CN204068412U - 一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置，包括主MCU及开关电源，所述微机保护装置内部集成有超级电容组，其在外部供电停止后将作为后备电源为微机保护装置供电，所述超级电容组设置于所述开关电源输出端，其与开关电源之间还设置有超级电容充放电管理模块。本装置为一种设计有新型后备电源的微机保护装置，其使得每台微机保护装置的后备电源独立分布式的集成于微机保护装置里面，使之成为一种高度集成的产品，同时更加可靠安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微机保护装置，具体为一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置。
背景技术
现有微机保护装置，一般都直接使用交直流220V或110V作为电压。而交流220V/110V电源又多直接使用配电房PT而来。在实际应用过程中，当线路出现短路故障，会造成PT电压被迅速拉低，造成微机保护装置会失电而不发出对跳闸出口发出跳闸指令，又或者造成驱动断路器或负荷开关跳闸线圈的跳闸电源能量不足，完成不了跳闸，虽然断路器或负荷开关的储能机构储能状态良好。
目前也有一些使用外部铅酸蓄电池以及蓄电池管理模块作为后备电源集中供电的作法，但由于铅酸蓄电池使用寿命和使用温度环境等原因，维护不便，体积庞大。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种设计有新型后备电源的微机保护装置，其使得每台微机保护装置的后备电源独立分布式的集成于微机保护装置里面，使之成为一种高度集成的产品，同时更加可靠安全。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置，包括主MCU及开关电源，所述微机保护装置内部集成有超级电容组，其在外部供电停止后将作为后备电源为微机保护装置供电，所述超级电容组设置于所述开关电源输出端，其与开关电源之间还设置有超级电容充放电管理模块。
作为上述技术方案的改进，所述超级电容充放电管理模块包括二极管D1、限流电阻R5，其在所述开关电源输出InVCC经过二极管D1后，其中一路直接输出OutVCC，另一路通过限流电阻R5为所述超级电容组进行均压充电。
作为上述技术方案的改进，所述超级电容充放电管理模块包括与超级电容Cn对应设置的过压保护单元，所述过压保护单元包括电压监控芯片Un、三极管Qn及释放电阻Rn，其在某个超级电容Cn充电电压超过电压监控芯片Un时，由电压监控芯片Un控制三极管Qn导通使得过高的电压通过释放电阻Rn释放。
本实用新型带来的有益效果有：
本微机保护装置应用于实际中会带来以下优势，
首先，解决了现有的使用外部铅酸蓄电池以及蓄电池管理模块作为后备电源的集中供电方法时维护不便与体积庞大的问题；
其次，解决了配电线路出现短路故障、出现供电电压过低，造成微机保护装置跳闸失败的问题，提高设备可靠性；
再者，改良了现有无外部电源微机保护装置在线路故障失去供电后不能发出重合闸指令的难点；
最后，第一次创造性的把超级电容组和超级电容充放电管理模块集成到微机保护装置内部，使之成为一种高度集成的产品。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，
附图1是本实用新型微机保护装置结构示意图；
附图2是本实用新型超级电容组和超级电容充放电管理模块结构示意图。
具体实施方式
参照附图1及附图2，本实用新型的微机保护装置1包括主MCU及开关电源，其第一次创造性的把超级电容组2和超级电容充放电管理模块3集成到微机保护装置1内部，其中超级电容组2在外部供电停止后将作为后备电源为微机保护装置1供电，超级电容充放电管理模块3则设置于超级电容组2与开关电源之间。
基于上述集成结构，本实用新型可以有效免除配电房需配备直流屏的需要，有效减少成本并节约配电房空间，同时解决了使用外部铅酸蓄电池以及蓄电池管理模块作为后备电源的集中供电方法时维护不便与体积庞大等问题，使得每台微机保护装置1的后备电源独立的、分布式的集成在微机保护装置1内部，更加可靠安全。
具体的，超级电容充放电管理模块3包括二极管D1、限流电阻R5，当开关电源输出InVCC经过二极管D1后，该模块的其中一路直接输出OutVCC，另一路通过限流电阻R5为超级电容组2进行均压充电。由于每个超级电容Cn的内阻不一样，会导致分配到每个超级电容Cn的充电电压不完全一致，故此我们设计了与超级电容Cn对应的过压保护单元。
上述的过压保护单元包括电压监控芯片Un、三极管Qn及释放电阻Rn、Rm，当某个超级电容Cn充电电压超过Un的监控电压时，将由电压监控芯片Un控制三极管Qn导通使得过高的电压通过释放电阻Rn释放至DGND，从而使得超级电容Cn避免过压充电。
当超级电容Cn充电完成后，外部电源失压，超级电容组2即通过二极管D2输出电压到OutVCC，完成放电过程。
本实用新型由于替代了传统的蓄电池后备电源，在高温环境工作时将更稳定，低温环境工作时性能也不会打折扣，同时解决了配电线路出现短路故障、出现供电电压过低时，造成微机保护装置1跳闸失败的几率，提高装置可靠性。
此外，当线路故障时，本微机保护装置1跳闸完成后仍能在一定时间内和后台监控系统（SCADA）保持联系，及时上报故障以便相应部门及时处理。
需要说明的是，以上所述只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置，包括主MCU及开关电源，其特征在于：所述微机保护装置（1）内部集成有超级电容组（2），其在外部供电停止后将作为后备电源为微机保护装置（1）供电，所述超级电容组（2）设置于所述开关电源输出端，其与开关电源之间还设置有超级电容充放电管理模块（3）。
2.根据权利要求1所述的一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置，其特征在于：所述超级电容充放电管理模块（3）包括二极管D1、限流电阻R5，其在所述开关电源输出InVCC经过二极管D1后，其中一路直接输出OutVCC，另一路通过限流电阻R5为所述超级电容组（2）进行均压充电。
3.根据权利要求2所述的一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置，其特征在于：所述超级电容充放电管理模块（3）包括与超级电容Cn对应设置的过压保护单元，所述过压保护单元包括电压监控芯片Un、三极管Qn及释放电阻Rn，其在某个超级电容Cn充电电压超过电压监控芯片Un时，由电压监控芯片Un控制三极管Qn导通使得过高的电压通过释放电阻Rn释放。
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| CN201420417576.3U CN204068412U (zh) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | 一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置 |
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| CN201420417576.3U Active CN204068412U (zh) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | 一种集成超级电容作为后备电源的微机保护装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108306402A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-20 | 北京时代民芯科技有限公司 | 一种主控板超级电容后备电源 |
| CN108718113A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-10-30 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种多电源智能型的微机保护装置系统 |
| CN113346606A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-09-03 | 云谷技术(珠海)有限公司 | 罩式ftu后备电源超级电容模块 |
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| CN113346606B (zh) * | 2021-05-13 | 2024-02-20 | 云谷技术(珠海)有限公司 | 罩式ftu后备电源超级电容模块 |
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