[实用新型]基于超级电容后备电源的DC5V双电源切换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及配电终端电源应用领域，特别涉及一种基于超级电容后备电源的DC5V双电源切换装置。

背景技术

超级电容器已广泛应用于10kV配电终端电源系统，作为配电终端的后备电源，相比电池作为后备电源，具有温度特性好、使用寿命长和免维护等优点。目前配电设备主要采用DC24V、DC48V主电源系统，CPU系统DC5V电源则通过DC24V或DC48V主电源进行DC/DC变换而来，超级电容则与主电源系统DC24V或DC48V配套使用，实现超级电容的充放电管理及电源切换。但是这种方法有以下缺点：

（1）该种方法超级电容串联个数较多，超级电容单体电压为2.7V，DC24V电源系统一般需要串联10只超级电容，而DC48V超级电容则需要串联20只超级电容，电容体积较大，且成本较高。

（2）DC24/DC5V或DC48V/DC5V模块效率一般为80%左右，超级电容的功率损耗较大，此外，DC24V/DC5V或DC48V/DC5V电源模块一般输入范围为2：1或4：1，超级电容低压阶段有很大部分能量未能够完全使用，且超级电容需要充电较长时间，才能满足后备电源使用电压范围要求。

（3）DC24V或DC48V超级电容充、放电管理模块因电压较高，设计较为复杂，模块设计成本也较高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于超级电容后备电源的DC5V双电源切换装置，其具备超级电容单体个数少、体积小、成本低、能量利用率高及续航能力强。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

基于超级电容后备电源的DC5V双电源切换装置，包括依次连接的超级电容充电管理电路、超级电容模组、超级电容放电管理电路和DC5V主备电源切换电路，所述超级电容充电管理电路输入端与DC5V电源连接，输出端与CPU系统DC5V电源连接。

作为上述技术方案的改进，还包括超级电容自检电路和控制告警电路，所述超级电容自检电路输出端分别与超级电容充电管理电路和控制警告电路连接，所述超级电容自检电路输入端与超级电容模组连接。

作为上述技术方案的改进，所述超级电容充电管理电路包括LTC3127电源管理芯片和电感。

作为上述技术方案的改进，所述超级电容模组包括6只2.7V/100F超级电容，采用两串三并模式连接。

作为上述技术方案的改进，所述超级电容放电管理电路包括LT3759电源管理芯片、Si7858DPN沟道MSSFET管及电感。

作为上述技术方案的改进，所述DC5V主备电源切换电路包括LTC4416电源管理芯片和Si7463DPP沟道MOSFET管。

作为上述技术方案的改进，所述超级电容自检电路包括Si7858DPN沟道MOSFET管及10欧姆3W电阻。

作为上述技术方案的改进，所述控制告警电路采用TPS3897电压检测芯片。

本实用新型的有益效果有：

本实用新型基于超级电容后备电源的DC5V双电源切换装置，该装置自带超级电容后备电源，通过输入DC5V电源直流电源对超级电容进行充电，并对超级电容进行充放电及自检管理，同时，通过双电源切换电路输出DC5V电压。当输入DC5V有电时，装置输出DC5V电压；当输入DC5V电源失电时，装置自动无缝切换为超级电容后备电源供电，无缝切换输出DC5V电压，超级电容单体个数少、体积小、成本低、能量利用率高及续航能力强等优点，非常适合应用于配电设备CPU系统DC5V电源供电。

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，其中：

图1是本实用新型实施例工作原理框图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的基于超级电容后备电源的DC5V双电源切换装置，包括依次连接的超级电容充电管理电路、超级电容模组、超级电容放电管理电路和DC5V主备电源切换电路，所述超级电容充电管理电路输入端与DC5V电源连接，输出端与CPU系统DC5V电源连接，所述超级电容自检电路输出端分别与超级电容充电管理电路和控制警告电路连接，所述超级电容自检电路输入端与超级电容模组连接。

该装置自带超级电容后备电源，由6只2.7V/100F超级电容组成，所述超级电容组采用两串三并模式连接，组成5.4V/150F超级电容模组。