一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源，包括超级电容组、充电管理电路和输出电压调整电路，充电管理电路的输入端连接车载电源，充电管理电路的输出端连接超级电容组，输出电压调节电路的输入端连接超级电容组，输出电业调节电路的输出端连接车载电源。本实用新型专利技术的有益效果是：实现了为铁路车载电台提供后备电源，使其在电源关闭的情况下能够进行功能号注销操作。与采用蓄电池作为储能元件的传统技术方案相比，本实用新型专利技术具有重量轻、适应高低温工作环境、寿命长、无须维护等优点。

A backup power supply of railway vehicle radio station based on super capacitor

【技术实现步骤摘要】
一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源
本技术涉及铁路车载电台，尤其涉及一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源。
技术介绍
具有GSM-R通信功能的铁路车载电台在使用过程中，需要向GSM-R网络注册功能号用于接受基于用户身份的呼叫。按照GSM-R系统要求，已经注册过功能号的车载电台电源关闭时，需要自动将已注册的功能号进行注销，车载电台需要配备后备电源，用于执行注销功能号的操作。传统的车载电台后备电源方案一般是采用蓄电池作为储能部件，存在重量大、高低温环境适应性差、电池寿命低等诸多不足。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源，可以克服现有技术中铁路车载电台后备电源的问题。本技术是通过以下技术方案予以实现：一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源，包括超级电容组、充电管理电路和输出电压调整电路，充电管理电路的输入端连接车载电源，充电管理电路的输出端连接超级电容组，输出电压调节电路的输入端连接超级电容组，输出电业调节电路的输出端连接车载电源。根据上述技术方案，优选地，超级电容组包括5个单体电容和电池均衡电路。根据上述技术方案，优选地，还包括检测管理电路，检测管理电路包括MCU、通信接口和信息采集元件。根据上述技术方案，优选地，信息采集元件包括电压检测元件、电流检测元件和温度检测元件。本技术的有益效果是：实现了为铁路车载电台提供后备电源，使其在电源关闭的情况下能够进行功能号注销操作。与采用蓄电池作为储能元件的传统技术方案相比，本技术具有重量轻、适应高低温工作环境、寿命长、无须维护等优点。附图说明图1示出了本技术的实施例的电路原理示意图。图2示出了本技术的实施例的充电管理电路原理示意图。图3示出了本技术的实施例的DC/DC升压电路原理示意图。具体实施方式为了使本
的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本技术作进一步的详细说明。如图所示，本技术一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源，包括超级电容组、充电管理电路和输出电压调整电路，充电管理电路的输入端连接车载电源，充电管理电路的输出端连接超级电容组，输出电压调节电路的输入端连接超级电容组，输出电业调节电路的输出端连接车载电源。本实施例的工作原理为：基于超级电容的铁路车载电台后备电源与铁路车载电台供电电源输出相连接，当铁路车载电台供电电源输出正常时，超级电容处于充电状态，充电管理电路对充电电流进行检测，通过控制输出到超级电容的电压的方法将充电电流限制在规定值以下，超级电容充电完毕后，后备电源即处于待机状态，随时可以向铁路车载电台供电；当铁路车载电台供电电源停止输出时，超级电容开始放电，经过升压电路将电压转换到额定输出压后供铁路车载电台使用。超级电容，又名电化学电容，双电层电容器、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。本实施例采用超级电容作为储存电能的器件，储能容量不低于1.44Wh，输入电压13.8V，输出电压12V，工作温度范围-40℃～85℃，具有紧凑的外形尺寸。充电管理电路输入端连接到车载电台电源，输出端连接通到超级电容组，用于控制充电过程中的电流和电压，避免由于超级电容组内阻很低造成车载电台电源负荷过大。在充电前期和中期采用恒流模式，电流可根据车载电台电源的能力设置为5A或10A，充电末期采用恒压模式，电压设定置为10.5V。充电管理电路的设计方案大致为：以一种专用充电管理芯片(例如：TI公司的BQ24640)为核心搭建具有恒流、恒压模式的开关电源电路，通过芯片外围的参数设置电阻设定限制电流值和限制电压值，根据电源输入电压以及选定的电流、电压等参数确定电感、开关二极管等核心部件的规格要求。输出电压调整电路(又名DC/DC升压电路)输入端连接到超级电容组，输出端连接到车载电台电源。在车载电台电源停止输出后，超级电容组释放存储的电能，放电过程中电压逐步减小，经过DC/DC升压电路转换成稳定的电压后供车载电台使用。DC/DC升压电路输出电压设置为12.3V。DC/DC升压电路的设计方案大致为：选择一种宽输入范围的升压型DC/DC转换器芯片(例如：TI公司的TPS61088)搭建升压电源电路。为了充分利用超级电容内保存的能量，升压电源电路输入电压的下限设定在4.5V左右。电感、开关二极管等核心部件的规格按输出10A考虑。根据上述实施例，优选地，超级电容组包括5个单体电容。超级电容组采用5个标称容量为360F、耐压2.7V的单体电容串联而成，串联后的容量为72F，耐压13.5V，超级电容组中设有保持各单位电容电压一致的均衡电路。考虑到需要满足在85℃高温条件下工作，实际使用过程中充电电压不超过11.5V。根据上述实施例，优选地，还包括检测管理电路，检测管理电路包括MCU、通信接口和信息采集元件。检测管理电路可通过信息采集元件检测电压、充放电状态、电流、温度等参数并通过通信接口输出。MCU用于采集电压、电流、温度等信息，并通过通信接口向车载电台报告。通信接口类型可根据车载电台主机一侧的情况选择，一般情况下采用串口。根据上述实施例，优选地，信息采集元件包括电压检测元件、电流检测元件和温度检测元件。本技术的有益效果是：实现了为铁路车载电台提供后备电源，使其在电源关闭的情况下能够进行功能号注销操作。与采用蓄电池作为储能元件的传统技术方案相比，本技术具有重量轻、适应高低温工作环境、寿命长、无须维护等优点。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源，其特征在于：包括超级电容组、充电管理电路和输出电压调整电路，所述充电管理电路的输入端连接车载电源，所述充电管理电路的输出端连接超级电容组，所述输出电压调节电路的输入端连接超级电容组，所述输出电业调节电路的输出端连接车载电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源，其特征在于：包括超级电容组、充电管理电路和输出电压调整电路，所述充电管理电路的输入端连接车载电源，所述充电管理电路的输出端连接超级电容组，所述输出电压调节电路的输入端连接超级电容组，所述输出电业调节电路的输出端连接车载电源。


2.根据权利要求1所述的一种基于超级电容的铁路车载电台后备电源，其特征在于：所述超...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐钧，刘文元，
申请(专利权)人：天津华泽瑞威信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12