电、个人电器、仪器或电动工具。
所述紧急辅助供电装置的输入端与所述第一联结式导电装置的接脚之间设置有一充电控制电路，所述充电控制电路为由机电或固态电子元件所构成的可控制充电电流、电压、充电时间及由上述部分或全部功能所构成的充电控制电路；在所述紧急辅助供电装置的输出端与所述第二联结式导电装置的接脚之间设置有一个以上的隔离二极管，该隔离二极管串联或串并联于紧急辅助供电装置的输出端与所述第二联结导电装置的接脚之间，籍其正向压降以调节所述紧急辅助供电装置的输出电压值。
所述紧急辅助供电装置与第二联结式导电装置之间加设有各种输出电压、电流的操控装置以及保护装置；所述各种输出电压、电流的操控装置以及保护装置的主要构成如下：
过电流断路装置：为设置在所述紧急辅助供电装置与所述第二联结式导电装置之间的与电源串联的短路保护保险丝、或机电式或固态电子式过电流断路装置；
限流保护装置：为设置在所述紧急辅助供电装置与所述第二联结式导电装置之间与电源串联限流保护用的正温度系数电阻或电阻元件或机电式或固态电子元件构成阻抗值随电流值增加而阻抗增大、及随电流值减少而阻抗变小的限流保护装置；
电流检测电路：为设置在所述紧急辅助供电装置与所述第二联结式导电装置之间与电源串联的模拟式或数字式输出电流检测装置、或灯光明暗显示的电流检测装置或提供作为操控参考的模拟或数字电流信号的检测电路，或进一步包括显示装置；
开关装置：设置在所述紧急辅助供电装置与第二联结式导电装置之间与电源串联的人工操控开关或由信号操控的固态或操控开关电路装置；
电压检测电路：为设置在所述紧急辅助供电装置的输出端与电源并联的机电式或固态电子元件所构成的模拟或数字式电压检测装置、或灯光明暗显示的输出电压检测装置或提供作为操控参考模拟或数字电压信号的检测电路，或进一步包括显示装置；
中央控制装置：设置在所述紧急辅助供电装置的输出端，以参考输出电流值及一次电池电压值，进而操控限流保护装置或开关装置，以在电流过大时操控限流保护装置加大阻抗值以抑制电流值；及在电流到达设定值时操控开关切断输出；
壳体：为由绝缘或内套绝缘材料的非绝缘材料所构成，供内置所述各项装置呈一体结构。
将第一联结式导电装置及第二联结式导电装置与紧急辅助供电装置的输入端及输出端分开，呈分离结构，并籍导线或第二插头插座组与所述紧急辅助供电装置连接。
附图说明
图1为本发明紧急辅助供电装置的串级供电组合装置实施例方块示意图；
图2为本发明由充电电源对紧急辅助供电装置供电，而由紧急辅助供电装置对负载单元内的第二储放电装置充电或同时对负载单元供电的应用电路示意图；
图3为本发明由紧急辅助供电装置对负载单元内的第二储放电装置充电或同时对负载供电的应用电路示意图；
图4为本发明由第二储放电装置的电能驱动负载的应用电路示意图；
图5为本发明由充电电源输入对负载单元内的第二储放电装置充电及同时对负载供电的应用电路示意图；
图6为本发明的紧急辅助供电装置加设输出电压电流的操控装置与保护装置的电路方块示意图；
图7为本发明的紧急辅助供电装置输出端籍导线与呈分离的联结式导电装置作联结的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步说明。
图1所示为本发明紧急辅助供电装置的串级供电组合装置的实施例方块示意图。
本发明中的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置主要是利用至少二级可充放电二次电池或其他储放电装置呈串级供电功能的可弹性组合，形成直流供电系统；其主要构成如下：
充电电源100：由各种直流或交流整流变直流的直流电源所构成，以供对紧急辅助供电装置101充电或供对负载内设的次级储放电装置充电或对负载供电；
第一联结式导电装置102：为呈特定结构供作正极对正极、负极对负极耦合以作为分离断电或结合导电的联结式导电装置，其结构为插头及插座结构型态或类似嵌入结合结构型态，供将充电电源100的电能传输到紧急辅助供电装置101；
第二联结式导电装置103：为呈特定结构供作正极对正极、负极对负极耦合以作为分离断电或结合导电的联结式导电装置，其结构为插头及插座结构型态或类似嵌入结合结构型态，供将紧急辅助供电装置101的电能传输到负载单元104；
紧急辅助供电装置101：为由各种可充放电二次电池或超级电容或第一储放电装置105所构成，其蓄电容量为大于设置于负载单元104的第二储放电装置106，所述紧急辅助供电装置101在其充电输入端直接连接第一联结式导电装置102的接脚107，或在充电输入端与接脚107之间可依需要选择性设置充电控制电路108；而在其输出端直接连接第二联结式导电装置103的接脚109，或在其输出端与接脚109之间可依需要选择性设置隔离二极管110；上述接脚107的相对接脚111通往充电电源100，而接脚109的相对接脚112通往负载单元104；
充电控制电路108：为由机电或固态电子元件所构成的可控制充电电流、电压、充电时间等由上述部分或全部功能所构成的充电控制电路；
隔离二极管110：依需要选择设置与否的一个或一个以上的二极管元件，供串联或串并联于紧急辅助供电装置101与其输出端之间，或依需要选择由一个或一个以上二极管呈串联或串并联，而藉其正向压降以调节其输出电压值，并可依需要选择设置与否；
负载单元104：为内含由各种可充放电二次电池或超级电容或其他储放电装置所构成的第二储放电装置106，以及结合所驱动的各种通讯、资讯、家电、个人电器、仪器、电动工具等各种以第二储放电装置所驱动的负载113所构成。
本发明紧急辅助供电装置的串级供电组合装置的组合应用型态包括：1、如图2所示，由充电电源100对紧急辅助供电装置101供电，而由紧急辅助供电装置101内的第一储放电装置105对负载单元104内的第二储放电装置106充电，或同时对负载113供电；2、如图3所示，由紧急辅助供电装置101内的储放电装置105对负载单元104的第二储放电装置106充电，或同时对负载113供电；3、如图4所示，由负载单元104内的第二储放电装置106的电能驱动负载113；4、如图5所示，由充电电源100输入对负载单元104内的第二储放电装置106充电，以及同时对负载113供电。
此外，紧急辅助供电装置101与第二联结式导电装置103之间可依需要加设各种输出电压、电流的操控装置以及保护装置，如图6所示，其主要构成如下：
紧急辅助供电装置101：为由各种可充放电二次电池或超级电容或第一储放电装置105所构成，其蓄电容量为大于设置于负载单元104的储放电装置106，在其充电输入端直接连接第一联结式导电装置102的接脚107，或在充电输入端与接脚107之间可依需要选择性设置充电控制电路108；在其输出端直接连接第二联结式导电装置103的接脚109，或在其输出端与接脚109之间可依需要选择性设置隔离二极管110；
第一联结式导电装置102：为呈特定结构供作正极对正极、负极对负极耦合以作为分离断电或结合导电的联结式导电装置，其结构为插头及插座结构型态或类似嵌入结合结构型态，供将充电电源100的电能传输到紧急辅助供电装置101；第二联结式导电装置103：为呈特定结构供作正极对正极、负极对负极耦合以作为分离断电或结合导电的联结式导电装置，其结构为插头及插座结构型态或类似嵌入结合结构型态，供将紧急辅助供电装置101的电能传输到负载单元104；
过电流断路装置114：设置在前述紧急辅助供电装置101与作为输出介面的第二联结式导电装置103之间，进一步可依需要而选择性设置或不设置与电源串联的短路保护保险丝、或机电式或固态电子式过电流断路装置(CURRENTBREAKER)；
限流保护装置115：设置在前述紧急辅助供电装置101与作为输出介面的第二联结式导电装置103之间，进一步可依需要而选择性设置或不设置与电源串联限流保护用的正温度系数电阻(PTC)或电阻元件或机电式或固态电子元件构成阻抗值随电流值增加而阻抗增大、及随电流值减少而阻抗变小的限流保护装置；
电流检测电路116：前述紧急辅助供电装置101与作为输出介面的第二联结式导电装置103之间，可依需要而选择性设置或不设置与电源串联的模拟式或数字式输出电流检测装置、或灯光明暗显示的电流检测装置或提供作为操控参考的模拟或数字电流信号的检测电路，或进一步包括显示装置；
开关装置117：设置在前述紧急辅助供电装置101与作为输出介面的第二联结式导电装置103之间，可依需要而选择性设置或不设置与电源串联的人工操控开关或由信号操控的固态或操控开关电路装置；
电压检测电路118：设置在前述紧急辅助供电装置101的输出端，可依需要而选择性设置或不设置与电源并联的机电式或固态电子元件所构成的模拟或数字式电压检测装置、或灯光明暗显示的输出电压检测装置或提供作为操控参考模拟或数字电压信号的检测电路，或进一步包括显示装置；
中央控制装置119：设置在前述紧急辅助供电装置101的输出端，可进一步设置中央控制装置119以参考输出电流值及一次电池电压值，进而操控限流保护装置或开关装置，以在电流过大时操控限流保护装置加大阻抗值以抑制电流值；及在电流到达设定值时操控开关切断输出；本发明装置可依需要而选择设置或不设置；
壳体120：为由绝缘或内套绝缘材料的非绝缘材料所构成，供内置前述各项装置而呈一体结构。
此外，亦可如图7所示，将第一联结式导电装置102及第二联结式导电装置103与前述紧急辅助供电装置101的输入端及输出端分开，而呈分离结构，并籍导线或第二插头插座组与前述紧急辅助供电装置101连接；图7所示为紧急辅助供电装置输出端籍导线与呈分离的联结式导电装置作联结的电路结构示意图。
综合上述，本发明为进一步改以可充放电二次电池或超级电容或其他储放电装置构成的紧急辅助供电装置作为紧急充电电源，并设置充电用联结式导电装置，以及依需要选择性设置充电操控电路，及依需要在输出侧设置隔离二极管以构成第一蓄放电单元，以取代抛弃式一次电池，而进一步与输出端联结的负载内设的第二储放电装置构成至少二级可充放电二次电池或其他储放电装置呈串级供电功能的可弹性组合直流供电系统；创意新颖、功能确切，爰提申请，请依法核审为祈。

Claims (10)

1.一种紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征是：该串级供电组合装置以可充放电二次电池或超级电容或第一储放电装置(105)构成的紧急辅助供电装置(101)作为紧急充电电源，该紧急充电电源与充电用联结式导电装置构成第一蓄放电单元，以取代抛弃式一次电池，所述第一蓄放电单元进一步与其输出端联结的负载内设的第二储放电装置(106)构成至少二级可充放电二次电池或其他储放电装置的呈串级供电功能的可弹性组合直流供电系统；所述串级供电组合装置的主要构成如下：
充电电源(100)：由各种直流或交流整流变直流的直流电源所构成，以供对紧急辅助供电装置(101)充电或供对负载内设的次级储放电装置充电或对负载供电；
第一联结式导电装置(102)：其用作正极对正极、负极对负极耦合以作为分离断电或结合导电的联结式导电装置，其结构为插头及插座结构型态或类似嵌入结合结构型态，供将充电电源(100)的电能传输到紧急辅助供电装置(101)；
第二联结式导电装置(103)：其用作正极对正极、负极对负极耦合以作为分离断电或结合导电的联结式导电装置，其结构为插头及插座结构型态或类似嵌入结合结构型态，供将紧急辅助供电装置(101)  的电能传输到负载单元(104)；
紧急辅助供电装置(101)：由各种可充放电二次电池或超级电容或第一储放电装置(105)所构成，其蓄电容量大于设置于负载单元(104)的第二储放电装置(106)，所述紧急辅助供电装置的充电输入端直接连接所述第一联结式导电装置(102)的接脚(107)，输出端直接连接所述第二联结式导电装置(103)的接脚(109)；上述第一联结式导电装置(102)的接脚(107)的相对接脚(111)通往充电电源(100)，而第二联结式导电装置(103)的接脚(109)的相对接脚(112)通往负载单元(104)；
负载单元(104)：该负载单元(104)由内含第二储放电装置(106)并以该第二储放电装置(106)驱动的负载(113)构成，所述第二储放电装置(106)由各种可充放电二次电池或超级电容或其他储放电装置构成，所述的负载(113)为各种通讯设备、资讯设备、家电、个人电器、仪器或电动工具。
2.如权利要求1所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征在于：所述紧急辅助供电装置(101)的输入端与所述第一联结式导电装置(102)的接脚(107)之间设置有一充电控制电路(108)，所述充电控制电路(108)为由机电或固态电子元件所构成的可控制充电电流、电压、充电时间及由上述部分或全部功能所构成的充电控制电路。
3.如权利要求1所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征在于：在所述紧急辅助供电装置(101)的输出端与所述第二联结式导电装置(103)的接脚(109)之间设置有一个以上的隔离二极管(110)，该隔离二极管(110)串联或串并联于紧急辅助供电装置(101)的输出端与所述第二联结导电装置(103)的接脚(109)之间，籍其正向压降以调节所述紧急辅助供电装置(101)的输出电压值。
4.如权利要求2所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征在于：在所述紧急辅助供电装置(101)的输出端与所述第二联结式导电装置(103)的接脚(109)之间设置有一个以上的隔离二极管(110)，该隔离二极管(110)串联或串并联于紧急辅助供电装置(101)的输出端与所述第二联结导电装置(103)的接脚(109)之间，籍其正向压降以调节所述紧急辅助供电装置(101)的输出电压值。
5.如权利要求2或3或4所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征是：由充电电源(100)对紧急辅助供电装置(101)供电，而由紧急辅助供电装置(101)的第一储放电装置(105)对负载单元(104)内的第二储放电装置(106)充电，或同时对负载(113)供电。
6.如权利要求2或3或4所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征是：由紧急辅助供电装置(101)内的第一储放电装置(105)对负载单元(104)的第二储放电装置(106)充电，或同时对负载(113)供电。
7.如权利要求2或3或4所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征是：由负载单元(104)内的第二储放电装置(106)的电能驱动负载(113)。
8.如权利要求2或3或4所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征是：由充电电源(100)输入对负载单元(104)内的第二储放电装置(106)充电，以及同时对负载(113)供电。
9.如权利要求2或3或4所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征是：所述紧急辅助供电装置(101)与第二联结式导电装置(103)之间加设有各种输出电压、电流的操控装置以及保护装置；所述各种输出电压、电流的操控装置以及保护装置的主要构成如下：
过电流断路装置(114)：为设置在所述紧急辅助供电装置(101)与所述第二联结式导电装置(103)之间的与电源串联的短路保护保险丝、或机电式或固态电子式过电流断路装置；
限流保护装置(115)：为设置在所述紧急辅助供电装置(101)与所述第二联结式导电装置(103)之间与电源串联限流保护用的正温度系数电阻或电阻元件或机电式或固态电子元件构成阻抗值随电流值增加而阻抗增大、及随电流值减少而阻抗变小的限流保护装置；
电流检测电路(116)：为设置在所述紧急辅助供电装置(101)与所述第二联结式导电装置(103)之间与电源串联的模拟式或数字式输出电流检测装置、或灯光明暗显示的电流检测装置或提供作为操控参考的模拟或数字电流信号的检测电路，或进一步包括显示装置；
开关装置(117)：设置在所述紧急辅助供电装置(101)与第二联结式导电装置(103)之间与电源串联的人工操控开关或由信号操控的固态或操控开关电路装置；
电压检测电路(118)：为设置在所述紧急辅助供电装置(101)的输出端与电源并联的机电式或固态电子元件所构成的模拟或数字式电压检测装置、或灯光明暗显示的输出电压检测装置或提供作为操控参考模拟或数字电压信号的检测电路，或进一步包括显示装置；
中央控制装置(119)：设置在所述紧急辅助供电装置(101)的输出端，以参考输出电流值及一次电池电压值，进而操控限流保护装置或开关装置，以在电流过大时操控限流保护装置加大阻抗值以抑制电流值；及在电流到达设定值时操控开关切断输出；
壳体(120)：为由绝缘或内套绝缘材料的非绝缘材料所构成，供内置所述各项装置呈一体结构。
10.如权利要求9所述的紧急辅助供电装置的串级供电组合装置，其特征是：将第一联结式导电装置(102)及第二联结式导电装置(103)与紧急辅助供电装置(101)的输入端及输出端分开，呈分离结构，并籍导线或第二插头插座组与所述紧急辅助供电装置(101)连接。
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