基于超级电容的动力UPS系统

摘要

本实用新型公开了一种基于超级电容的动力UPS系统，包括整流器、逆变器、双向DC/DC变换器、储能系统。储能系统由超级电容器组、超级电容均衡电路和CMS组成。整流器用于将输入配电的交流电压转换成高压直流电压，并为逆变器提供电源；逆变器用于将前端的高压直流电压转换成满足负载使用要求的交流电压；整流器通过双向DC-DC变换器对储能系统进行充电和浮充电。本实用新型以超级电容器为储能单元，采用在线并联热备方式，弥补动力设备在电网晃电期间造成的电力能源缺口。本实用新型在低温条件下（极限温度-40℃）仍能正常工作，具有体积小、免维护、寿命长、功率性强、可靠性高等特点，可以满足大功率的瞬时供电要求。

主权项

一种基于超级电容的动力UPS系统，包括：整流器、逆变器、双向DC/DC变换器和储能系统；所述整流器用于将输入配电的交流电压转换成高压直流电压，并为逆变器提供电源；所述逆变器用于将前端的高压直流电压转换成满足负载使用要求的交流电压；其特征在于：所述储能系统由超级电容器组C、超级电容均衡电路及超级电容器管理系统CMS组成；所述超级电容器组C包括若干个并联的超级电容器子系统构成，每个超级电容器子系统由若干支超级电容器单体串联构成；所述超级电容均衡电路由一个旁路开关和一均衡电阻构成；每个超级电容器单体均分别并联有一超级电容均衡电路；所述超级电容器管理系统CMS至少包括超级电容器电压监控系统、超级电容器电流监控系统、超级电容器温度监控系统、超级电容器过压过流保护系统和通讯显示系统；所述双向DC‑DC变换器包括开关管Q1、开关管Q2、稳压电感L、滤波电容CL和限流电阻R；其中：开关管Q1和开关管Q2采用内部带有反向体二极管的开关管；所述开关管Q1的输入端连接至电源US的正极，所述开关管Q1的输出端连接至所述开关管Q2的输入端；所述开关管Q2的输出端连接至电源US的负极；所述滤波电容CL并联在电源US上；所述限流电阻R串联在所述超级电容器组C的正极和稳压电感L之间，所述稳压电感L的另一端连接至所述开关管Q1和开关管Q2之间的连线上；所述超级电容器组C的负极连接至电源US的负极；所述整流器通过所述双向DC‑DC变换器对所述储能系统进行充电和浮充电。