一种基于超级电容器的台式计算机供电电源装置，用于串联在低压交流供电系统与计算机负载之间。它在常规台式计算机供电电源的基础上，在各直流电压输出端并联超级电容器及其充放电电路模块。当交流供电系统供电电压正常时，各充放电电路对相应超级电容器充电，将电能进行存储；当交流供电系统供电电压发生跌落时，相应超级电容器通过各充放电电路释放电能，维持各直流输出端的电压恒定。该基于超级电容器的台式计算机供电电源装置能极大提高台式计算机的抗电压跌落能力，避免电压跌落引起台式计算机停止工作而造成的损失；利用超级电容器作为储能装置能克服传统储能手段造成的环境污染问题；同时该装置结构简单、控制方便，具有很高的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及台式计算机供电电源的
，尤其是涉及一种基于超级电容器的台式计算机供电电源装置。
技术介绍
供电电压跌落被定义为幅值降至正常供电电压10%_90%，持续时间为0. 5到30周波，但不超过1秒的暂态电压质量问题。随着现代科技的发展，各种敏感性用电设备的使用越来越广泛，对供电系统的电压质量的要求越来越高，几个周期的电压跌落可能将会对这些设备的正常运行造成很大的影响，甚至造成无法挽回的损失。因此，电压跌落问题越来越受到国内外广大科研工作者和用户的普遍关注。在发生供电电压跌落时，常规台式计算机的供电电源仅依靠整流桥输出端并联的直流电容存储的能量来维持输出直流电压，但该直流电容所能提供的能量很小，使得台式计算机的抗电压跌落能力较差。研究表明，一旦交流系统电压有效值跌落至120V (正常时为220V)，持续时间仅5个周波，计算机供电电源各路直流输出电压均将降至0，使得台式计算机停止运行，用户无法及时保存当前工作内容，损失重大甚至无法挽回。目前也有采用不间断电源(UPS)、动态电压恢复器(DVR)等技术手段来提高计算机的抗电压跌落能力，取得了较好的效果，但这些技术手段普通存在的问题是1)价格昂贵。这些技术普通采用蓄电池等作为能量存储设备，而大容量高性能的蓄电池等设备的价格昂贵。2)不环保。这些技术手段的储能设备中大量采用的铅、镉等重金属材料，一方面对使用人员的健康造成威胁，也给环境造成了重大污染。3)使用寿命短。这些技术所采用的储能设备充放电次数极为有限，使用寿命短，需要经常维护更换。4)体积大，占地面积大。 这些技术手段所采用的电力电子补偿装置及储能装置的体积较大，同时还需配备诸如散热冷却辅助设备，造成占地面积较大。因此，对于个人应用的台式计算机而言，这些技术手段性价比较差而不适用。超级电容器(Super Capacitor)是近年来出现的一种新型的储能器件，其具有如下优点1)功率密度大。超级电容器的功率密度可以达到铅酸蓄电池的20倍，适合大功率输入和输出。2)充放电时间短。其充放电时间常数很小，充放电的速度可以很快，能够在几分钟甚至几十秒之内完成快速充放电。3)能量损耗小。超级电容器的在充放电过程中能量损耗很小，充放电效率很高。它的充放电效率不低于90%。而蓄电池的效率则只有70%-85%。 4)使用寿命长。由于超级电容器的充放电过程只发生物理变化，它的充放电循环次数可以达到五十万次以上，寿命几乎可以被认为是无限的。5)不污染环境。超级电容器的电极材料不含铅、镉等重金属材料，不会对使用人员的健康造成威胁，也不会污染环境。而且超级电容器工作中没有运动部件，在使用过程中不会带来噪声污染，几乎不需要维护工作，非常安全可靠。6)使用灵活。超级电容器可以任意串并联使用。若想增加电容量，可以任意并联使用；若想提高电压等级，可以串联使用，只需采用相应均压措施。随着科技的发展，技术的进步，超级电容器的价格也不断降低，应用的范围也越来越广，主要包括1)汽车领域。它可作为电动汽车的唯一动力源，也可与蓄电池、燃料电池等设备混合使用，作为混合动力汽车的辅助电源。2)军事领域。超级电容器可以和高能量密度的电池组成“致密性超高功率脉冲电源”。在温度很低的恶劣环境下，蓄电池等电源不能正常工作，超级电容器可作为低温启动电源，给军用车辆提供动力。3)工业领域。超级电容器可以作为后备电源用在UPS等应急保障系统中，提高系统的可靠性，并且可以节约成本， 减小占用空间。4)电力系统领域。超级电容器可作为分布式发电系统的储能装置。分布式发电设备的输出功率不可预测，很不稳定，超级电容器可以发挥它的极高的储能效率、极大的功率密度、极长的使用寿命等优点进行储能。超级电容器还可以用于电网的“移峰填谷”。 5)电能质量领域。当电网或配电网出现电压跌落等电能质量问题时，超级电容器可以通过逆变器及时输出补偿功率，以保证敏感用电设备的正常工作。因此，采用超级电容器作为储能装置，并配备相应的充放电电路，设计新型的台式计算机供电电源装置，则能充分利用超级电容器的优点，一方面能提高台式计算机供电电源的抗电压跌落能力，避免电压跌落对台式计算机正常使用造成的影响。另一方面能完全消除对环境的污染。如何基于超级电容器实现台式计算机供电电源装置，则是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种台式计算机的供电电源装置，解决目前台式计算机供电电源抗电压跌落能力差的问题，避免传统电压跌落治理措施中需要常规蓄电池而对环境造成的污染。本专利技术的技术方案是一种基于超级电容器的台式计算机供电电源装置，包括输入为交流220V低压供电的常规台式计算机供电电源模块，常规台式计算机供电电源模块的 +5V输出端连接台式计算机的+5V负载，常规台式计算机供电电源模块的+12V输出端连接台式计算机的+12V负载、常规台式计算机供电电源模块的-12V输出端连接台式计算机的-12V负载，常规台式计算机供电电源模块的+3. 3V输出端连接台式计算机的+3. 3V负载；设置+5V超级电容器及其充放电模块、+12V超级电容器及其充放电模块、-12V超级电容器及其充放电模块和+3. 3V超级电容器及其充放电模块；+5V超级电容器及其充放电模块并联于常规台式计算机供电电源模块的+5V输出端，+12V超级电容器及其充放电模块并联于常规台式计算机供电电源模块的+12V输出端，-12V超级电容器及其充放电模块并联于常规台式计算机供电电源模块的-12V输出端，+3. 3V超级电容器及其充放电模块并联于常规台式计算机供电电源模块的+3. 3V输出端；所述+5V超级电容器及其充放电模块、+12V超级电容器及其充放电模块、-12V超级电容器及其充放电模块和+3. 3V超级电容器及其充放电模块分别包括超级电容器、充放电电路和测量控制电路，超级电容器、充放电电路和常规台式计算机供电电源模块的相应输出端依次电连接，常规台式计算机供电电源模块的相应输出端、测量控制电路和充放电电路依次电连接。而且，所述充放电电路采用双向DC-DC变换器结构。本专利技术的基于超级电容器的台式计算机供电电源装置充分利用了超级电容器充放电快、功率密度大的优点，能在交流系统出现电压跌落时迅速提供足够的电能，以维持台式计算机直流输出电压的稳定，极大提高了台式计算机的抗电压跌落能力；充分利用了超级电容器无污染、充放电次数不受限的优点，完全避免了常规储能技术给环境造成的污染， 绿色环保；同时在各直流输出电压端分别并联了结构和控制原理相同的超级电容器及其充放电控制模块，既能方便地实现对现有常规计算机供电电源的改造，也能方便地构成集成一体化的新型台式计算机供电电源，结构简单而易于实现。本专利技术具有极强的实用性和广阔的市场推广前景。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图； 图2是本专利技术实施例的电路原理图3是本专利技术实施例的测量控制模块的充电控制方法原理框图； 图4是本专利技术实施例的测量控制模块的放电控制方法原理框图； 图5是本专利技术实施例的超级电容器充电过程中端电压波形图； 图6是本专利技术实施例的电压跌落时+12V直流电压波形图。具体实施例方式以下结合附图和实施例详细说明本专利技术技术方案。如图1所示，实施例所提供的基于超级电容器的台式计算机供电电源装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于超级电容器的台式计算机供电电源装置，包括输入为交流２２０Ｖ低压供电的常规台式计算机供电电源模块，常规台式计算机供电电源模块的＋５Ｖ输出端连接台式计算机的＋５Ｖ负载，常规台式计算机供电电源模块的＋１２Ｖ输出端连接台式计算机的＋１２Ｖ负载、常规台式计算机供电电源模块的－１２Ｖ输出端连接台式计算机的－１２Ｖ负载，常规台式计算机供电电源模块的＋３．３Ｖ输出端连接台式计算机的＋３．３Ｖ负载，其特征在于：设置＋５Ｖ超级电容器及其充放电模块、＋１２Ｖ超级电容器及其充放电模块、－１２Ｖ超级电容器及其充放电模块和＋３．３Ｖ超级电容器及其充放电模块；＋５Ｖ超级电容器及其充放电模块并联于常规台式计算机供电电源模块的＋５Ｖ输出端，＋１２Ｖ超级电容器及其充放电模块并联于常规台式计算机供电电源模块的＋１２Ｖ输出端，－１２Ｖ超级电容器及其充放电模块并联于常规台式计算机供电电源模块的－１２Ｖ输出端，＋３．３Ｖ超级电容器及其充放电模块并联于常规台式计算机供电电源模块的＋３．３Ｖ输出端；所述＋５Ｖ超级电容器及其充放电模块、＋１２Ｖ超级电容器及其充放电模块、－１２Ｖ超级电容器及其充放电模块和＋３．３Ｖ超级电容器及其充放电模块分别包括超级电容器、充放电电路和测量控制电路，超级电容器、充放电电路和常规台式计算机供电电源模块的相应输出端依次电连接，常规台式计算机供电电源模块的相应输出端、测量控制电路和充放电电路依次电连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：乐健，刘开培，王佩，谭甜源，刘剑，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83
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