专利名称：复合直流电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种直流电源，特别涉及一种复合直流电源装置。
目前，在发电站、变电站的直流操作系统，电话交换台、计算机的直流供电系统，轮船、机车、机动车的电动启动系统，以及各类电动车的直流系统，蓄电池作为直流电源被广泛采用。在上述几类系统中，其蓄电池的运行工况大体相同，大部分时间蓄电池是小功率输出，而只有瞬时或短时间要求很大电流输出，即“大马短时出大力”，蓄电池长期处于浮充状态。为此，也要配置足够大容量的蓄电池，以满足最大功率的输出。因此，蓄电池一次性投资大，体积大，占用空间大。另外蓄电池长期处于浮充状态，浪费能源。同时蓄电池经常短时大电流冲击性放电工作，使蓄电池的使用寿命降低。当电池的容量下降以后，又会影响设备的可靠运行，因此，必须更换新电池，这就又给用户增加了投资和维护费用。
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种运行安全可靠，使用寿命长，投资少，占地空间小的复合直流电源装置。
本实用新型的技术解决方案如下复合直流电源装置的结构是，在箱体(1)的正面板上装着电压表V、电流表A、按钮开关S和指示灯组LED，箱体内装着蓄电池B和超级大电容SC及由蓄电池B、超级大电容SC和其它元件连接而成的电路板(2)，输入电源线(3)和直流电源的输出线(4)从箱体的后面板引出。
电路的连接方式是，外接电源线(3)连接充电器CR，充电器CR的输出一端连接开关S1后接继电器U1＜的一端、电压表VB的一端、蓄电池B的正极和开关S2、S3的一端，充电器CR的输出另一端连接继电器U1＜的另一端、电压表VB的另一端、过流继电器I1＞的一端、继电器U2＜的一端、电压表VSC的一端、超级大电容SC的负极和传感器U3＜的一端，蓄电池B的负极连接电流表A后接过流继电器I1＞的另一端，开关S3、S4的公共端接控制器CPU的1脚，控制器CPU的2脚接继电器U2＜的另一端、电压表VSC的另一端、超级电容SC的正极和开关S5的一端，控制器CPU的3脚接指示灯组LED，4脚分别接开关S1、S2、S3、S4、S5、S6的线圈，S5的另一端接二级管D的负极，二级管D的正极接开关S2的另一端、S4的一端、S6的一端和继电器U3＜的另一端，开关S6的另一端接过流继电器I2＞的一端，过流继电器I2＞的另一端输出直流电源的正极，继电器U3＜的一端输出直流电源的负极。
根据需要可以在任一个继电器U1或U2或U3上并联一个电压表V，发光二极管组LED通过CPU的控制可显示S1～S6各开关、I1＞、I2＞、U1＜～U3＜各继电器的状态。
本实用新型与现有技术相比有如下优点1、本实用新型由于采用超级大电容器与蓄电池复合，并通过控制系统使其按工况要求分别或共同输出功率。因此，可减少蓄电池组的用量，比单独用蓄电池最多可减少2／3，从而缩小体积，节省占地空间，减少投资。
2、在该装置控制系统的自动调节下，选配适当参数的超级电容和电池组，短时大功率输出可由电容完成，尔后由电池慢慢充电待用。小功率的输出可由电池完成，输出功率平稳，运行安全可靠，实现了“小马+超级爆发力”的功能。
3、该实用新型可大大减少蓄电池的容量储备，延长电池的使用寿命，减轻电源重量，降低电源成本。
4、由于采用了超级大电容和主电路的控制系统，可以提高蓄电池充放电次数，减少蓄电池的更换次数，从而减少蓄电池的更换费用和直流电源的维护费用。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型复合直流电源装置的外型示意图2是本实用新型复合直流电源装置的电路原理图。
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述复合直流电源装置的结构如图1所示，在箱体(1)的正面板上装着电压表VB、VSC、电流表A、按钮开关S1～S6和指示灯组LED，箱体内装着蓄电池B和超级大电容SC及由蓄电池B、超级大电容SC和其它元件连接而成的电路板(2)，输入电源线(3)和直流电源的输出线(4)从箱体的后面板引出。
控制电路的连接方式是，外接电源线(3)连接逆变型充电器CR，充电器CR的输出一端连接开关S1后接欠压继电器U1＜的一端、电压表VB的一端、蓄电池B的正极和开关S2、S3的一端，充电器CR的输出另一端连接继电器U1＜的另一端、电压表VB的另一端、过流继电器I1＞的一端、欠压继电器U2＜的一端、电压表VSC的一端、超级大电容SC的负极和欠压继电器U3＜的一端，蓄电池B的负极连接电流表A后接过流继电器I1＞的另一端，开关S3、S4的公共端接控制器CPU的1脚，控制器CPU的2脚接继电器U2＜的另一端、电压表VSC的另一端、超级电容SC的正极和开关S5的一端，控制器CPU的3脚接指示灯组LED，4脚分别接开关S1、S2、S3、S4、S5、S6的线圈，S5的另一端接二级管D的负极，二级管D的正极接开关S2的另一端、S4的一端、S6的一端和继电器U3＜的另一端，开关S6的另一端接过流继电器I2＞的一端，过流继电器I2＞的另一端输出直流电源的正极，继电器U3＜的一端输出直流电源的负极。
其工作原理如下1、在电站、变电站等直流操作系统中应用复合直流电源装置。
假定充电器CR通过闭合S1对蓄电池已充满电，并通过闭合S2，在控制器CPU的控制下限流对超级电容SC也充满电。当电站的电气系统出现故障，改由复合直流电源供电时，开关S2、S6闭合，S3、S5闭合，如此时需要大功率输出，断开S2，由超级大电容SC经开关S5、二极管D和开关S6向负载瞬时输出大功率直流电。大功率供电结束后，合上开关S2，同时打开开关S5，蓄电池B在对负载小电流输出的同时，继续对SC进行充电直至最高电压，待用。
2、在机动车发动机电气启动系统应用复合直流电源装置。
假定蓄电池B及超级大电容SC均已充好电待用，当机动车发动机启动时，启动直流电机需要短时大功率供电，且最好是软启动。此时由电容SC单独短时供电，闭合开关S4、S6，在复合直流电源控制器CEC的控制下，电容SC经CPU、开关S4、S6限流输出直至完成一次启动。然后，接通开关S3，由蓄电池B经控制器CPU对电容SC进行限流充电直至电池B的电压，待下次使用。如有特殊需要，亦可在开关S3、S2断开情况下，闭合开关S5、S6，SC直接驱动直流电机，完成一次大功率输出后，再由电池B对电容SC进行限流充电，待用。
3、在电动车上应用复合直流电源装置。
蓄电池B及电容SC均充电完备。当车启动时，要求大功率短时输出；由电容SC单独供电。如车辆需要软启动，电流经控制器CPU、开关S4、S6输出；车辆允许快速启动，电流经开关S5、二极管D、开关S6输出。此阶段如停止加速，断开开关S6，接通开关S3，由电池B对电容SC进行缓冲电，待用。
车辆启动过程中，当车辆达到一定速度，继电器U2与U3两端电压相同时，断开开关S4，接通开关S3、S5，电池B边对电容SC缓冲电，边提供缓升速工作电流。如此阶段停止运行，断开开关S6，蓄电池B对电容SC缓冲电，待用。
车辆缓升速运行一段时间后，达到最高时速，继电器U3与U1两端电压相同时，接通开关S2，电池和电容同时供电运行，车辆不再加速。如此阶段停止运行，断开开关S6、S2；减速运行断开开关S2，调节控制器CPU，使车辆保持一适当速度运行。
权利要求1.一种复合直流电源装置，其特征在于在箱体(1)的正面板上装着电压表V、电流表A、按钮开关S和指示灯组LED，箱体内装着蓄电池B和超级大电容SC及由蓄电池B、超级大电容SC和其它元件连接而成的电路板(2)，输入电源线(3)和直流电源的输出线(4)从箱体的后面板引出。
2.按照权利要求1所说的复合直流电源装置，其特征在于电路的连接方式是，外接电源线(3)连接充电器CR，充电器CR的输出一端连接开关S1后接继电器U1＜的一端、电压表VB的一端、蓄电池B的正极和开关S2、S3的一端，充电器CR的输出另一端连接继电器U1＜的另一端、电压表VB的另一端、过流继电器I1＞的一端、继电器U2＜的一端、电压表VSC的一端、超级大电容SC的负极和传感器U3＜的一端，蓄电池B的负极连接电流表A后接过流继电器I1＞的另一端，开关S3、S4的公共端接控制器CPU的1脚，控制器CPU的2脚接继电器U2＜的另一端、电压表VSC的另一端、超级电容SC的正极和开关S5的一端，控制器CPU的3脚接指示灯组LED，4脚分别接开关S1、S2、S3、S4、S5、S6的线圈，S5的另一端接二级管D的负极，二级管D的正极接开关S2的另一端、S4的一端、S6的一端和继电器U3＜的另一端，开关S6的另一端接过流继电器I2＞的一端，过流继电器I2＞的另一端输出直流电源的正极，继电器U3＜的一端输出直流电源的负极。
3.按照权利要求1或2所说的复合直流电源装置，其特征在于根据需要可以在任一个继电器U1或U2或U3上并联一个电压表V，发光二极管组LED通过CPU的控制可显示S1～S6各开关、I1＞、I2＞、U1＜～U3＜各继电器的状态。
专利摘要一种复合直流电源装置,是在箱体的正面板上装着电压表、电流表、按钮开关和指示灯,箱体内装着蓄电池、超级大电容和电路板,箱体的后面板引出外接电源线和输出电源线,控制电路由充电器CR、继电器U
文档编号H02J7/00GK2429954SQ9925751
公开日2001年5月9日 申请日期1999年12月28日 优先权日1999年12月28日
发明者王华君, 王金祥, 孙建广 申请人:河北工业大学总厂