CN205377375U - 复合电源 - Google Patents

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郑旭哲
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Abstract

本实用新型提供了一种复合电源，用以给负载供电，所述复合电源包括电池、电容、第一DC/DC电路、第二DC/DC电路及第三DC/DC电路，所述第一DC/DC电路与所述电容和所述第三DC/DC电路依次串联形成串联支路，所述串联支路与所述第二DC/DC电路相并联并且两端分别连接电池和负载，本实用新型的复合电源，将电池与电容相结合，优势互补，复合电源能量密度提高、功率输出增大、输出电压稳定、循环寿命延长并且安全可靠性提高。

Description

复合电源
技术领域
本实用新型涉及一种复合电源，尤其涉及一种包括电池和电容的复合电源。
背景技术
随着人们生活水平的提高，所用到的电器也越来越多。部分电器使用独立电源，而这部分独立电源大多是单一电源，即仅使用电池或者超级电容，二者因为各自的优缺点而适合不同的系统上。超级电容具有较大的电荷吞吐量，循环使用寿命长，大电流放电能力强，能量转换效率高，能量损失小，但是超级电容器存储电量较小。而电池具有高能量密度和高输出功率，工作温度范围宽，安全可靠。但是其循环使用寿命短，充放电较慢，并且在负载需要大功率输出时有一个尖锐的放电过程，随着负载平稳运行电池的输出功率才会逐渐保持平稳。
有鉴于此，有必要对现有的电源予以改进，以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种复合电源，以解决现有电源储电量小或者寿命短等问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合电源，用以给负载供电，所述复合电源包括电池、电容、第一DC/DC电路、第二DC/DC电路及第三DC/DC电路，所述第一DC/DC电路与所述电容和所述第三DC/DC电路依次串联形成串联支路，所述串联支路与所述第二DC/DC电路相并联并且两端分别连接电池和负载。
作为本实用新型的进一步改进，所述电容为EDLC。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一DC/DC电路为升降压电路以使得在电池电压高于电容电压时由电池向电容充电，在电池电压低于电容电压时由电容向电池充电。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二DC/DC电路和第三DC/DC电路为降压电路。
作为本实用新型的进一步改进，所述复合电源还包括电力分配单元，所述电力分配单元与所述负载相连，获取所述负载维持正常工作所需的电流信号和电压信号。
作为本实用新型的进一步改进，所述电力分配单元与所述第一DC/DC电路、第二DC/DC电路和第三DC/DC电路分别相连。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的复合电源，将电池与电容相结合，优势互补，复合电源能量密度提高、功率输出增大、循环寿命延长并且安全可靠性提高。
附图说明
图1是本实用新型复合电源和负载电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
如图1所示，本实用新型的复合电源用以给负载供电，所述复合电源包括电池、电容、第一DC/DC电路、第二DC/DC电路、第三DC/DC电路和电力分配单元。
所述第一DC/DC电路与所述电容和所述第三DC/DC电路依次串联形成串联支路，所述串联支路与所述第二DC/DC电路相并联并且两端分别连接电池和负载。
所述电池起到向负载供电的作用，还可以起到向电容充电的作用。
所述电容为EDLC，亦即通常所说的超级电容。超级电容的电容量大，可充放电次数多，充电速度快且能量转换率高。所述电容可以起到向所述负载供电的作用，还可以起到向电池充电的作用，同时还可以起到滤波作用。
所述第一DC/DC电路为升降压电路，两端分别连接电池和电容。
所述第二DC/DC电路和所述第三DC/DC电路均为降压电路。所述第二DC/DC电路的两端分别连接电池和负载，所述第三DC/DC电路两端分别连接电容和负载。
所述电力分配单元与负载相连，故所述电力分配单元可以获取负载维持正常工作所需的电流和电压。
所述电力分配单元与第一DC/DC电路、第二DC/DC电路和第三DC/DC电路分别相连。所述第一DC/DC电路、第二DC/DC电路和第三DC/DC电路均包括处理器。
所述电力分配单元与所述第一DC/DC电路的处理器相连，当所述电容电压低于电池电压，所述电力分配单元通过第一DC/DC电路的处理器获取电池向电容的输入电流和输入电压，并根据负载工作情况、电池和电容的电量，向第一DC/DC电路的处理器发出控制信息以控制第一DC/DC电路的输出电压，以此控制电池是否向电容充电。
当所述电容的电压高于电池电压，所述电力分配单元通过第一DC/DC电路的处理器获取电容向电池的输入电流和输入电压，并根据负载工作情况、电池和电容的电量，向第一DC/DC电路的处理器发出控制信息以控制第一DC/DC电路的输出电压，以此控制电容是否向电池充电。
所述电力分配单元与第二DC/DC电路和第三DC/DC电路的处理器相连，并通过第二DC/DC电路和第三DC/DC电路的处理器获取电池和电容向第二DC/DC电路和第三DC/DC电路的输入电流和输入电压，并根据负载维持正常工作所需的电流和电压，向第二DC/DC电路和第三DC/DC电路的处理器发出控制信息以控制第二DC/DC电路和第三DC/DC电路的输出功率比例，以保证负载的正常工作，且可以保证负载的输入功率稳定。
所述复合电源在向负载供电时，包括以下几种工作模式：
模式1：负载未启动，电容的电压低于电池的电压，此时由电池通过第一DC/DC电路向电容充电，直到电容电压达到最高值。
模式2：负载未启动，电容的电压高于电池电压，此时由电容通过第一DC/DC电路向电池充电。
模式3：负载启动，电容电压已达额定标准值，负载所需功率小于电池最大安全可输出功率，此时由电池通过第二DC/DC电路向所述负载供电，维持所述负载的正常工作。
模式4：负载启动，电容电压未达额定标准值，电池电压大于电容电压，负载所需功率小于电池最大安全可输出功率，此时由电池通过第二DC/DC电路向负载供电，维持负载的正常工作，同时由电池通过第一DC/DC电路向电容充电。
模式5：负载启动，负载所需功率大于电池最大安全可输出功率，但是电池电压高于安全值，此时电池通过第二DC/DC电路向负载供电，电容通过第三DC/DC电路向负载供电，电池和电容共同维持负载的正常工作，第二DC/DC电路和第三DC/DC电路的输出电压比例由电力分配单元控制。
模式6：负载启动，负载所需功率小于电池最大安全可输出功率，电池电压达到安全值，电容的电压大于电池电压，此时电容通过第三DC/DC电路向负载供电，维持负载的正常工作，同时由电容通过第一DC/DC电路向电池供电。
模式7：负载启动，电池电压未达到额定标准值，电容的电压大于电池电压，此时电容通过第三DC/DC电路向负载供电，维持负载的正常工作，同时第一DC/DC电路不向电池供电。
模式8：电池和电容组合也不足以维持负载的正常工作，此时停止供电。
本实用新型的复合电源，通过将电池和电容结合在一起，在正常情况下，仅由电池向负载供电，而在负载功率变大，或者电池电量不足时，由电容辅助供电，一方面维持负载的正常工作，另一方面可以防止电池过度放电；通过在电池和电容之间设置第一DC/DC电路，从而使得电池和电容之间可以互相充电；通过设置电力分配单元，从而可以准确控制电池和电容的电压输出比例，使得负载的工作电压稳定。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种复合电源，用以给负载供电，其特征在于：所述复合电源包括电池、电容、第一DC/DC电路、第二DC/DC电路及第三DC/DC电路，所述第一DC/DC电路与所述电容和所述第三DC/DC电路依次串联形成串联支路，所述串联支路与所述第二DC/DC电路相并联并且两端分别连接电池和负载。
2.根据权利要求1所述的复合电源，其特征在于：所述电容为EDLC。
3.根据权利要求1所述的复合电源，其特征在于：所述第一DC/DC电路为升降压电路以使得在电池电压高于电容电压时由电池向电容充电，在电池电压低于电容电压时由电容向电池充电。
4.根据权利要求1所述的复合电源，其特征在于：所述第二DC/DC电路和第三DC/DC电路为降压电路。
5.根据权利要求1所述的复合电源，其特征在于：所述复合电源还包括电力分配单元，所述电力分配单元与所述负载相连，获取所述负载维持正常工作所需的电流信号和电压信号。
6.根据权利要求5所述的复合电源，其特征在于：所述电力分配单元与所述第一DC/DC电路、第二DC/DC电路和第三DC/DC电路分别相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109888862A (zh) * 2019-02-15 2019-06-14 深圳硕日新能源科技有限公司 一种双电池充电系统的控制方法

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