超级电容后备电源系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种超级电容后备电源系统。该超级电容后备电源系统包括：中央处理器、超级电容单体串联电路、过压及欠压检测电路、过压报警信号输出电路、欠压报警电路、极性反接检测电路、极性反接报警电路、温度测量电路、温度输出电路、接口译码电路、电源电路、编程接口电路和看门狗电路。本实用新型专利技术的超级电容后备电源系统，能够提高风电机组运行的可靠性。

Supercapacitor backup power supply system

The utility model relates to a super capacitor backup power supply system. Including the super capacitor backup power system: CPU, single series capacitor circuit, overvoltage and undervoltage detection circuit, alarm signal output circuit, undervoltage alarm circuit, polarity detection circuit, reverse polarity alarm circuit, temperature measurement circuit, temperature output circuit, interface circuit, power supply circuit, decoding the programming interface circuit and watchdog circuit reverse connection. The super capacitor backup power supply system of the utility model can improve the reliability of the operation of the wind turbine.

【技术实现步骤摘要】
超级电容后备电源系统
本技术涉及风力发电变桨系统
，特别涉及一种超级电容后备电源系统。
技术介绍
变桨系统是风力发电机的重要组成部分。变桨系统的主要功能是：在风电机组正常运行时，根据风速的变化调节桨距角，实现功率调节和在风电机组出现故障时，快速收浆至停机位置(安全顺浆)，保证风电机组安全。对于变桨系统而言，当电网电压跌落或者断开时，需要后备电源为变桨系统提供电压，实现安全顺浆。目前，变桨系统的后备电源主要有超级电容和蓄电池两种。相对于蓄电池而言，超级电容因其使用寿命长、免维护、响应时间快、充放电效率高等特点，被广泛应用于变桨系统。目前，包含超级电容的超级电容后备电源系统通常仅对超级电容电压状态进行检测，而不对超级电容的温度和极性进行检测，这就降低了风电机组运行的可靠性。
技术实现思路
本技术实施例提供一种超级电容后备电源系统，能够提高风电机组运行的可靠性。本技术实施例提供的超级电容后备电源系统包括：中央处理器、超级电容单体串联电路、过压及欠压检测电路、过压报警信号输出电路、欠压报警电路、极性反接检测电路、极性反接报警电路、温度测量电路、温度输出电路、接口译码电路、电源电路、编程接口电路和看门狗电路，其中，超级电容单体串联电路分别与过压及欠压检测电路的输入端极性反接检测电路的输入端相连；过压及欠压检测电路的输出端与接口译码电路的输入端相连；极性反接检测电路的输出端、接口译码电路的输出端、过压报警信号输出电路的输入端、欠压报警电路的输入端、极性反接报警电路的输入端、温度测量电路的输出端、温度输出电路的输入端、电源电路的输出端、编程接口电路和看门狗电路分别与中央处理器相连。可选的，超级电容单体串联电路包括：串联的32个超级电容单体，其中，超级电容单体的额定电压为3.3伏，容量为720法拉。可选的，超级电容单体串联电路包括：串联的11组超级电容单体，其中，11组超级电容单体中的10组超级电容单体中的每一组超级电容单体包括：串联的3个超级电容单体，除10组超级电容单体之外的1组超级电容单体包括：串联的2个超级电容单体，超级电容单体的额定电压为3.3伏，容量为720法拉；过压及欠压检测电路包括：11组过压及欠压检测子电路，其中，每一组过压及欠压检测子电路包括：六个电阻、精密稳压源和光耦合器，其中，六个电阻分别为第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；第一电阻的一端、第三电阻的一端和第四电阻的一端作为过压及欠压检测子电路的一个输入端，分别与11组超级电容单体中的一组超级电容单体的正极相连；第二电阻的一端、第五电阻的一端和精密稳压源的阳极作为过压及欠压检测子电路的另一个输入端，分别与11组超级电容单体中的一组超级电容单体的负极相连；第一电阻的另一端与第二电阻的另一端相连；第四电阻的另一端与第五电阻的另一端相连；精密稳压源的阴极与第三电阻的另一端相连；精密稳压源的参考端与第一电阻的另一端相连；光耦合器中的发光二极管的阳极与第三电阻的另一端相连；发光二极管的阴极与第四电阻的另一端相连；光耦合器中的光敏三极管的集电极与电源相连；光敏三极管的发射极作为过压及欠压检测子电路的输出端，分别与第六电阻的一端和接口译码电路的输入端相连；第六电阻的另一端接地。可选的，接口译码电路包括：第一双四输入与门和第二双四输入与门，其中，第一双四输入与门的1A引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第1组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第一双四输入与门的1B引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第2组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第一双四输入与门的1C引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第3组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第一双四输入与门的1D引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第4组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第一双四输入与门的1Y引脚与第一双四输入与门的2A引脚相连；第一双四输入与门的2B引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第5组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第一双四输入与门的2C引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第6组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第一双四输入与门的2D引脚作为接口译码电路的一个输入端与第7组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第一双四输入与门的2Y引脚与第二双四输入与门的2B引脚相连；第二双四输入与门的2A引脚与第二双四输入与门的1Y引脚相连；第二双四输入与门的1D引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第11组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第二双四输入与门的1C引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第10组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第二双四输入与门的1B引脚作为接口译码电路的一个输入端，与第9组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第二双四输入与门的1A引脚作为接口译码电路的一个输入端与第8组过压及欠压检测子电路的输出端相连；第二双四输入与门的2Y引脚作为接口译码电路的输出端，与中央处理器用于接收电压检测信号的引脚相连；第一双四输入与门的接地GND引脚和第二双四输入与门的GND引脚均接地；第一双四输入与门的电源VCC引脚、第二双四输入与门的VCC引脚、作为接口译码电路的一个输入端的第二双四输入与门的2D引脚和作为接口译码电路的一个输入端的第二双四输入与门的2C引脚均与电源相连。可选的，过压报警信号输出电路包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一固态继电器、第二固态继电器、第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管和五芯接线端子，其中，第七电阻的一端作为过压报警信号输出电路的一个输入端，与中央处理器中用于输出第一过压报警信号的引脚相连；第七电阻的另一端与第一固态继电器的负极输入端相连；第一固态继电器的一个输出端分别与第九电阻的一端和第十一电阻的一端相连；第八电阻的一端作为过压报警信号输出电路的另一个输入端，与中央处理器中用于输出第二过压报警信号的引脚相连；第八电阻的另一端与第二固态继电器的负极输入端相连；第二固态继电器的一个输出端分别与第十电阻的一端和第十三电阻的一端相连；六反相器的1A引脚与第八电阻的另一端相连；六反相器的1Y引脚与六反相器的2A引脚相连；六反相器的2Y引脚与第十四电阻的一端相连；六反相器的5A引脚与第七电阻的另一端相连；六反相器的5Y引脚与六反相器的4A引脚相连；六反相器的4Y引脚与第十二电阻的一端相连；第十一电阻的另一端和第十二电阻的另一端作为过压报警信号输出电路的一个输出端，和第二瞬态抑制二极管的阴极均与五芯接线端子的2引脚相连；第十三电阻的另一端和第十四电阻的另一端作为过压报警信号输出电路的另一个输出端，和第一瞬态抑制二极管的阴极均与五芯接线端子的1引脚相连；第一固态继电器的正极输入端、第九电阻的另一端、第二固态继电器的正极输入端、第十电阻的另一端、六反相器的VCC引脚和五芯接线端子的5引脚均与电源相连；第一固态继电器的另一个输出端、第二固态继电器的另一个输出端、六反相器的GND引脚、第一瞬态抑制二极管的正极、第二瞬态抑制二极管的正极和五芯接线端子的4引脚均接地。可选的，极性反接检测电路包括：第十五电阻、第十六电阻、第一二极管、第二二极管和光耦合器；其中，第十五电阻的一端作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级电容后备电源系统，其特征在于，所述超级电容后备电源系统包括：中央处理器、超级电容单体串联电路、过压及欠压检测电路、过压报警信号输出电路、欠压报警电路、极性反接检测电路、极性反接报警电路、温度测量电路、温度输出电路、接口译码电路、电源电路、编程接口电路和看门狗电路，其中，所述超级电容单体串联电路分别与所述过压及欠压检测电路的输入端及所述极性反接检测电路的输入端相连；所述过压及欠压检测电路的输出端与所述接口译码电路的输入端相连；所述极性反接检测电路的输出端、所述接口译码电路的输出端、所述过压报警信号输出电路的输入端、所述欠压报警电路的输入端、所述极性反接报警电路的输入端、所述温度测量电路的输出端、所述温度输出电路的输入端、所述电源电路的输出端、所述编程接口电路和所述看门狗电路分别与所述中央处理器相连。

【技术特征摘要】
1.一种超级电容后备电源系统，其特征在于，所述超级电容后备电源系统包括：中央处理器、超级电容单体串联电路、过压及欠压检测电路、过压报警信号输出电路、欠压报警电路、极性反接检测电路、极性反接报警电路、温度测量电路、温度输出电路、接口译码电路、电源电路、编程接口电路和看门狗电路，其中，所述超级电容单体串联电路分别与所述过压及欠压检测电路的输入端及所述极性反接检测电路的输入端相连；所述过压及欠压检测电路的输出端与所述接口译码电路的输入端相连；所述极性反接检测电路的输出端、所述接口译码电路的输出端、所述过压报警信号输出电路的输入端、所述欠压报警电路的输入端、所述极性反接报警电路的输入端、所述温度测量电路的输出端、所述温度输出电路的输入端、所述电源电路的输出端、所述编程接口电路和所述看门狗电路分别与所述中央处理器相连。2.根据权利要求1所述的超级电容后备电源系统，其特征在于，所述超级电容单体串联电路包括：串联的32个超级电容单体，其中，所述超级电容单体的额定电压为3.3伏，容量为720法拉。3.根据权利要求1所述的超级电容后备电源系统，其特征在于，所述超级电容单体串联电路包括：串联的11组超级电容单体，其中，所述11组超级电容单体中的10组超级电容单体中的每一组超级电容单体包括：串联的3个超级电容单体，除所述10组超级电容单体之外的1组超级电容单体包括：串联的2个超级电容单体，所述超级电容单体的额定电压为3.3伏，容量为720法拉；所述过压及欠压检测电路包括：11组过压及欠压检测子电路，其中，每一组过压及欠压检测子电路包括：六个电阻、精密稳压源和光耦合器，其中，所述六个电阻分别为第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述第一电阻的一端、所述第三电阻的一端和所述第四电阻的一端作为所述过压及欠压检测子电路的一个输入端，分别与11组超级电容单体中的一组超级电容单体的正极相连；所述第二电阻的一端、所述第五电阻的一端和所述精密稳压源的阳极作为所述过压及欠压检测子电路的另一个输入端，分别与所述11组超级电容单体中的一组超级电容单体的负极相连；所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端相连；所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的另一端相连；所述精密稳压源的阴极与所述第三电阻的另一端相连；所述精密稳压源的参考端与所述第一电阻的另一端相连；所述光耦合器中的发光二极管的阳极与所述第三电阻的另一端相连；所述发光二极管的阴极与所述第四电阻的另一端相连；所述光耦合器中的光敏三极管的集电极与电源相连；所述光敏三极管的发射极作为所述过压及欠压检测子电路的输出端，分别与所述第六电阻的一端和所述接口译码电路的输入端相连；所述第六电阻的另一端接地。4.根据权利要求3所述的超级电容后备电源系统，其特征在于，所述接口译码电路包括：第一双四输入与门和第二双四输入与门，其中，所述第一双四输入与门的1A引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第1组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第一双四输入与门的1B引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第2组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第一双四输入与门的1C引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第3组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第一双四输入与门的1D引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第4组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第一双四输入与门的1Y引脚与所述第一双四输入与门的2A引脚相连；所述第一双四输入与门的2B引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第5组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第一双四输入与门的2C引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第6组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第一双四输入与门的2D引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第7组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第一双四输入与门的2Y引脚与所述第二双四输入与门的2B引脚相连；所述第二双四输入与门的2A引脚与所述第二双四输入与门的1Y引脚相连；所述第二双四输入与门的1D引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第11组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第二双四输入与门的1C引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第10组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第二双四输入与门的1B引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第9组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第二双四输入与门的1A引脚作为所述接口译码电路的一个输入端，与第8组过压及欠压检测子电路的输出端相连；所述第二双四输入与门的2Y引脚作为所述接口译码电路的输出端，与所述中央处理器用于接收电压检测信号的引脚相连；所述第一双...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智勇，亢亚盟，马永超，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11