CN211567717U - 一种充电桩监控后备电路的供电系统及充电桩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种充电桩监控后备电路的供电系统及充电桩，系统包括主路电源单元、整板电源转换单元和后备电源单元，所述后备电源单元包括电源降压单元、电容储能单元和电源升压单元，所述主路电源单元的输出端分别与整板电源转换单元的输入端和电源降压单元的输入端连接，所述电源降压单元的输出端与电容储能单元的输入端连接，所述电容储能单元的输出端与电源升压单元的输入端连接，所述电源升压单元的输出端与整板电源转换单元的输入端连接，所述整板电源转换单元还包括用于与主监控单元连接的输出端。本实用新型通过增设电容储能单元，使得在突发故障时充电桩能够正常进行业务处理工作。本实用新型可应用于充电桩技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电桩技术领域，尤其是一种充电桩监控后备电路的供电系统及充电桩。
背景技术
随着新能源汽车及其配套充电设备的发展，针对现场异常断电时候，用户是否能够完成交易、充电设备是否能够完成现场交易记录和充电设备是否能够将故障上报到服务器等问题，以及越来越受人们的重视。现有充电设备上，后备电路的供电系统是通过锂电池及铅蓄电池来供电。当充电桩正常工作时，充电桩会给锂电池及铅蓄电池进行充电，当充电桩不能正常工作时，则通过锂电池及铅蓄电池供电给充电设备的后备电路，保证充电桩上的交易能正常完成。但是，锂电池及铅蓄电池都有一个共性，在突发故障时马上断电，从而可能导致充电桩无法正常处理充电业务流程及现场故障记录的上报工作。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种能在充电桩突发故障时依然能正常处理充电业务流程，以及完成现场故障记录的上报工作的充电桩监控后备电路的供电系统及充电桩。
本实用新型所采用的第一种技术方案是：
一种充电桩监控后备电路的供电系统，包括主路电源单元、整板电源转换单元和后备电源单元，所述后备电源单元包括电源降压单元、电容储能单元和电源升压单元，所述主路电源单元的输出端分别与整板电源转换单元的输入端和电源降压单元的输入端连接，所述电源降压单元的输出端与电容储能单元的输入端连接，所述电容储能单元的输出端与电源升压单元的输入端连接，所述电源升压单元的输出端与整板电源转换单元的输入端连接，所述整板电源转换单元还包括用于与主监控单元连接的输出端。
进一步，所述电容储能单元包括若干个超级电容储能模块。
进一步，所述超级电容储能模块包括第一超级电容、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一超级电容的第一端分别与电源降压单元的输出端和电源升压单元的输入端连接，所述第一电阻的第一端、第二电阻的第一端和第四电阻的第一端均与第一超级电容的第一端连接，所述第二电阻的第二端分别与第三电阻的第一端和第一稳压管的参考极连接，所述第一电阻的第二端与第一稳压管的阴极连接，所述第三电阻的第二端、第四电阻的第二端、第一超级电容的第二端均与第一稳压管的阳极连接。
进一步，所述电容储能单元包括三个相同的超级电容储能模块，所述三个超级电容储能模块串联连接。
进一步，所述后备电源单元还包括限流单元，所述限流单元的输入端与电源降压单元的输出端连接，所述限流单元的输出端与第一超级电容的第一端连接。
进一步，还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极与主路电源单元的输出端连接，所述第一二极管的负极分别与整板电源转换单元的输入端和第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与电源升压单元的输出端连接。
进一步，所述限流单元包括第三二极管，所述第三二极管的正极与电源降压单元的输出端连接，所述第三二极管的负极与电容储能单元的输入端连接。
本实用新型所采用的第二种技术方案是：
一种充电桩，包括所述的一种充电桩监控后备电路的供电系统。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过增设电容储能单元，由于电容在突发故障后的一定时间内依然能够正常的充放电，使得充电桩发生故障时，电容储能单元依然能够为主监控单元提供电源，保证充电桩能够正常处理充电业务流程及现场故障记录的上报工作。
附图说明
图1为具体实施例的一种充电桩监控后备电路的供电系统的单元框图；
图2为具体实施例的电容储能单元的电路原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型进行进一步的说明。
参照图1，一种充电桩监控后备电路的供电系统，包括主路电源单元、整板电源转换单元和后备电源单元，所述后备电源单元包括电源降压单元、电容储能单元和电源升压单元，所述主路电源单元的输出端分别与整板电源转换单元的输入端和电源降压单元的输入端连接，所述电源降压单元的输出端与电容储能单元的输入端连接，所述电容储能单元的输出端与电源升压单元的输入端连接，所述电源升压单元的输出端与整板电源转换单元的输入端连接，所述整板电源转换单元还包括用于与主监控单元连接的输出端。
主路电源单元，用于接收外部输入的电压，然后对外部输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后得到的+12V电压分别传输到整流电源转换单元和后备电源单元的电源降压单元。
整流电源转换单元，用于对从主路电源单元接收到的电压或者从后备电源单元接收到的电压进行降压处理，得到+5V电压，并将+5V电压传输到主监控单元。
电源降压单元，用于对主路电源单元传输过来的滤波之后的+12V电压进行降压处理，使其输出的电压符合限流单元的电压范围。
电容储能单元，用于在充电桩正常工作时，进行存储电能，在充电桩出现故障时，向整板电源单元提供电能。
电源升压单元，用于对电容储能单元提供的电压进行升压处理，并将升压之后的电压传输到整板电源转换单元。
作为优选的实施方式，所述电容储能单元包括若干个超级电容储能模块。本实施例的超级电容储能模块可以是一个，也可以是多个，具体根据实际需求决定。
作为优选的实施方式，如图2所示，所述超级电容储能模块包括第一超级电容C1、第一稳压管DZ1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一超级电容C1的第一端分别与电源降压单元的输出端和电源升压单元的输入端Vsin连接，所述第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端和第四电阻R4的第一端均与第一超级电容C1的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端分别与第三电阻R3的第一端和第一稳压管DZ1的参考极连接，所述第一电阻R1的第二端与第一稳压管DZ1的阴极连接，所述第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第二端、第一超级电容C1的第二端均与第一稳压管DZ1的阳极连接。本实施例描述的第一超级电容储能模块100的连接关系。所述第一稳压管DZ1是用于维持第一超级电容上充放电电压的稳定。
作为优选的实施方式，如图2所示，所述电容储能单元包括三个相同的超级电容储能模块，所述三个超级电容储能模块串联连接。具体地，电容储能单元包括第一超级电容储能模块、第二超级电容储能模块和第三超级电容储能模块。
参照图2，所述第二超级电容储能模块200包括第二超级电容C2、第二稳压管DZ2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8，所述第二超级电容C2的第一端连接第一超级电容C1的第二端，所述第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端和第八电阻R8的第一端均与第二超级电容C2的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端分别与第七电阻R7的第一端和第二稳压管DZ2的参考极连接，所述第五电阻R5的第二端与第二稳压管DZ2的阴极连接，所述第七电阻R7的第二端、第八电阻R8的第二端和第二超级电容C2的第二端均与第二稳压管DZ2的阳极连接。
参照图2，所述第三超级电容储能模块300包括第三超级电容C3、第三稳压管DZ3、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12，所述第三超级电容C3的第一端连接第二超级电容C2的第二端，所述第九电阻R9的第一端、第十电阻R10的第一端和第十二电阻R12的第一端均与第三超级电容C3的第一端连接，所述第十电阻R10的第二端分别与第十一电阻R11的第一端和第三稳压管DZ3的参考极连接，所述第九电阻R9的第二端与第三稳压管DZ3的阴极连接，所述第十一电阻R11的第二端、第十二电阻R12的第二端和第三超级电容C3的第二端均与第三稳压管DZ3的阳极连接。
本实施例所采用的超级电容的电压可以为2.5V或者2.7V，当然，本实施例也可以直接采用一个电压为5V的超级电容，但是这类超级电容比较少，价格比较贵，且本实施例在为整板电源转换单元提供电源的时间为30s，若采用一个电容，所提供的电源不足以连续工作30s。
本实施例采用的稳压管可以是并联稳压集成电路。本实施例稳压管的个数与超级电容的个数相等，每个超级电容上都会并联一个稳压管。本实施例稳压管的作用是为了超级电容在充放电时能够均衡的进行充放电，避免在充电时出现爆炸现象。
作为优选的实施方式，如图2所示，所述后备电源单元还包括限流单元，所述限流单元的输入端与电源降压单元的输出端连接，所述限流单元的输出端Vxout与第一超级电容C1的第一端连接。
作为优选的实施方式，如图1所示，还包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一二极管D1的正极与主路电源单元的输出端连接，所述第一二极管D1的负极分别与整板电源转换单元的输入端和第二二极管D2的负极连接，所述第二二极管D2的正极与电源升压单元的输出端连接。
本实施例的第一二极管D1和第二二极管D2在电路中起到限流的作用，例如，当充电桩正常工作时，主路电源单元的输出电压为+12V，而后备电源单元的输出电压为+10.7V，所以第一二极管D1的负极电压高于第二二极管D2的正极电压，因此，第一二极管D1导通，第二二极管D2处于断开状态，此时，整板电源转换单元的电压通过主路电源单元提供。当充电桩发生故障时，主路电源单元的输出电压为0V，后备电源单元的输出电压为+10.7V，所以，第一二极管D1的负极电压小于第二二极管D2的正极电压，因此，第二二极管D2导通，第一二极管D1处于断开状态，此时，整板电源转换单元的电压通过后备电源单元提供。
作为优选的实施方式，如图1所示，所述限流单元还包括第三二极管D3，所述第三二极管D3的正极与电源降压单元的输出端连接，所述第三二极管D3的负极与电容储能单元的输入端连接。具体的，所述第三二极管D3的负极是通过第十三电阻R13与电容储能单元的输入端连接。本实施例的第三二极管D3在电路中起到限流作用，避免电容储能单元上的电压流向电源降压单元。
此外，本实施例还提供了一种充电桩，包括上述的一种充电桩监控后备电路的供电系统。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种充电桩监控后备电路的供电系统，其特征在于：包括主路电源单元、整板电源转换单元和后备电源单元，所述后备电源单元包括电源降压单元、电容储能单元和电源升压单元，所述主路电源单元的输出端分别与整板电源转换单元的输入端和电源降压单元的输入端连接，所述电源降压单元的输出端与电容储能单元的输入端连接，所述电容储能单元的输出端与电源升压单元的输入端连接，所述电源升压单元的输出端与整板电源转换单元的输入端连接，所述整板电源转换单元还包括用于与主监控单元连接的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩监控后备电路的供电系统，其特征在于：所述电容储能单元包括若干个超级电容储能模块。
3.根据权利要求2所述的一种充电桩监控后备电路的供电系统，其特征在于：所述超级电容储能模块包括第一超级电容、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一超级电容的第一端分别与电源降压单元的输出端和电源升压单元的输入端连接，所述第一电阻的第一端、第二电阻的第一端和第四电阻的第一端均与第一超级电容的第一端连接，所述第二电阻的第二端分别与第三电阻的第一端和第一稳压管的参考极连接，所述第一电阻的第二端与第一稳压管的阴极连接，所述第三电阻的第二端、第四电阻的第二端、第一超级电容的第二端均与第一稳压管的阳极连接。
4.根据权利要求2所述的一种充电桩监控后备电路的供电系统，其特征在于：所述电容储能单元包括三个相同的超级电容储能模块，所述三个超级电容储能模块串联连接。
5.根据权利要求3所述的一种充电桩监控后备电路的供电系统，其特征在于：所述后备电源单元还包括限流单元，所述限流单元的输入端与电源降压单元的输出端连接，所述限流单元的输出端与第一超级电容的第一端连接。
6.根据权利要求1所述的一种充电桩监控后备电路的供电系统，其特征在于：还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极与主路电源单元的输出端连接，所述第一二极管的负极分别与整板电源转换单元的输入端和第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与电源升压单元的输出端连接。
7.根据权利要求5所述的一种充电桩监控后备电路的供电系统，其特征在于：所述限流单元包括第三二极管，所述第三二极管的正极与电源降压单元的输出端连接，所述第三二极管的负极与电容储能单元的输入端连接。
8.一种充电桩，其特征在于：包括如权利要求1-7所述的一种充电桩监控后备电路的供电系统。
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