一种超级电容器连接故障检测方法及系统与流程

1.本发明涉及电子产品领域，尤其涉及一种超级电容器连接故障检测方法及系统。


背景技术：

2.超级电容器作为介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性，其以功率密度高、循环寿命长等优点，被广泛应用。
3.然而，超级电容器通常个体较大，在产品运输过程中振动受力，或运行现场腐蚀等情况，会导致超级电容器上的连接片发生连接故障，一旦超级电容器存在连接故障，会对产品的运行产生严重影响，因而，有必要设计出一种可有效判断超级电容器连接故障的系统及方法。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能准确快速判断超级电容器是否存在连接故障的超级电容器连接故障检测方法。
5.本发明的目的还在于提供一种能准确快速判断超级电容器是否存在连接故障的超级电容器连接故障检测系统。
6.为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种超级电容器连接故障检测方法，其特征在于：所述方法包括，
7.s1、检测电源是否有电，并在检测结果为是时，得出系统进入上电工作模式，执行s2；
8.s2、判断掉电运行标识state是否为1，并当判断为否时，在t秒内计算超级电容器两端电压v，执行s3；
9.s3、判断电压v是否大于等于超级电容满电时电压值上限vmax，若是，得出超级电容器存在连接故障，若否，得出超级电容器连接正常。
10.进一步的，所述方法还包括，当s2中的判断结果为是时，得出超级电容器连接正常。
11.进一步的，所述方法还包括当s1中的检测结果为否时，执行如下操作，
12.s11、得出系统进入掉电工作模式，执行s12；
13.s12、检测电源是否有电，若检测结果为是，置掉电运行标识state为1，并得出系统进入上电工作模式，执行s2，反之，继续执行s11。
14.进一步的，所述方法还包括，在得出超级电容器连接故障后，记录事件，并发出故障指示。
15.进一步的，所述方法还包括在检测电源是否有电前，还执行了如下操作，
16.s01、mcu模块上电复位；
17.s02、置零掉电运行标识state。
18.进一步的，所述t取值＜2s。
19.进一步的，所述vmax在电源电压为5v时取值为4.7v。
20.一种超级电容器连接故障检测系统，其特征在于：所述系统包括，
21.电源模块；
22.采用前述的检测方法以判断超级电容器是否存在连接故障的mcu模块，所述mcu模块包括上电检测模块和adc采样模块，所述上电检测模块与电源模块电连接以检测电源模块是否有电；
23.超级电容器，所述超级电容器与电源模块和mcu模块分别相连，并在电源模块为mcu模块供电时处于充电状态而在电源模块掉电时为mcu模块供电；
24.并联在超级电容器两端的第一分压网络，所述第一分压网络与adc采样模块相连并将分得电压传输给adc采样模块，以供mcu模块计算超级电容器两端电压v。
25.进一步的，所述系统还包括并联在电源模块两端的第二分压网络，所述第二分压网络与上电检测模块相连并将分得电压传输给上电检测模块，以供mcu模块判断电源模块是否有电。
26.进一步的，所述第一分压网络由第一电阻和第二电阻串联得到，所述第二分压网络由第三电阻和第四电阻串联得到。
27.与现有技术相比，本发明的优点在于：
28.通过判断电源是否有电，在电源有电的情况下，判断掉电运行标识是否置1，并在掉电运行标识非1时，及时判读超级电容器两端电压与超级电容器充满电时电压上限值进行比较，巧妙利用超级电容器存在连接故障时，所检测的电压值会大于等于电源电压的特点，来准确判断超级电容器的连接故障与否，确保了判断准确性。
附图说明
29.图1为本技术的超级电容器连接故障检测方法流程图。
30.图2为本技术的超级电容器连接故障检测系统框图。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.图1示出了本技术超级电容器连接故障检测方法流程图，图2则示出了该检测方法实现时所对应的系统。如图所示，该超级电容器连接故障检测方法包括，
33.s1、检测电源是否有电，并在检测结果为是时，得出系统进入上电工作模式，执行s2；
34.s2、判断掉电运行标识state是否为1，并当判断为否时，在t秒内计算超级电容器两端电压v，执行s3；
35.s3、判断电压v是否大于等于超级电容满电时电压值上限vmax，若是，得出超级电容器存在连接故障，若否，得出超级电容器连接正常。
36.而在得出超级电容器连接故障后，本技术的方法还会记录事件，发出故障指示。本
实施例中，t取值＜2s，vmax取值为4.7v，此时对应电源电压为5v。
37.其中，本方法还包括，在s2中若判断出掉电运行标识state为1，则得出超级电容器连接正常。
38.当电源无电时，无法对超级电容器连接是否存在故障进行判断，因而，需要对电源是否有电进行判断，且只有当电源处于有电状态下，才可能进行后续的判断操作。
39.同时，超级电容器若能进入掉电运行模式，则必然对应着超级电容器不存在连接故障，否则，超级电容器若存在连接故障，当电源无电也即电源掉电后，超级电容器不可能进入掉电运行模式。
40.而且，当超级电容器存在连接故障时，在电源有电状态下，通过第一分压网络所测得的电压会大于等于电源电压，该第一分压网络将在后文阐述。
41.本技术正是利用了上述特点，结合设计的检测系统对超级电容器进行连接故障的准确判断，而该检测系统将在后文阐述。
42.本方法还包括当s1中的检测结果为否时，执行如下操作，
43.s11、得出系统进入掉电工作模式，执行s12；
44.s12、检测电源是否有电，若检测结果为是，置掉电运行标识state为1，并得出系统进入上电工作模式，执行s2，反之，继续执行s11。
45.为了使得判断结果准确，本方法在检测电源是否有电前，还执行了如下操作，
46.s01、mcu模块上电复位；
47.s02、置零掉电运行标识state。
48.为了便于该方法的实现，同时，便于理解，下文对此方法对应的检测系统进行阐述。
49.一种超级电容器连接故障检测系统，其包括电源模块1、采用前述的检测方法以判断超级电容器2是否存在连接故障的mcu模块3、与电源模块1和mcu模块3分别相连的超级电容器2以及并联在超级电容器2两端的第一分压网络4。
50.该mcu模块3包括上电检测模块31和adc采样模块32，上电检测模块31与电源模块1电连接以检测电源模块1是否有电；超级电容器2在电源模块1为mcu模块3供电时处于充电状态而在电源模块1掉电时处于放电状态，以给mcu模块3供电；该第一分压网络4与adc采样模块32相连并将分得电压传输给adc采样模块32，以供mcu模块3计算超级电容器2两端电压v。
51.为了便于准确测量电源模块1是否有电，该系统还包括并联在电源模块1两端的第二分压网络5，该第二分压网络5与上电检测模块31相连并将分得电压传输给上电检测模块31，以供mcu模块3判断电源模块1是否有电。
52.如图2所示，该第一分压网络4由第一电阻r1和第二电阻r2串联得到，第二分压网络5由第三电阻r3和第四电阻r4串联得到。
53.下面对该系统的工作原理进行描述。
54.当电源模块1有电时，通过二极管d1给负载直接供电，同时通过d0和r0给超级电容器2充电，当电源模块1断电时，超级电容器2通过二极管d2给负载供电，由图2可知，此处的负载主要指代mcu模块3。
55.由第一电阻r1和第二电阻r2构成的第一分压网络，并联在超级电容器2两端，将超
级电容器2的电压转换到mcu模块3的adc采样模块32输入电压范围内，mcu模块3中的程序计算adc采样值，并根据r1、r2电阻的分压比折算成超级电容器2两端的真实电压值；由第三电阻r3和第四电阻r4构成的第二分压网络，用于将电源模块1的电压分压转换到mcu模块3的上电检测模块pod的输入电压范围内，进行电源是否有电的检测。
56.如此，通过该检测系统配合前述的检测方法，很好的实现了超级电容器是否存在连接故障的准确判断，快速简便。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。