[实用新型]一种基于超级电容的升压型后备电源

说明书

本实用新型涉及一种基于超级电容的升压型后备电源系统，包括供电电路、电容充电电路、超级电容模组、供电切换电路、升压电路，在系统正常供电时，供电切换电路打开第一路通道，关闭第二路通道，由供电电源直接向系统负载供电，同时电容充电电路对超级电容模组充电，当超级电容模组被充电到额定值后，关闭充电，超级电容模组不参与向负载供电。当系统掉电或处于欠压状态时，供电切换电路打开第二路通道、关闭第一路通道，超级电容模组通过第二路通道对系统负载直接供电，当超级电容放电电压低于设定的阈值时，供电切换电路第二路通道关闭并由升压电路对系统负载供电。延长了供电时间，保证了数据存储和保护操作，减少维护成本，提高设备可靠性。

技术领域

本实用新型涉及后备电源，尤其是涉及一种基于超级电容的升压型后备电源。

背景技术

在现代的电子系统中数据的保存尤为重要，尤其在工业应用及通信系统中，但在设备运行过程中，出现电源故障或非正常掉电时，会威胁到临时存储在易失性存储器之中的数据，为保护数据的完整性，需在设备中加入后备电源，使其内部重要单元或关键部件进行状态记录和必要的系统配置。

超级电容器是介于化学电池与普通电容器两者之间的一种新型储能元件，由于它具备超大电容量、控制简单、无污染、功率密度大、比充电电池能量高，且可进行高效率快速充放电，并可长期浮充，比充电电池充电寿命长，使用温度范围宽等诸多优点，可解决在传统采用蓄电池作为后备电源系统中存在的掉电保护时间过短、充电电流过大、使用寿命短、使用温度范围窄，维护成本高且需定期更换，并对环境仍有一定的污染等问题。超级电容器所具备的上述优点，使其越来越受到重视，成为替代蓄电池成为后备电源储能元件的一个不错的选择。

发明内容

鉴于克服传统采用蓄电池作为后备电源系统的缺点，本实用新型提供一种基于超级电容的升压型后备电源,采用超级电容作为后备电源储能元件，能在输入电压直接为系统负载供电的同时，快速对超级电容满电，当输入电压不满足要求时，超级电容会立即为系统负载供电，当电容电压放电低于设定阈值时，升压电路开始为系统负载供电，维持电压恒定直至能量耗尽，大大延长了系统掉电期间数据的可保存时间，提高了系统的可靠性。具体技术方案是：一种基于超级电容的升压型后备电源系统，包括供电电路、电容充电电路、超级电容模组、供电切换电路、升压电路，其特征在于：所述电容充电电路、超级电容模组、升压电路单向串接相连，供电电路分别与电容充电电路、供电切换电路第一通道相连；超级电容模组与供电切换电路第二通道单向相连，供电切换电路的第一通道、第二通道、升压电路分别与系统负载单向相连。

所述的电容充电电路采用型号为LTC4425IMSE电容充电管理芯片，电路连接为电阻R3一端与电阻R6一端并联、并连接LTC4425IMSE电容充电管理芯片的11端、12端及电容C10一端，电容C10另一端接地，电阻R3另一端分别连接LTC4425IMSE电容充电管理芯片的9端及电阻R4一端，电阻R4另一端连接LTC4425IMSE电容充电管理芯片的7端, 电阻R6一端连接LTC4425IMSE电容充电管理芯片的4端、6端,另一端分别连接LTC4425IMSE电容充电管理芯片的5端、电阻R10一端，电阻R10另一端连接LTC4425IMSE电容充电管理芯片的13端并接地，LTC4425IMSE电容充电管理芯片的1、2端并接后接供电切换电路+Vout端、10端接供电切换电路+Vmid端。

所述的供电切换电路采用型号为LTC4416IMS切换电路芯片和两个P型场效应管。

所述的超级电容模组为六个超级电容，型号为MAL222591004E3，电路连接为，电容C11、电容C12、电容C13并联为第一组，电容C16、电容C17、电容C18并联为第二组然后两组串联，电容充电电路的LTC4425IMSE芯片Vout引脚连接第一组电容的正极、Vmid引脚连接第一组电容的负极和第二组电容的正极，第二组电容的负极接地，LTC4425IMSE芯片内部的超级电容充电均衡电路通过Vmid引脚连接至两组超级电容的中间。