CN205681144U - 电力控制及监测装置的模块化组合供电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，包括电池模组和超级电容模组，电池模组包括蓄电池、第一限流装置和恒压装置，超级电容模组包括超级电容、第二限流装置和单向导通装置，第一限流装置一端连蓄电池正极，另一端连恒压装置一端，恒压装置另一端连蓄电池负极，第二限流装置和单向导通装置并联，单向导通装置的输入端连超级电容一端，输出端连第一限流装置和恒压装置的公共端，蓄电池负极连超级电容另一端；第一限流装置控制流过电流小于或等于第一预设电流阈值，恒压装置控制蓄电池电压恒定，第二限流装置控制流过电流小于或等于第二预设电流阈值。通过组合供电，可提高模块化组合供电设备的使用寿命和实用性。

Description

电力控制及监测装置的模块化组合供电设备

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，特别是涉及一种电力控制及监测装置的模块化组合供电设备。

背景技术

电力系统中，配网馈线自动化终端(简称FTU)、配电房自动化装置(简称DTU)、计量自动化终端(简称TTU)等电力控制及监测装置最常用的供电设备通常为铅酸蓄电池。

由于电力控制及监测装置的运行环境较差，夏天往往温度过高，甚至达到45度以上。对于需要有瞬间大电流供电的电力控制及监测装置(例如内燃机启动、电力开关机构储能和带有开关机构储能的装置)，如果采用铅酸蓄电池供电，大电流放电下容易造成铅酸蓄电池内阻升高导致端电压下降，从而端电压不满足动作机构的运行条件，导致铅酸蓄电池性能下降过快而提早报废。故，现有的供电设备使用寿命短、实用性低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种提高使用寿命和实用性的电力控制及监测装置的模块化组合供电设备。

一种电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，包括电池模组和超级电容模组，所述电池模组包括蓄电池、第一限流装置和恒压装置，所述超级电容模组包括超级电容、第二限流装置和单向导通装置，

所述第一限流装置一端连接所述蓄电池的正极，所述恒压装置一端连接所述第一限流装置的另一端，所述恒压装置另一端连接所述蓄电池的负极，所述第二限流装置和所述单向导通装置并联，且所述单向导通装置的输入端连接所述超级电容的一端，所述单向导通装置的输出端连接所述恒压装置和所述第一限流装置的公共端，且用于连接外部负载，所述超级电容的另一端连接所述蓄电池的负极；

所述第一限流装置控制流过的电流小于或等于第一预设电流阈值，所述恒压装置控制所述蓄电池的电压恒定，所述第二限流装置控制流过的电流小于或等于第二预设电流阈值。

上述电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，第一限流装置用于控制蓄电池输出到超级电容或负载的电流不会过大，恒压装置用于控制蓄电池的电压恒定，第二限流装置通过限流作用对超级电容进行充电保护，单向导通装置通过单向导通作用对超级电容进行放电保护；蓄电池和超级电容进行组合供电，蓄电池负责维持电力控制及监测装置的平常小电流供电，超级电容负责电力控制及监测装置的瞬间大电流供电。相比于使用单一的蓄电池供电或单一的超级电容供电，本实用新型电力控制及监测装置的组合供电设备可以解决蓄电池因大电流放电而引起的性能下降过快的问题，大大延长蓄电池的寿命，以及解决单一的超级电容供电时间维持较短的问题，综合提高电力控制及监测装置的组合供电设备的使用寿命和实用性。

附图说明

图1为一实施例中本实用新型电力控制及监测装置的模块化组合供电设备的结构图；

图2为另一实施例中本实用新型电力控制及监测装置的模块化组合供电设备的结构图。

具体实施方式

参考图1，本实用新型一实施例中的一种电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，包括电池模组110和超级电容模组130，电池模组110包括蓄电池111、第一限流装置113和恒压装置114，超级电容模组130包括超级电容131、第二限流装置133和单向导通装置135。第一限流装置113一端连接蓄电池111的正极，恒压装置114一端连接第一限流装置113的另一端，恒压装置114另一端连接蓄电池111的负极；第二限流装置133和单向导通装置135并联，且单向导通装置135的输入端连接超级电容131的一端，单向导通装置135的输出端连接第一限流装置113和恒压装置114的公共端，且用于连接外部负载，超级电容131的另一端连接蓄电池111的负极。

第一限流装置113控制流过的电流小于或等于第一预设电流阈值，恒压装置114控制蓄电池111的电压恒定，第二限流装置133控制流过的电流小于或等于第二预设电流阈值。其中，第一预设电流阈值和第二预设电流阈值可以根据实际情况具体设置。第一限流装置113具有限流作用，恒压装置114具有恒压作用，可以保证超级电容131合理充电以及防止蓄电池111的输出至负载的电流电压过大；第二限流装置133具有限流作用，可以防止超级电容131的充电电流过大。

单向导通装置135只允许通过从超级电容131流出的电流，具有单向导通作用，防止电流从蓄电池111流向超级电容131。

本实用新型电力控制及监测装置的模块化组合供电设备应用于有瞬间大电流供电需要的电力控制及监测装置时，由蓄电池111和超级电容131进行组合供电。具体地，当电力控制及监测装置开机启动或者处在其他需要大电流供电的状态时，超级电容131放电用以提供需要的大电流，此时，由于第二限流装置133的限流作用，超级电容131输出的大电流主要通过单向导通装置135流向负载；同时，由于单向导通装置135的单向控制功能，使得在超级电容131放电的同时可以避免大电流对超级电容131反充电，实现放电保护。当电力控制及监测装置处于平常工作状态，则主要由蓄电池111维持电力控制及监测装置的小电流供电。蓄电池111还可以为超级电容131充电，此时，第二限流装置133可以防止超级电容131的充电电流过大，实现充电保护。

上述电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，第一限流装置113用于控制蓄电池111输出到超级电容131或负载的电流不会过大，恒压装置114用于控制蓄电池111的电压恒定，第二限流装置133通过限流作用对超级电容131进行充电保护，单向导通装置135通过单向导通作用对超级电容131进行放电保护；蓄电池111和超级电容131进行组合供电，蓄电池111负责维持电力控制及监测装置的平常小电流供电，超级电容131负责电力控制及监测装置的瞬间大电流供电。相比于使用单一的蓄电池111供电或单一的超级电容131供电，本实用新型电力控制及监测装置的组合供电设备可以解决蓄电池111因大电流放电而引起的性能下降过快的问题，大大延长蓄电池111的寿命，以及解决单一的超级电容131供电时间维持较短的问题，综合提高电力控制及监测装置的组合供电设备的使用寿命和实用性。

在其中一实施例中，蓄电池111为三元聚合物锂电池。三元聚合物锂电池使用寿命较长，可使电力控制及监测装置的模块化组合供电设备的使用寿命增长，且具有更好的耐高温能力。可以理解，在其他的实施例中，蓄电池111也可以为其他电池，例如铅酸电池、氢镍电池、锂离子电池、磷酸铁锂电池等。

在其中一实施例中，参考图2，电池模组110和超级电容模组130为多个，电池模组110、超级电容模组130并联。由于电池模块110包括恒压装置114，恒压装置114在多个电池模块110并联时兼有均压功能，保证各个电池模块110的电压相等。

蓄电池111与超级电容131尺寸标准化、模块化，电池模组110和超级电容模组130可自由组合，根据适应不同的参数要求调整组合方式和组合数量，从而增强本实用新型电力控制及监测装置的模块化组合供电设备的实用性。例如，本实施例中，若需改变持续供电时间，只需改变并联的电池模组110数量即可；若需改变放电电流，只需改变并联的超级电容模组130数量即可。

在其中一实施例中，第二限流装置133包括第一限流电路(图未示)和过压保护电路(图未示)，过压保护电路与第一限流电路并联，且并联后的一端连接超级电容131，并联后的另一端连接第一限流装置113。通过串联的第一限流电路和过压保护电路，第二限流装置133既有限流作用又有过压保护作用，实现对超级电容131充电的双重保护。

本实施例中，第一限流电路包括连接第一限流装置113和超级电容131的限流器。可以理解，在其他的实施例中，第一限流电路还可以采用其他器件实现限流。

在其中一实施例中，单向导通装置135包括单向放电保护电路(图未示)和第二限流电路(图未示)，第二限流电路串联单向放电保护电路，单向放电保护电路另一端连接超级电容131，第二限流电路的另一端连接第一限流装置113和恒压装置114的公共端。第二限流电路控制流过的电流小于或等于预设放电电流值，预设放电电流值大于第二预设电流阈值。因此，第二限流电路同样具备限流作用，且第二电流电路的允许通过的电流比第一限流电路允许通过的电流大。

通过串联的单向放电保护电路和第二限流电路，单向导通装置135既有单向导通作用又有大电流限流作用，在对超级电容131进行放电保护的同时，可以防止超级电容131过大的输出电流损坏负载，提高电力控制及监测装置的模块化组合供电设备的实用性。

本实施例中，单向放电保护电路包括二极管，二极管的阳极连接超级电容130，二极管的阴极连接第二限流电路。可以理解，在其他的实施例中，单向放电保护电路也可以采用其他的装置实现单向导通。

在其中一实施例中，上述电力控制及监测装置的模块化组合供电设备还包括充电器(图未示)，第一限流装置113、恒压装置114、第二限流装置133和单向导通装置135的公共端连接充电器的正极，蓄电池111、恒压装置114与超级电容131的公共端连接充电器的负极。充电器可以为蓄电池111和超级电容131充电，提高本实用新型电力控制及监测装置的组合供电设备的续航能力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，其特征在于，包括电池模组和超级电容模组，所述电池模组包括蓄电池、第一限流装置和恒压装置，所述超级电容模组包括超级电容、第二限流装置和单向导通装置，

所述第一限流装置一端连接所述蓄电池的正极，所述恒压装置一端连接所述第一限流装置的另一端，所述恒压装置另一端连接所述蓄电池的负极，所述第二限流装置和所述单向导通装置并联，且所述单向导通装置的输入端连接所述超级电容的一端，所述单向导通装置的输出端连接所述恒压装置和所述第一限流装置的公共端，且用于连接外部负载，所述超级电容的另一端连接所述蓄电池的负极；

所述第一限流装置控制流过的电流小于或等于第一预设电流阈值，所述恒压装置控制所述蓄电池的电压恒定，所述第二限流装置控制流过的电流小于或等于第二预设电流阈值。

2.根据权利要求1所述的电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，其特征在于，所述蓄电池为三元聚合物锂电池。

3.根据权利要求1所述的电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，其特征在于，所述电池模组和所述超级电容模组为多个，所述电池模组、所述超级电容模组并联。

4.根据权利要求1所述的电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，其特征在于，所述第二限流装置包括第一限流电路和过压保护电路，所述过压保护电路与所述第一限流电路并联，且并联后的一端连接所述超级电容，并联后的另一端连接所述第一限流装置。

5.根据权利要求4所述的电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，其特征在于，所述第一限流电路包括连接第一限流装置和所述超级电容的限流器。

6.根据权利要求1所述的电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，其特征在于，所述单向导通装置包括单向放电保护电路和第二限流电路，所述第二限流电路串联所述单向放电保护电路，所述单向放电保护电路另一端连接所述超级电容，所述第二限流电路的另一端连接所述第一限流装置和所述第二限流装置；所述第二限流电路控制流过的电流小于或等于预设放电电流值，所述 预设放电电流值大于所述第二预设电流阈值。

7.根据权利要求6所述的电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，其特征在于，所述单向放电保护电路包括二极管，所述二极管的阳极连接所述超级电容，所述二极管的阴极连接所述第二限流电路。

8.根据权利要求1所述的电力控制及监测装置的模块化组合供电设备，其特征在于，还包括充电器，所述第一限流装置、所述单向导通装置、所述恒压装置与所述第二限流装置的公共端连接所述充电器的正极，所述蓄电池、所述恒压装置与所述超级电容的公共端连接所述充电器的负极。