專利名稱：復(fù)合直流電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種直流電源，特別涉及一種復(fù)合直流電源裝置。
目前，在發(fā)電站、變電站的直流操作系統(tǒng)，電話交換臺、計算機的直流供電系統(tǒng)，輪船、機車、機動車的電動啟動系統(tǒng)，以及各類電動車的直流系統(tǒng)，蓄電池作為直流電源被廣泛采用。在上述幾類系統(tǒng)中，其蓄電池的運行工況大體相同，大部分時間蓄電池是小功率輸出，而只有瞬時或短時間要求很大電流輸出，即“大馬短時出大力”，蓄電池長期處于浮充狀態(tài)。為此，也要配置足夠大容量的蓄電池，以滿足最大功率的輸出。因此，蓄電池一次性投資大，體積大，占用空間大。另外蓄電池長期處于浮充狀態(tài)，浪費能源。同時蓄電池經(jīng)常短時大電流沖擊性放電工作，使蓄電池的使用壽命降低。當(dāng)電池的容量下降以后，又會影響設(shè)備的可靠運行，因此，必須更換新電池，這就又給用戶增加了投資和維護費用。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種運行安全可靠，使用壽命長，投資少，占地空間小的復(fù)合直流電源裝置。
本實用新型的技術(shù)解決方案如下復(fù)合直流電源裝置的結(jié)構(gòu)是，在箱體(1)的正面板上裝著電壓表V、電流表A、按鈕開關(guān)S和指示燈組LED，箱體內(nèi)裝著蓄電池B和超級大電容SC及由蓄電池B、超級大電容SC和其它元件連接而成的電路板(2)，輸入電源線(3)和直流電源的輸出線(4)從箱體的后面板引出。
電路的連接方式是，外接電源線(3)連接充電器CR，充電器CR的輸出一端連接開關(guān)S1后接繼電器U1＜的一端、電壓表VB的一端、蓄電池B的正極和開關(guān)S2、S3的一端，充電器CR的輸出另一端連接繼電器U1＜的另一端、電壓表VB的另一端、過流繼電器I1＞的一端、繼電器U2＜的一端、電壓表VSC的一端、超級大電容SC的負(fù)極和傳感器U3＜的一端，蓄電池B的負(fù)極連接電流表A后接過流繼電器I1＞的另一端，開關(guān)S3、S4的公共端接控制器CPU的1腳，控制器CPU的2腳接繼電器U2＜的另一端、電壓表VSC的另一端、超級電容SC的正極和開關(guān)S5的一端，控制器CPU的3腳接指示燈組LED，4腳分別接開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的線圈，S5的另一端接二級管D的負(fù)極，二級管D的正極接開關(guān)S2的另一端、S4的一端、S6的一端和繼電器U3＜的另一端，開關(guān)S6的另一端接過流繼電器I2＞的一端，過流繼電器I2＞的另一端輸出直流電源的正極，繼電器U3＜的一端輸出直流電源的負(fù)極。
根據(jù)需要可以在任一個繼電器U1或U2或U3上并聯(lián)一個電壓表V，發(fā)光二極管組LED通過CPU的控制可顯示S1～S6各開關(guān)、I1＞、I2＞、U1＜～U3＜各繼電器的狀態(tài)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點1、本實用新型由于采用超級大電容器與蓄電池復(fù)合，并通過控制系統(tǒng)使其按工況要求分別或共同輸出功率。因此，可減少蓄電池組的用量，比單獨用蓄電池最多可減少2／3，從而縮小體積，節(jié)省占地空間，減少投資。
2、在該裝置控制系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)下，選配適當(dāng)參數(shù)的超級電容和電池組，短時大功率輸出可由電容完成，爾后由電池慢慢充電待用。小功率的輸出可由電池完成，輸出功率平穩(wěn)，運行安全可靠，實現(xiàn)了“小馬+超級爆發(fā)力”的功能。
3、該實用新型可大大減少蓄電池的容量儲備，延長電池的使用壽命，減輕電源重量，降低電源成本。
4、由于采用了超級大電容和主電路的控制系統(tǒng)，可以提高蓄電池充放電次數(shù)，減少蓄電池的更換次數(shù)，從而減少蓄電池的更換費用和直流電源的維護費用。
附圖的圖面說明如下
圖1是本實用新型復(fù)合直流電源裝置的外型示意圖2是本實用新型復(fù)合直流電源裝置的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步詳述復(fù)合直流電源裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在箱體(1)的正面板上裝著電壓表VB、VSC、電流表A、按鈕開關(guān)S1～S6和指示燈組LED，箱體內(nèi)裝著蓄電池B和超級大電容SC及由蓄電池B、超級大電容SC和其它元件連接而成的電路板(2)，輸入電源線(3)和直流電源的輸出線(4)從箱體的后面板引出。
控制電路的連接方式是，外接電源線(3)連接逆變型充電器CR，充電器CR的輸出一端連接開關(guān)S1后接欠壓繼電器U1＜的一端、電壓表VB的一端、蓄電池B的正極和開關(guān)S2、S3的一端，充電器CR的輸出另一端連接繼電器U1＜的另一端、電壓表VB的另一端、過流繼電器I1＞的一端、欠壓繼電器U2＜的一端、電壓表VSC的一端、超級大電容SC的負(fù)極和欠壓繼電器U3＜的一端，蓄電池B的負(fù)極連接電流表A后接過流繼電器I1＞的另一端，開關(guān)S3、S4的公共端接控制器CPU的1腳，控制器CPU的2腳接繼電器U2＜的另一端、電壓表VSC的另一端、超級電容SC的正極和開關(guān)S5的一端，控制器CPU的3腳接指示燈組LED，4腳分別接開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的線圈，S5的另一端接二級管D的負(fù)極，二級管D的正極接開關(guān)S2的另一端、S4的一端、S6的一端和繼電器U3＜的另一端，開關(guān)S6的另一端接過流繼電器I2＞的一端，過流繼電器I2＞的另一端輸出直流電源的正極，繼電器U3＜的一端輸出直流電源的負(fù)極。
其工作原理如下1、在電站、變電站等直流操作系統(tǒng)中應(yīng)用復(fù)合直流電源裝置。
假定充電器CR通過閉合S1對蓄電池已充滿電，并通過閉合S2，在控制器CPU的控制下限流對超級電容SC也充滿電。當(dāng)電站的電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障，改由復(fù)合直流電源供電時，開關(guān)S2、S6閉合，S3、S5閉合，如此時需要大功率輸出，斷開S2，由超級大電容SC經(jīng)開關(guān)S5、二極管D和開關(guān)S6向負(fù)載瞬時輸出大功率直流電。大功率供電結(jié)束后，合上開關(guān)S2，同時打開開關(guān)S5，蓄電池B在對負(fù)載小電流輸出的同時，繼續(xù)對SC進行充電直至最高電壓，待用。
2、在機動車發(fā)動機電氣啟動系統(tǒng)應(yīng)用復(fù)合直流電源裝置。
假定蓄電池B及超級大電容SC均已充好電待用，當(dāng)機動車發(fā)動機啟動時，啟動直流電機需要短時大功率供電，且最好是軟啟動。此時由電容SC單獨短時供電，閉合開關(guān)S4、S6，在復(fù)合直流電源控制器CEC的控制下，電容SC經(jīng)CPU、開關(guān)S4、S6限流輸出直至完成一次啟動。然后，接通開關(guān)S3，由蓄電池B經(jīng)控制器CPU對電容SC進行限流充電直至電池B的電壓，待下次使用。如有特殊需要，亦可在開關(guān)S3、S2斷開情況下，閉合開關(guān)S5、S6，SC直接驅(qū)動直流電機，完成一次大功率輸出后，再由電池B對電容SC進行限流充電，待用。
3、在電動車上應(yīng)用復(fù)合直流電源裝置。
蓄電池B及電容SC均充電完備。當(dāng)車啟動時，要求大功率短時輸出；由電容SC單獨供電。如車輛需要軟啟動，電流經(jīng)控制器CPU、開關(guān)S4、S6輸出；車輛允許快速啟動，電流經(jīng)開關(guān)S5、二極管D、開關(guān)S6輸出。此階段如停止加速，斷開開關(guān)S6，接通開關(guān)S3，由電池B對電容SC進行緩沖電，待用。
車輛啟動過程中，當(dāng)車輛達(dá)到一定速度，繼電器U2與U3兩端電壓相同時，斷開開關(guān)S4，接通開關(guān)S3、S5，電池B邊對電容SC緩沖電，邊提供緩升速工作電流。如此階段停止運行，斷開開關(guān)S6，蓄電池B對電容SC緩沖電，待用。
車輛緩升速運行一段時間后，達(dá)到最高時速，繼電器U3與U1兩端電壓相同時，接通開關(guān)S2，電池和電容同時供電運行，車輛不再加速。如此階段停止運行，斷開開關(guān)S6、S2；減速運行斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)控制器CPU，使車輛保持一適當(dāng)速度運行。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合直流電源裝置，其特征在于在箱體(1)的正面板上裝著電壓表V、電流表A、按鈕開關(guān)S和指示燈組LED，箱體內(nèi)裝著蓄電池B和超級大電容SC及由蓄電池B、超級大電容SC和其它元件連接而成的電路板(2)，輸入電源線(3)和直流電源的輸出線(4)從箱體的后面板引出。
2.按照權(quán)利要求1所說的復(fù)合直流電源裝置，其特征在于電路的連接方式是，外接電源線(3)連接充電器CR，充電器CR的輸出一端連接開關(guān)S1后接繼電器U1＜的一端、電壓表VB的一端、蓄電池B的正極和開關(guān)S2、S3的一端，充電器CR的輸出另一端連接繼電器U1＜的另一端、電壓表VB的另一端、過流繼電器I1＞的一端、繼電器U2＜的一端、電壓表VSC的一端、超級大電容SC的負(fù)極和傳感器U3＜的一端，蓄電池B的負(fù)極連接電流表A后接過流繼電器I1＞的另一端，開關(guān)S3、S4的公共端接控制器CPU的1腳，控制器CPU的2腳接繼電器U2＜的另一端、電壓表VSC的另一端、超級電容SC的正極和開關(guān)S5的一端，控制器CPU的3腳接指示燈組LED，4腳分別接開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的線圈，S5的另一端接二級管D的負(fù)極，二級管D的正極接開關(guān)S2的另一端、S4的一端、S6的一端和繼電器U3＜的另一端，開關(guān)S6的另一端接過流繼電器I2＞的一端，過流繼電器I2＞的另一端輸出直流電源的正極，繼電器U3＜的一端輸出直流電源的負(fù)極。
3.按照權(quán)利要求1或2所說的復(fù)合直流電源裝置，其特征在于根據(jù)需要可以在任一個繼電器U1或U2或U3上并聯(lián)一個電壓表V，發(fā)光二極管組LED通過CPU的控制可顯示S1～S6各開關(guān)、I1＞、I2＞、U1＜～U3＜各繼電器的狀態(tài)。
專利摘要一種復(fù)合直流電源裝置,是在箱體的正面板上裝著電壓表、電流表、按鈕開關(guān)和指示燈,箱體內(nèi)裝著蓄電池、超級大電容和電路板,箱體的后面板引出外接電源線和輸出電源線,控制電路由充電器CR、繼電器U
文檔編號H02J7/00GK2429954SQ9925751
公開日2001年5月9日 申請日期1999年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者王華君, 王金祥, 孫建廣 申請人:河北工業(yè)大學(xué)總廠