CN201315499Y

CN201315499Y - 紧急供电设备

Info

Publication number: CN201315499Y
Application number: CNU2008201785254U
Authority: CN
Inventors: 张大清; 陈思堂
Original assignee: TACHAI INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: TACHAI INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2009-09-23
Anticipated expiration: 2018-10-31

Abstract

本实用新型公开了一种紧急供电设备，用于当常规供电系统发生异常时临时为负载提供应急电力，其包括可为负载提供电能的能源储存装置、和可为能源储存装置充电的充电装置，其中所述能源储存装置包括磁性电容单元。通过这种结构，提高了设备的使用效率，有效降低设备的整体体积，大大提升设备的供电能力和延长供电时间，增强了设备的适用性，并且延长设备的使用寿命。

Description

紧急供电设备

技术领域

本实用新型涉及一种紧急供电设备，尤其涉及一种当常规供电系统发生异常时临时为负载提供应急电力的设备。

背景技术

紧急供电设备通常用于当常规供电系统出现异常的紧急状况下为负载临时提供电能的设备，如紧急照明设备和不间断电源供应(Uninterruptible Power Supply)设备等。图1所示的是一种现有的紧急照明设备，其通常布设在建筑物中，用来在常规供电系统出现异常时，如市电停电、或由于自然或人为灾害原因而导致的供电中断等紧急情况下，提供必要的光源照明。如图1所示，紧急照明设备90包括照明灯96，如卤素灯、辉光灯泡、发光二级管(Light Emitting Diode，LED)，或其它任何合适类型的照明设备。正常供电时，市电通过整流器91将交流电转化为直流电，由于市电通常为100V～240V的交流电，转化为直流电后还需要通过稳压器92将直流电的电压降低到一个较低值，如6V～48V。当需要使用照明灯96时，控制电路95会判断市电是否可正常供电，如果可以，则控制电路95会选择照明灯96由市电来提供电能。如图1所示，在市电供应正常时，经过稳压器92的直流电可以通过充电器93为蓄电池充电，该蓄电池可以为铅酸电池94，也可以是镍氢电池、镍镉电池、或锂离子电池等。当市电出现异常时，如突然停电，控制电路95会控制铅酸电池94为照明灯96供电。

然而，现有的紧急照明设备中，由于蓄电池的电压较低，市电需要通过整流并降压后才能进行充电动作，颇为繁复。并且，当将这种蓄电池使用在不间断电源供应设备中时，还需要将蓄电池提供的电能经变流升压后才能为负载供电，如此，显然不利于紧急情况下的及时响应。此外，这种蓄电池是利用化学反应来储存和释放电能，其能源储存密度小，且随着时间的推移，储能特性变差。另外，这种蓄电池对环境条件也有一定的要求，如环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而缩短电池的寿命，并且还有可能发生化学液体泄露的情形而带来安全隐患。

有鉴于此，有必要为现有的紧急供电设备提供一种新型电池以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种紧急供电设备，其采用的电池具有宽电压充、放电特性，从而了简化了充电和放电过程，提高了设备的使用效率。

本实用新型的另一目的在于提供一种紧急供电设备，其采用的电池体积小，但能源储存密度高，可以有效降低设备的整体体积，并大大提升设备的供电能力和延长供电时间。

本实用新型的另一目的在于提供一种紧急供电设备，其具有较强的适用性和较长的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型的一种实施方式的紧急供电设备，用于当常规供电系统发生异常时临时为负载提供应急电力，其包括可为负载提供电能的能源储存装置、和可为能源储存装置充电的充电装置，其中所述能源储存装置包括磁性电容单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述磁性电容单元包括：

第一磁性层，

第二磁性层，以及

绝缘层，设置在所述第一和第二磁性层之间以用于储存电能。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一和第二磁性层分别具有第一和第二偶极子，所述第一和第二偶极子被以特定方式设置以防止电能泄露。

作为本实用新型的进一步改进，所述紧急供电设备为紧急照明设备，所述负载为照明装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述紧急供电设备为不间断电源供应设备，其还包括连接在能源储存装置和负载之间的逆变器，用于将能源储存装置提供的直流电转化为交流电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：紧急供电设备采用了磁性电容电池作为能源储存装置，由于磁性电容电池具有宽电压充、放电特性，从而了简化了充电和放电过程，提高了设备的使用效率；此外，磁性电容电池体积小，但能源储存密度高，可以有效降低设备的整体体积，并大大提升设备的供电能力和延长供电时间；另外，磁性电容电池不涉及化学反应，是以“物理”形式储存和释放能量，理论上可以无限循环地充、放电，可在高温下进行工作，并且不会有化学液体泄露的担忧，从而增强了设备的适用性，并且延长设备的使用寿命。

附图说明

图1为一种已知的紧急照明设备的电路原理框图；

图2为本实用新型紧急供电设备所采用的磁性电容单元的结构示意图；

图3为本实用新型的采用由图2所示的磁性电容单元组成的电池的紧急照明设备；

图4为本实用新型的采用由图2所示的磁性电容单元组成的电池的不间断电源供应设备。

具体实施方式

图2所示的是本实用新型紧急供电设备所采用的能量储存装置的组成单元的一具体实施方式。在本实施方式中，该组成单元为一磁性电容单元10，其包括基本上相互平行设置的第一磁性层11、第二磁性层12、和设置在第一、二磁性层11、12之间的绝缘层13，其中磁性层和绝缘层均为极其微小的薄膜层。第一磁性层11和第二磁性层12分别具有第一偶极子111和第二偶极子121。本领域技术人员可理解的是，根据磁阻效应(Magnetoresistance，MR)，通过控制第一偶极子111和第二偶极子121的磁化方向，可使磁性电容单元10的阻值在第一偶极子及第二偶极子处于矫挽场之间及饱和磁化场时具有非常大和非常小之间变换。从而，通过恰当的设置第一偶极子111和第二偶极子121的磁化方向，可在绝缘层13内储存大量的电能并可有效避免泄露，而当需要放电时，只需要改变第一或二偶极子111、121磁化方向的设置，就可以轻易地释放储存的电能。本领域技术人员同样可轻易理解的是，可以在第一或二磁性层11、12的外部分设置金属层(未图示)，而后透过这些金属层因电流的通过所产生的外部磁场来改变第一或二偶极子111、121的磁化方向。在其它实施方式中，磁性电容单元也可以是由多个磁性层和多个位于相邻磁性层之间的绝缘层组成，其中绝缘层用于储藏电能，每个磁性层都具有偶极子，通过对偶极子磁化方向的控制来避免所储藏电能的泄露。

磁性电容电池由上述磁性电容单元10组成，其体积很小，如可以是5mm×5mm×2mm，即使将10节磁性电容电池并联在一起，其体积也比现有的铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、或锂离子电池的体积要小得多。此外，10节并联在一起的磁性电容电池的电压值最大可以达到400V，从而不需要再进行降压或升压的动作就可以直接对磁性电容电池进行充电或放电的动作。

图3所示的是本实用新型紧急供电设备的一种实施方式，即紧急照明设备20。本实施方式中，紧急照明设备20包括整流器21、稳压器22、控制电路25、照明灯26、作为能源储存装置的磁性电容电池24，和为磁性电容电池24充电的充电器23。其中整流器21是用于将交流电转化为直流电的装置，稳压器22用于将整流后的直流电降压以适于给照明灯20供电，如将直流电压降低到6V～48V。控制电路25可以是包括控制器和控制开关的电路，用于判断市电的电力供应是否异常，并且在发生异常时，如市电电力下降到低于某一预设值时，控制磁性电容电池24给照明灯20供电并启动照明灯20；当然，在市电正常时如需启动照明灯20，控制电路25会控制通过市电来给照明灯20供电。照明灯20可以是任何合适类型的灯，如高压或低压放电灯、卤素灯、辉光灯泡、白炽灯、荧光灯、或LED灯等。在本实施方式中，由10节并联在一起的磁性电容电池24组成能源储存装置，由于磁性电容电池具有宽电压充电特性，市电经过整流器21整流滤波后，可直接通过充电器23为磁性电容电池24充电。当市电停电或因地震、火灾等突发情况导致正常供电中断时，控制电路25会及时切换能源供应，由磁性电容电池24通过稳压器22降压后为照明灯26供电。

图4所示的是本实用新型紧急供电设备的另一种实施方式，即不间断电源供应设备30。不间断电源供应设备30包括整流器31、控制电路35、作为能源储存装置的磁性电容电池34、为磁性电容电池34充电的充电器33、以及用于将直流电转化为交流电的逆变器32。其中整流器31用于将交流电转化为直流电。在本实施方式中，由10节并联在一起的磁性电容电池34组成能源储存装置，由于磁性电容电池具有宽电压充、放电特性，市电经过整流器31整流滤波后，可直接通过充电器33为磁性电容电池34充电。控制电路35可以是包括控制器和用于实现两路电源自动切换的静态开关(未图示)的电路。当市电供电正常时，控制电路35会选择由市电为负载36直接供电。此处，负载36是一个需要由交流电供电的设备，如计算机系统。当市电供电发生异常时，如市电停电或因地震、火灾等突发情况导致正常供电中断时，控制电路35会及时检测到并驱动其静态开关将供应电路切换到由磁性电容电池34来供电，如此磁性电容电池34提供的直流电经过逆变器32转化为交流电后为负载36提供临时的电力供应。由于磁性电容电池24具有宽电压放电的特性，其不需要经过升压的动作，从而可有效缩短响应时间，及时为负载提供应急电力。

本实用新型的紧急供电设备采用了磁性电容电池作为能源储存装置，由于磁性电容电池具有宽电压充、放电特性，从而了简化了充电和放电过程，提高了设备的使用效率；此外，磁性电容电池体积小，但能源储存密度高，可以有效降低设备的整体体积，并大大提升设备的供电能力和延长供电时间；另外，磁性电容电池不涉及化学反应，是以“物理”形式储存和释放能量，理论上可以无限循环地充、放电，可在高温下进行工作，并且不会有化学液体泄露的担忧，从而增强了设备的适用性，并且延长设备的使用寿命。

Claims

1、一种紧急供电设备，用于当常规供电系统发生异常时临时为负载提供应急电力，其包括可为负载提供电能的能源储存装置、和可为能源储存装置充电的充电装置，其特征在于，所述能源储存装置包括磁性电容单元。

2、如权利要求1所述的紧急供电设备，其特征在于，所述磁性电容单元包括：

第一磁性层，

第二磁性层，以及

3、如权利要求2所述的紧急供电设备，其特征在于，所述第一和第二磁性层分别具有第一和第二偶极子，所述第一和第二偶极子被以特定方式设置以防止电能泄露。

4、如权利要求1所述的紧急供电设备，其特征在于，所述能源储存装置包括若干并联的磁性电容电池，所述磁性电容电池包含所述磁性电容单元。

5、如权利要求1所述的紧急供电设备，其特征在于，所述紧急供电设备为紧急照明设备，所述负载为照明装置。

6、如权利要求5所述的紧急供电设备，其特征在于，所述紧急供电设备还包括设置在能源储存装置和照明装置之间的稳压器，用于将能源储存装置提供的直流电降低到一个较低的电压值。

7、如权利要求1所述的紧急供电设备，其特征在于，所述紧急供电设备为不间断电源供应设备，其还包括连接在能源储存装置和负载之间的逆变器，用于将能源储存装置提供的直流电转化为交流电。

8、如权利要求1所述的紧急供电设备，其特征在于，所述紧急供电设备还包括与充电器直接连接的整流器，用于将市电的交流电转化为直流电。

9、如权利要求1所述的紧急供电设备，其特征在于，所述紧急供电设备还包括控制电路，用于当市电电力供应下降到低于某一预设值时切换为由能源储存装置供电。

10、如权利要求9所述的紧急供电设备，其特征在于，所述控制电路包括静态开关。