CN105932768A - 一种基于超级电容的配电箱切换供电系统 - Google Patents

一种基于超级电容的配电箱切换供电系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于超级电容的配电箱切换供电系统，采用系统架构设计，引入多途径供电方式，在超级电容储能装置的设计下，引入太阳能供电方式，并同时，基于针对超级电容储能装置的实时电压检测下，经具体所设计的电机驱动电路，针对电机切换开关进行智能控制，实现太阳能供电与市电双重供电方式的却换，由此经配电箱针对负载装置实现更加稳定的供电。

Description

一种基于超级电容的配电箱切换供电系统
技术领域
本发明涉及一种基于超级电容的配电箱切换供电系统，属于电力工业技术领域。
背景技术
随着新型能源的发展，太阳能发电被越来越多的应用到社会用户。发出的太阳能电力，满足了社会生活的需要，也减少了传统发电方式对环境的破坏。太阳能发电系统，主要接收、并针对太阳能进行转换，而获得电能；但是受限于天气变化的影响，为了保证稳定输出可靠的电能输出，现有技术，一般会设计、设置储能装置，但是若遇上长时间无阳光的天气时，即便是储能装置的引入，也无法满足电能的稳定输出；并且现有技术中，所设计的储能装置多采用蓄电池，但是蓄电池的充放电寿命有限，并且环境变化而反复充放电会增加成本。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种采用系统架构设计，引入多途径供电方式，能够有效实现绿色节能、且稳定供电的基于超级电容的配电箱切换供电系统。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于超级电容的配电箱切换供电系统，基于市电接入装置，针对负载装置进行供电；还包括太阳能发电机组、超级电容储能装置、电机切换开关、配电箱、控制模块，以及分别与控制模块相连接的电压检测装置、电机驱动电路；电机切换开关经过电机驱动电路与控制模块相连接，控制模块经过电机驱动电路针对电机切换开关进行供电，市电接入装置与控制模块相连接，为其进行供电，并且，市电接入装置经过控制模块为电压检测装置进行供电，同时，市电接入装置依次经过控制模块、电机驱动电路为电机切换开关进行供电；电机驱动电路包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接控制模块的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电机切换开关的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块相连接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块相连接；太阳能发电机组与超级电容储能装置相连接，电压检测装置与超级电容储能装置相连接，用于检测超级电容储能装置的电压；同时，超级电容储能装置与电机切换开关的其中一个输入端相连接，电机切换开关的另一个输入端与市电接入装置相连接，电机切换开关的输出端与配电箱输入端相连接，电机切换开关择一选择超级电容储能装置或市电接入装置与配电箱的输入端相连接，配电箱的输出端与负载装置相连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电压检测装置为电压表。
作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为单片机。
本发明所述一种基于超级电容的配电箱切换供电系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明设计的基于超级电容的配电箱切换供电系统，采用系统架构设计，引入多途径供电方式，在超级电容储能装置的设计下，引入太阳能供电方式，并同时，基于针对超级电容储能装置的实时电压检测下，经具体所设计的电机驱动电路，针对电机切换开关进行智能控制，实现太阳能供电与市电双重供电方式的却换，由此经配电箱针对负载装置实现更加稳定的供电；
（2）本发明设计的基于超级电容的配电箱切换供电系统中，针对电压检测装置，进一步设计采用电压表，原理简单，并且应用稳定，能够有效便于后期的维护；
（3）本发明设计的基于超级电容的配电箱切换供电系统中，针对控制模块，进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对基于超级电容的配电箱切换供电系统的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。
附图说明
图1是本发明设计基于超级电容的配电箱切换供电系统的功能模块示意图；
图2是本发明设计基于超级电容的配电箱切换供电系统中电机驱动电路的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图针对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明设计的一种基于超级电容的配电箱切换供电系统，基于市电接入装置，针对负载装置进行供电；还包括太阳能发电机组、超级电容储能装置、电机切换开关、配电箱、控制模块，以及分别与控制模块相连接的电压检测装置、电机驱动电路；电机切换开关经过电机驱动电路与控制模块相连接，控制模块经过电机驱动电路针对电机切换开关进行供电，市电接入装置与控制模块相连接，为其进行供电，并且，市电接入装置经过控制模块为电压检测装置进行供电，同时，市电接入装置依次经过控制模块、电机驱动电路为电机切换开关进行供电；如图2所示，电机驱动电路包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接控制模块的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电机切换开关的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块相连接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块相连接；太阳能发电机组与超级电容储能装置相连接，电压检测装置与超级电容储能装置相连接，用于检测超级电容储能装置的电压；同时，超级电容储能装置与电机切换开关的其中一个输入端相连接，电机切换开关的另一个输入端与市电接入装置相连接，电机切换开关的输出端与配电箱输入端相连接，电机切换开关择一选择超级电容储能装置或市电接入装置与配电箱的输入端相连接，配电箱的输出端与负载装置相连接。上述技术方案所设计的基于超级电容的配电箱切换供电系统，采用系统架构设计，引入多途径供电方式，在超级电容储能装置的设计下，引入太阳能供电方式，并同时，基于针对超级电容储能装置的实时电压检测下，经具体所设计的电机驱动电路，针对电机切换开关进行智能控制，实现太阳能供电与市电双重供电方式的却换，由此经配电箱针对负载装置实现更加稳定的供电。
基于上述设计基于超级电容的配电箱切换供电系统技术方案的基础之上，本发明还继续设计了如下优选技术方案：针对电压检测装置，进一步设计采用电压表，原理简单，并且应用稳定，能够有效便于后期的维护；并且针对控制模块，进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对基于超级电容的配电箱切换供电系统的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。
本发明设计的一种基于超级电容的配电箱切换供电系统，在实际应用过程当中，基于市电接入装置，针对负载装置进行供电；具体还包括太阳能发电机组、超级电容储能装置、电机切换开关、配电箱、单片机，以及分别与单片机相连接的电压表、电机驱动电路；电机切换开关经过电机驱动电路与单片机相连接，单片机经过电机驱动电路针对电机切换开关进行供电，市电接入装置与单片机相连接，为其进行供电，并且，市电接入装置经过单片机为电压表进行供电，同时，市电接入装置依次经过单片机、电机驱动电路为电机切换开关进行供电；电机驱动电路包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接单片机的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电机切换开关的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与单片机相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与单片机相连接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与单片机相连接；太阳能发电机组与超级电容储能装置相连接，电压表与超级电容储能装置相连接，用于检测超级电容储能装置的电压；同时，超级电容储能装置与电机切换开关的其中一个输入端相连接，电机切换开关的另一个输入端与市电接入装置相连接，电机切换开关的输出端与配电箱输入端相连接，电机切换开关择一选择超级电容储能装置或市电接入装置与配电箱的输入端相连接，配电箱的输出端与负载装置相连接。实际应用中，太阳能发电机组根据天气情况接收阳光照射，并产生电能输送至与之相连接的超级电容储能装置中；电压表实时检测获得超级电容储能装置的电压，获得电压检测结果，并实时上传至预相连接的单片机当中，单片机实时针对所获得的电压检测结果进行分析判断，当单片机分析电压检测结果波动比较平稳，则单片机据此判断此时太阳能供电稳定，则单片机经过电机驱动电路控制电机切换开关工作，连通超级电容储能装置与配电箱之间的通路，采用太阳能供电方式针对负载装置进行供电；当单片机分析电压检测结果波动比较大，则单片机据此判断此时太阳能供电不稳定，则单片机经过电机驱动电路控制电机切换开关工作，连通市电接入装置与配电箱之间的通路，采用市电接入装置针对负载装置进行供电；由此根据实际情况，智能实现了双重供电方式。
上面结合说明书附图针对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种基于超级电容的配电箱切换供电系统，基于市电接入装置，针对负载装置进行供电；其特征在于：还包括太阳能发电机组、超级电容储能装置、电机切换开关、配电箱、控制模块，以及分别与控制模块相连接的电压检测装置、电机驱动电路；电机切换开关经过电机驱动电路与控制模块相连接，控制模块经过电机驱动电路针对电机切换开关进行供电，市电接入装置与控制模块相连接，为其进行供电，并且，市电接入装置经过控制模块为电压检测装置进行供电，同时，市电接入装置依次经过控制模块、电机驱动电路为电机切换开关进行供电；电机驱动电路包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接控制模块的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电机切换开关的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块相连接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块相连接；太阳能发电机组与超级电容储能装置相连接，电压检测装置与超级电容储能装置相连接，用于检测超级电容储能装置的电压；同时，超级电容储能装置与电机切换开关的其中一个输入端相连接，电机切换开关的另一个输入端与市电接入装置相连接，电机切换开关的输出端与配电箱输入端相连接，电机切换开关择一选择超级电容储能装置或市电接入装置与配电箱的输入端相连接，配电箱的输出端与负载装置相连接。
2. 根据权利要求1所述一种基于超级电容的配电箱切换供电系统，其特征在于：所述电压检测装置为电压表。
3. 根据权利要求1所述一种基于超级电容的配电箱切换供电系统，其特征在于：所述控制模块为单片机。
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