CN203839210U - 一种带快速接口和报警记忆功能的超级电容模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种带快速接口和报警记忆功能的超级电容模组，属于一种能实现快速充电、放电的高效蓄能设备，充放电主回路出线采用光伏公母接头，报警控制输出线采用防水多芯公母插头，上部盖板上还有报警指示灯以及报警复位按钮，在所述的控制板上的控制电路采用内部的超级电容的蓄能作为电源，控制板采用隔离型DC/DC稳压电源装置作为报警电路直流电源，控制板上的报警电路上有用于报警记忆的自保持型继电器。这种超级电容模组，提高了检修效率和降低了故障停机时间；有助于在停机后及时查找故障点，提高检修效率，及时彻底消除故障隐患；系统不必再配备控制电源，并提高了器件抗干扰能力。结构合理、安全可靠、使用维护灵活方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超级电容模组，是一种能实现快速充电、放电的高效蓄能设备，主要应用于电力工业、新能源汽车工业等领域。
背景技术
目前在风电行业广泛采用蓄电池进行变桨系统的能量存储，在电力系统出现故障时为变桨系统提供后备电源，以确保发电设备安全停车。而在新能源汽车工业中，作为辅助动力，也用到蓄能装置进行多余能量的存蓄，如将减速制动的能量存储起来，可有效节约能源，提高能效比。众所周知，蓄电池的充放电效率比较低，而且充放电速度、使用寿命都制约着能源的利用效率。随着超级电容技术的发展，电容存蓄电量越来越大，采用超级电容的快速充放电性能进行能量存储逐步得到认可。
在常规超级电容模组设计中，必须对电容单体进行充电平衡控制和过温、过压、反接保护。一般采用如下设计模式：1、配置大功率接线端子作为充放电电流接线终端；2、采用小型拔插端子作为报警控制输出；由于电容模组一般多个为一组，报警输出多采用串联或并联方式以节省控制测点数量。3、报警电路多采用光电隔离的晶体管输出形式；4、需要外部控制电源供电。
常规模式存在如下缺点：1、配线质量要求高，占用大量人工，并降低了系统的可靠性；2、配线误操作造成电容极性反接会导致电容单体损坏；3、必须配备外部直流电源以供给报警电路使用；4、晶体管输出需要外部转换处理；5、多个模组的报警输出采用串联或并联接法，在发生报警停机后，无法准确判断哪一个模组发生了故障，导致隐患不能准确清除。6、主动平衡电路虽然具有高效、蓄电量大等特点，但电路过于复杂，可靠性降低，一旦发生故障会造成系统停机。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上不足和缺陷，在充分满足电容单体控制需要的基础上，组成一种结构合理、安全可靠、使用维护灵活方便的新型超级电容模组。
本实用新型是这样实现的，一种带快速接口和报警记忆功能的超级电容模组，它有箱体，箱体上面有上部盖板，箱体内有主电路板及控制板，超级电容安装在主电路板上，它还有主动平衡电路和被动平衡电路，在所述的上部盖板上，充放电主回路出线采用光伏公母接头，报警控制输出线采用防水多芯公母插头，上部盖板上还有报警指示灯以及报警复位按钮，在所述的控制板上的控制电路采用内部的超级电容的蓄能作为电源，控制板采用隔离型DC/DC稳压电源装置作为报警电路直流电源，控制板上的报警电路上有用于报警记忆的自保持型继电器。
在所述的报警电路上，复位按钮与自保持型继电器上的第一线圈J-R串联后，与串联后的电阻、报警指示灯、自保持型继电器上的第一常开触点J-2并联在一起，报警电路直流电源的正极接在复位按钮与电阻之间，负极接在第一线圈J-R、第一常开触点J-2之间，自保持型继电器上的第二线圈J-S与二极管并联后串接在驱动电路上，自保持型继电器上的第二常开触点J-1两端作为报警输出端子。
在所述的报警电路直流电源上，隔离型DC/DC稳压电源装置的输入端经二极管与超级电容电连接在一起，隔离型DC/DC稳压电源装置的输出端子之间跨接有假负载电阻和电容。
采用上述结构的超级电容模组，其明显效果在于：1、使用防反插的专用接插件，不仅可以大大提高装配效率、提高接驳可靠性，更可有效防止线路反接导致的器件损坏。更换电容模组不必再拆线，可直接拔插，提高了检修效率和降低了故障停机时间。2、采用专门电路解决了报警信号记忆问题，即使在系统长期停机，电源消耗完后仍能保证记忆故障状态，有助于在停机后及时查找故障点，提高检修效率，可及时彻底消除故障隐患。3、采用专门设计的内部电源自供电电路，使得系统不必再配备控制电源，并提高了器件抗干扰能力，简化了电源配线。结构合理、安全可靠、使用维护灵活方便。
附图说明
图1是本实用新型结构中的光伏公母接头结构的示意图。
图2是本实用新型结构中的防水多芯公母插头结构的示意图。
图3本实用新型中的上部盖板结构的俯视图。
图4是多个超级电容模组串接后的示意图。
图5是本实用新型中的主电路板结构的示意图。
图6是本实用新型中的控制板结构的示意图。
图7本实用新型中的报警电路的电原理图。
图8是本实用新型中的报警电路直流电源的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图给出的实施例进一步说明本实用新型。
如附图所示，本实用新型之一种带快速接口和报警记忆功能的超级电容模组，它有箱体20，箱体上面有上部盖板15，箱体内有主电路板13及控制板6，超级电容5安装在主电路板上，它还有主动平衡电路14和被动平衡电路17，在所述的上部盖板15上，充放电主回路出线采用光伏公母接头1，报警控制输出线采用防水多芯公母插头2，上部盖板上还有报警指示灯3以及报警复位按钮4，在所述的控制板6上的控制电路采用内部的超级电容5的蓄能作为电源，控制板6采用隔离型DC/DC稳压电源装置7作为报警电路直流电源，控制板上的报警电路上有用于报警记忆的自保持型继电器8。
光伏公母接头1通过焊接形式与导线9连接，导线穿过上部盖板15后再焊接到主电路板13上。正极使用公插头，负极采用母插头，该接头带有自锁机构不会脱开，确保了串联相接时不会导致极性反接和螺丝松动导致的接触不良，同时大大提高了配线效率。
防水多芯公母插头2通过焊接形式与导线9连接，导线穿过上部盖板15后再焊接到主电路板13上。输入使用公插头，输出采用母插头，该插头带有锁紧螺母不会脱开，确保了串联相接时不会导致线序错误和螺丝松动导致的接触不良，同时大大提高了配线效率。
主动平衡电路14安装在控制板6上，被动平衡电路17和超级电容5安装到主电路板13上，主电路板和控制板通过接口16连接。拆除控制板后因主电路板13仍含有被动平衡电路，仍可正常工作，不会停机。
在所述的报警电路上，报警复位按钮4与自保持型继电器8上的第一线圈J-R串联后，与串联后的电阻18、报警指示灯3、自保持型继电器8上的第一常开触点J-2并联在一起，报警电路直流电源的正极接在报警复位按钮4与电阻18之间、负极接在第一线圈J-R、第一常开触点J-2之间，自保持型继电器8上的第二线圈J-S与第一二极管12并联后串接在驱动电路19上，自保持型继电器8上的第二常开触点J-1两端作为报警输出端子。自保持继电器8焊接到控制板6上，输入端配备了第一二极管12作为续流二极管，防止继电器释放时产生的反向电压击穿驱动晶体管。第二常开触点J-1用于直接输出，第一常开触点用于控制报警指示灯3进行报警指示。采用自保持型继电器，即使在系统长期停机，电源消耗完后仍能保证记忆故障状态，有助于在停机后及时查找故障点。报警指示灯可采用发光二极管。驱动电路的具体电路结构与现有的超级电容模组上的相同，不再详述。
在所述的报警电路直流电源上，隔离型DC/DC稳压电源装置7的输入端经二极管10与超级电容5连接在一起，隔离型DC/DC稳压电源装置的输出端子之间跨接有假负载电阻11和电容C。隔离型DC/DC稳压电源装置7焊接到控制板6上，输入端通过二极管10接入，可防止电容反向充电时导致的模块损坏。输出端采取滤波措施，并配置了假负载电阻11，确保电源不会因空载导致损坏，并提升了电源品质和抗干扰能力。
如图4所示，采用快速接线板后仅需2根信号电缆和2根电源线。而在传统接法中，每块模组最少需要18根单芯线，包括2根主线和16根控制线。
Claims (3)
1.一种带快速接口和报警记忆功能的超级电容模组，它有箱体（20），箱体上面有上部盖板（15），箱体内有主电路板（13）及控制板（6），超级电容（5）安装在主电路板上，它还有主动平衡电路（14）和被动平衡电路（17），其特征在于，在所述的上部盖板（15）上，充放电主回路出线采用光伏公母接头（1），报警控制输出线采用防水多芯公母插头（2），上部盖板上还有报警指示灯（3）以及报警复位按钮（4），在所述的控制板（6）上的控制电路采用内部的超级电容（5）的蓄能作为电源，控制板（6）采用隔离型DC/DC稳压电源装置（7）作为报警电路直流电源，控制板上的报警电路上有用于报警记忆的自保持型继电器（8）。
2.如权利要求1所述的带快速接口和报警记忆功能的超级电容模组，其特征在于，在所述的报警电路上，报警复位按钮（4）与自保持型继电器（8）上的第一线圈J-R串联后，与串联后的电阻（18）、报警指示灯（3）、自保持型继电器（8）上的第一常开触点J-2并联在一起，报警电路直流电源的正极接在报警复位按钮（4）与电阻（18）之间，负极接在第一线圈J-R、第一常开触点J-2之间，自保持型继电器（8）上的第二线圈J-S与第一二极管（12）并联后串接在驱动电路（19）上，自保持型继电器（8）上的第二常开触点J-1两端作为报警输出端子。
3.如权利要求1或2所述的带快速接口和报警记忆功能的超级电容模组，其特征在于，在所述的报警电路直流电源上，隔离型DC/DC稳压电源装置（7）的输入端经二极管（10）与超级电容（5）电连接在一起，隔离型DC/DC稳压电源装置的输出端子之间跨接有假负载电阻（11）和电容C。
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