一種分級(jí)供電系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種分級(jí)供電系統(tǒng)及方法，其中系統(tǒng)包括：電池組的正輸出端連接所述電容組的負(fù)端；電容組的正端連接所述第一開關(guān)管的第一端，第一開關(guān)管的第二端連接負(fù)載的第一端；所述電池組的正輸出端連接所述第二開關(guān)管的第一端，第二開關(guān)管的第二端連接所述負(fù)載的第一端；電容組有電量時(shí)，第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述第二開關(guān)管斷開；電容組沒有電量時(shí)，第一開關(guān)管斷開，第二開關(guān)管導(dǎo)通；負(fù)載的第二端連接所述電池組的負(fù)輸出端。電容組有電量時(shí)，電容組一直在放電，電容組與電池組一起來為負(fù)載供電。電容組的電量釋放完以后，由電池組單獨(dú)來為負(fù)載供電。電容和電池共同為負(fù)載供電，提高了電容組的利用率，每次放電實(shí)現(xiàn)完全放電。
【專利說明】一種分級(jí)供電系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)備供電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種分級(jí)供電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中，采用超級(jí)電容和蓄電池混合供電。
[0003]參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的供電系統(tǒng)示意圖。
[0004]該供電系統(tǒng)包括蓄電池Bat、超級(jí)電容C和DC-DC變換器100 ；
[0005]其中蓄電池Bat的正輸出端通過依次串聯(lián)的DC-DC變換器100、開關(guān)S和超級(jí)電容C連接蓄電池Bat的負(fù)輸出端；電機(jī)M并聯(lián)在所述超級(jí)電容C的兩端。
[0006]駕駛員預(yù)先選定續(xù)駛里程和蓄電池荷電狀態(tài)的初始值，自適應(yīng)確定出DC-DC變換器100和超級(jí)電容C的工作電壓以及電流的變化曲線。電動(dòng)汽車短距離行駛時(shí)，此時(shí)開關(guān)S斷開，由超級(jí)電容C單獨(dú)供電。電動(dòng)汽車行駛距離較長時(shí)，由蓄電池Bat和超級(jí)電容C共同供電，并優(yōu)先使用超級(jí)電容C來供電。
[0007]但是，圖1所示的混合供電系統(tǒng)存在以下問題:當(dāng)蓄電池Bat和超級(jí)電容C共同供電時(shí)，超級(jí)電容的放電截止電壓為DC-DC變換器100的輸出電壓，這樣超級(jí)電容C上低于DC/DC變換器100輸出電壓的能量將無法釋放，造成很大的浪費(fèi)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供一種分級(jí)供電系統(tǒng)及方法，超級(jí)電容上的電量能夠完全釋放，利用率很高。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供一種分級(jí)供電系統(tǒng)，包括:包括:電池組、電容組、第一開關(guān)管、
第二開關(guān)管；
[0010]所述電池組的正輸出端連接所述電容組的負(fù)端；
[0011]所述電容組的正端連接所述第一開關(guān)管的第一端，所述第一開關(guān)管的第二端連接負(fù)載的第一端；
[0012]所述電池組的正輸出端連接所述第二開關(guān)管的第一端，所述第二開關(guān)管的第二端連接所述負(fù)載的第一端；
[0013]所述電容組有電量時(shí)，所述第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述第二開關(guān)管斷開；所述電容組沒有電量時(shí)，所述第一開關(guān)管斷開，所述第二開關(guān)管導(dǎo)通；
[0014]所述負(fù)載的第二端連接所述電池組的負(fù)輸出端。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供一種分級(jí)供電方法，包括:
[0016]檢測(cè)電容組的電量；
[0017]當(dāng)電容組有電量時(shí)，控制第一開關(guān)管導(dǎo)通，第二開關(guān)管斷開；當(dāng)電容組沒有電量時(shí)，控制第一開關(guān)管斷開，第二開關(guān)管導(dǎo)通。
[0018]以上技術(shù)方案，當(dāng)電容組有電量時(shí)，電容組一直在放電，電容組與電池組一起來為負(fù)載供電。當(dāng)電容組的電量釋放完以后，由電池組單獨(dú)來為負(fù)載供電。這樣既實(shí)現(xiàn)了電容和電池共同為負(fù)載供電，又提高了電容組的利用率，每次放電可以實(shí)現(xiàn)真正的完全放電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的供電系統(tǒng)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)實(shí)施例一示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)實(shí)施例二示意圖；
[0023]圖4是圖3對(duì)應(yīng)的等效電路圖；
[0024]圖5是圖3另一個(gè)實(shí)施例對(duì)應(yīng)的等效電路圖；
[0025]圖6是本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)實(shí)施例三示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明提供的下電流程時(shí)功耗示意圖；
[0027]圖8是本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)實(shí)施例五示意圖；
[0028]圖9是本發(fā)明提供的方法實(shí)施例一流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]首先對(duì)本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)一種分級(jí)供電系統(tǒng)進(jìn)行說明，包括:電池組、電容組、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管；所述電池組的正輸出端連接所述電容組的負(fù)端；所述電容組的正端連接所述第一開關(guān)管的第一端，所述第一開關(guān)管的第二端連接負(fù)載的第一端；所述電池組的正輸出端連接所述第二開關(guān)管的第一端，所述第二開關(guān)管的第二端連接所述負(fù)載的第一端；所述電容組有電量時(shí)，所述第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述第二開關(guān)管斷開；所述電容組沒有電量時(shí)，所述第一開關(guān)管斷開，所述第二開關(guān)管導(dǎo)通；所述負(fù)載的第二端連接所述電池組的負(fù)輸出端。
[0031]實(shí)施例一:
[0032]參見圖2，該圖為本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)實(shí)施例一示意圖。
[0033]本實(shí)施例提供的分級(jí)供電系統(tǒng)，包括:電池組Bat、電容組C、第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2 ；
[0034]所述電池組Bat的正輸出端連接所述電容組C的負(fù)端；
[0035]所述電容組C的正端連接所述第一開關(guān)管SI的第一端，所述第一開關(guān)管SI的第二端連接負(fù)載R的第一端；
[0036]所述電池組Bat的正輸出端連接所述第二開關(guān)管S2的第一端，所述第二開關(guān)管S2的第二端連接所述負(fù)載R的第一端；
[0037]所述電容組C有電量時(shí)，所述第一開關(guān)管SI導(dǎo)通，第二開關(guān)管S2斷開；所述電容組C沒有電量時(shí)，所述第一開關(guān)管SI斷開，所述第二開關(guān)管S2導(dǎo)通；
[0038]所述負(fù)載R的第二端連接所述電池組Bat的負(fù)輸出端。
[0039]如圖所示，電池組和電容組串聯(lián)為負(fù)載進(jìn)行供電。
[0040]其中，為了描述方便，設(shè)電池組的輸出電壓為V2，電池組和電容組一起的輸出電壓為Vl ;如圖2所示。
[0041]當(dāng)電容組有電量時(shí)，Vl大于V2，S1閉合，S2斷開，此時(shí)，負(fù)載R由電容組和電池組共同供電。
[0042]當(dāng)電容組沒有電量時(shí)，即電容組的電量放電完畢后，Vl等于V2 ；S1斷開，S2閉合，此時(shí)，負(fù)載R由電池組供電。
[0043]需要說明的是，檢測(cè)電容組是否還有電量的方式有很多種，這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，因此，本實(shí)施例中不再贅述。
[0044]通過以上供電分析，可以看出，當(dāng)電容組有電量時(shí)，電容組一直在放電，電容組與電池組一起來為負(fù)載供電。當(dāng)電容組的電量釋放完以后，由電池組單獨(dú)來為負(fù)載供電。這樣既實(shí)現(xiàn)了電容和電池共同為負(fù)載供電，又提高了電容組的利用率，每次放電可以實(shí)現(xiàn)真正的完全放電。
[0045]需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的分級(jí)供電系統(tǒng)中，第一開關(guān)管和第二開關(guān)管既可以為可控開關(guān)管例如MOS管，也可以為不可控開關(guān)管，例如二極管。下面分別結(jié)合附圖來介紹第一開關(guān)管和第二開關(guān)管分別為不可控開關(guān)管和可控開關(guān)管時(shí)的實(shí)現(xiàn)方式。
[0046]需要說明的是，以下實(shí)施例中還可以包括DC-DC變換器，DC-DC變換器的作用是使電容組或電池組輸出的電壓電流更穩(wěn)定地給負(fù)載供電?？梢岳斫獾氖牵鯠C-DC變換器為Buck變換器、Boost變換器或Buck-Boost變換器。由于DC-DC變換器在本領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)展比較成熟，在此不再對(duì)其具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行限定。
[0047]實(shí)施例二:
[0048]本實(shí)施例中，以第一開關(guān)管和第二開關(guān)管均是不可控的二極管為例進(jìn)行介紹。
[0049]參見圖3，該圖為本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)實(shí)施例二示意圖。
[0050]如圖所示，電池組和電容組串聯(lián)為負(fù)載進(jìn)行供電。本實(shí)施例中還包括DC-DC變換器 100。
[0051]其中，為了描述方便，設(shè)電池組的輸出電壓為V2，電池組和電容組一起的輸出電壓為Vl ;如圖所示。
[0052]當(dāng)電容組有電量時(shí),Vl大于V2,因此,第一二極管Dl的正極電壓高于負(fù)極電壓，因此Dl導(dǎo)通；而第二二極管D2的正極電壓低于負(fù)極電壓，因此，D2截止。此時(shí)，負(fù)載由電容組C和電池組Bat共同供電，等效供電電路圖如圖4所示。
[0053]下面結(jié)合圖5介紹當(dāng)電容組沒有電量時(shí)的等效供電電路。
[0054]當(dāng)電容組沒有電量時(shí)，即電容組的電量放電完畢后，Vl等于V2;此時(shí)，由于Dl不導(dǎo)通，因此，D2的正極電壓高于D2的負(fù)極電壓，D2導(dǎo)通，由電池組單獨(dú)為負(fù)載供電。等效供電電路圖如圖5所示。
[0055]本實(shí)施例中第一開關(guān)管和第二開關(guān)管以二極管為例，優(yōu)點(diǎn)是二極管不用專門的控制，因?yàn)槎O管自身的特性便是單向?qū)?，即?dāng)正極的電壓高于負(fù)極電壓時(shí)，便會(huì)自動(dòng)導(dǎo)通。但是二極管由于自身壓降比較大，當(dāng)大電流場(chǎng)景下，其功率損耗不可忽略。為了節(jié)省功耗，第一開關(guān)管和第二開關(guān)管均可以用功率MOS管來實(shí)現(xiàn)。下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0056]實(shí)施例三:
[0057]本實(shí)施例中，以第一開關(guān)管和第二開關(guān)管均是可控的MOS管為例進(jìn)行介紹。
[0058]可以理解的是，無論是MOS管還是二極管，在本發(fā)明實(shí)施例中所起的作用均是一個(gè)開關(guān)的作用，使支路導(dǎo)通，還是使支路斷開。下面以MOS管為NMOS管為例進(jìn)行介紹。
[0059]參見圖6，該圖為本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)實(shí)施例三示意圖。
[0060]本實(shí)施例中，電容組C的正端通過第一 NMOS管Ql連接DC-DC變換器100 ；Q1的柵極通過第一電阻Rl連接VDD ；Q1的柵極連接第三NMOS管Q3的漏極，Q3的源極接地，Q3的柵極連接控制器(圖中未示出)的第一輸出端，第一輸出端輸出的是第一控制信號(hào)Ql_ctrl ；
[0061]本實(shí)施例中，電池組Bat的正輸出端通過第二 NMOS管Q2連接DC-DC變換器100 ；Q2的柵極通過第二電阻R2連接VDD，Q2的柵極連接第四NMOS管Q4的漏極，Q4的源極接地，Q4的柵極連接控制器的第二輸出端，第二輸出端輸出的是第二控制信號(hào)Q2_ctrl。
[0062]需要說明的是，控制器可以由單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，或者由其他微處理器來實(shí)現(xiàn)。
[0063]需要說明的是，NMOS管的工作原理是，當(dāng)柵極的電壓高于源極時(shí)，NMOS管導(dǎo)通。
[0064]下面結(jié)合圖6說明本實(shí)施例的工作原理。
[0065]VDD是高于Vl的一個(gè)電源電壓；因?yàn)橐ＷCQl和Q2的柵源電壓Vgs超過NMOS管的門限電壓值，Ql和Q2才可以導(dǎo)通。
[0066]當(dāng)Ql_ctrl (Q2_ctrl)為低時(shí)，Q3 (Q4)斷開，Ql (Q2)的柵極電壓 Vg 等于 VDD，Ql (Q2)導(dǎo)通。
[0067]當(dāng)Ql_ctrl (Q2_ctrl)為高時(shí),Q3 (Q4)導(dǎo)通,Ql (Q2)的柵極電壓Vg等于O (由于Ql和Q2的柵極電壓被拉低到地電平)，Ql (Q2)斷開。
[0068]具體地，Ql和Q2的開關(guān)狀態(tài)由控制器根據(jù)電容組是否還有電量來控制輸出的Ql_ctrl和Q2_ctrl的高低電平。
[0069]各種情況下，Ql和Q2的導(dǎo)通順序如下:
[0070]當(dāng)電容組和電池組充電時(shí)，先斷開Q2，再導(dǎo)通Q1。
[0071]當(dāng)電容組和電池組共同為負(fù)載供電時(shí)，Ql導(dǎo)通，Q2斷開。
[0072]當(dāng)控制器檢測(cè)到電容組電量快要放光時(shí)，先導(dǎo)通Q2，再斷開Q1。
[0073]實(shí)施例四:
[0074]繼續(xù)參見圖6，該圖為本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)實(shí)施例四示意圖。
[0075]需要說明的是，實(shí)施例四中結(jié)合本發(fā)明提供的分級(jí)供電系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景來介紹。
[0076]首先介紹幾個(gè)專業(yè)術(shù)語:
[0077]電池備電單元(BBU，Battery Backup Unit):在存儲(chǔ)設(shè)備異常掉電時(shí)，給系統(tǒng)供電若干分鐘保障易失存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于內(nèi)存)的數(shù)據(jù)刷入非易失存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于硬盤，SSD, FLASH)ο
[0078]回寫(Write-Back):服務(wù)器發(fā)送處理硬盤數(shù)據(jù)的請(qǐng)求后，存儲(chǔ)設(shè)備將其放入Cache中，返回?cái)?shù)據(jù)已經(jīng)寫入硬盤的確認(rèn)信息，再根據(jù)一定的策略，事后將Cache中數(shù)據(jù)寫入硬盤。這部分已經(jīng)返回確認(rèn)信息，但還沒有寫入硬盤的數(shù)據(jù)叫做臟數(shù)據(jù)。
[0079]下電流程:存儲(chǔ)設(shè)備采用回寫模式時(shí)，當(dāng)發(fā)生輸入電源異常掉電時(shí)，需要保證內(nèi)存中的臟數(shù)據(jù)刷入非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，避免數(shù)據(jù)丟失，因此使用由BBU供電若干分鐘，完成臟數(shù)據(jù)刷入非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)的過程。
[0080]電池放電平臺(tái):本發(fā)明實(shí)施例中選用的電池類型，在放電過程中，絕大部分電量都是在一個(gè)電壓值釋放的，這個(gè)電壓值被稱作電池放電平臺(tái)。
[0081]放電截止電壓:當(dāng)電容和/或電池放電時(shí)，當(dāng)電壓下降到該值時(shí)，無法再釋放出電量，將該值稱為放電截止電壓。
[0082]一次電源:220V交流電源進(jìn)入設(shè)備后通過電源模塊將其轉(zhuǎn)換成12V或者其他電壓值的單板電壓。這個(gè)電源模塊叫做一次電源。
[0083]48V DC電源:48V直流電源進(jìn)入設(shè)備后，通過電源模塊將其轉(zhuǎn)換成12V或者其他電壓值，這個(gè)模塊叫做48V DC電源。
[0084]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹下電流程時(shí)功耗示意圖。
[0085]參見圖7，該圖為本發(fā)明提供的下電流程時(shí)功耗示意圖。
[0086]該圖中，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為電流；
[0087]在下電開始的30ms內(nèi)，系統(tǒng)負(fù)載的電流為24A，之后下降到15A，15A持續(xù)的時(shí)間為300s，即6分鐘，對(duì)應(yīng)的供電電壓為11.5V。
[0088]現(xiàn)有技術(shù)中的問題是，當(dāng)一次電源(或者48V DC電源)的輸入電源異常掉電時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中，由于軟件的處理速度等原因，系統(tǒng)功率無法在us級(jí)別，甚至ms級(jí)別內(nèi)將系統(tǒng)的功耗降到BBU的額定功耗范圍內(nèi)，因此其前20ms-50ms功耗極大。目前已經(jīng)因?yàn)樽畲笈渲孟孪码娏鞒虝r(shí)瞬態(tài)功耗超標(biāo)，被迫降低業(yè)務(wù)性能?，F(xiàn)在存儲(chǔ)設(shè)備采用的一種方案為，加大一次電源(或者48VDC電源)的輸出電容，盡量由一次電源(或者48V DC電源)支撐系統(tǒng)降功耗的過程，而一次電源(或者48V DC電源)輸出電容支持系統(tǒng)功耗能力有限且很難提高，一般為us到ms級(jí)別。采用另外一種方案為增加BBU內(nèi)電池的串并聯(lián)數(shù)目，但是這樣會(huì)導(dǎo)致成本、空間增加以及電池容量的浪費(fèi)。
[0089]本發(fā)明以上實(shí)施例提供的分級(jí)供電系統(tǒng)可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的存儲(chǔ)設(shè)備下電流程瞬間功耗超過BBU額定輸出電流的問題。其中，以一次電源為例進(jìn)行介紹。
[0090]利用電容組和電池組串聯(lián)進(jìn)行供電，當(dāng)一次電源300的輸入電源正常工作時(shí)，控制器控制開關(guān)S閉合，控制Ql和Q2斷開，一次電源300通過充電均衡電路200為電池組和電容組進(jìn)行充電，同時(shí)一次電源300為負(fù)載進(jìn)行供電。
[0091]當(dāng)一次電源300的輸入電源異常掉電時(shí)，控制器控制開關(guān)S斷開，控制Ql或者Q2閉合，由串聯(lián)的電容組和電池組給負(fù)載供電。具體地，當(dāng)電容組有電量時(shí)，Ql閉合，Q2斷開；當(dāng)電容組沒有電量時(shí)，Ql斷開，Q2閉合。
[0092]需要說明的是，充電均衡電路200是本領(lǐng)域已經(jīng)成熟的技術(shù)，主要的作用是:在電池串聯(lián)充電過程中，由于每節(jié)電池的初始電量和容量不一致，導(dǎo)致充電時(shí)各節(jié)電壓不一致。當(dāng)當(dāng)某節(jié)電池達(dá)到過沖電壓后，為了防止過沖對(duì)電池的損害，將該節(jié)電池從充電電路旁路并放電，當(dāng)電壓下降到合理值后，繼續(xù)電池組進(jìn)行充電。。
[0093]本發(fā)明利用電容組和電池組的串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)BBU，不但可以增加電容組的使用效率，而且不必全部由電池來實(shí)現(xiàn)BBU，這樣可以降低BBU的重量和成本。并且本發(fā)明提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便。
[0094]需要說明的是，圖2對(duì)應(yīng)的實(shí)施例中也可以包括開關(guān)S、一次電源300、充電均衡電路200和DC-DC變換器100 ;如圖8所示，圖8的具體工作原理與圖6所示的相似，在此不
再贅述。
[0095]需要說明的是，所述電池組為多個(gè)電池串聯(lián)、或多個(gè)電池并聯(lián)、或多個(gè)電池串并聯(lián)。
[0096]所述電容組為多個(gè)超級(jí)電容串聯(lián)、或多個(gè)電容并聯(lián)、或多個(gè)電容串并聯(lián)。
[0097]本發(fā)明實(shí)施例中不具體限定電容組中的電容個(gè)數(shù)，不限定具體串并聯(lián)的連接方式；也不具體限定電池組中的電池個(gè)數(shù)，以及電池的串并聯(lián)方式。
[0098]基于以上實(shí)施例提供的分級(jí)供電系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種利用所述分級(jí)供電系統(tǒng)進(jìn)行供電的方法，下面結(jié)合附圖來詳細(xì)說明。
[0099]參見圖9，該圖為本發(fā)明提供的方法實(shí)施例一流程圖。
[0100]包括以下步驟:
[0101]S901:檢測(cè)電容組的電量；
[0102]S902:當(dāng)電容組有電量時(shí)，控制第一開關(guān)管導(dǎo)通，第二開關(guān)管斷開；當(dāng)電容組沒有電量時(shí)，控制第一開關(guān)管斷開，第二開關(guān)管導(dǎo)通。
[0103]需要說明的是，檢測(cè)電容組是否還有電量的方式有很多種，這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，因此，本實(shí)施例中不再贅述。
[0104]當(dāng)電容組有電量時(shí)，電容組一直在放電，電容組與電池組一起來為負(fù)載供電。當(dāng)電容組的電量釋放完以后，由電池組單獨(dú)來為負(fù)載供電。這樣既實(shí)現(xiàn)了電容和電池共同為負(fù)載供電，又提高了電容組的利用率，每次放電可以實(shí)現(xiàn)真正的完全放電。
[0105]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分級(jí)供電系統(tǒng)，其特征在于，包括:電池組、電容組、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管； 所述電池組的正輸出端連接所述電容組的負(fù)端； 所述電容組的正端連接所述第一開關(guān)管的第一端，所述第一開關(guān)管的第二端連接負(fù)載的第一端； 所述電池組的正輸出端連接所述第二開關(guān)管的第一端，所述第二開關(guān)管的第二端連接所述負(fù)載的第一端； 所述電容組有電量時(shí)，所述第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述第二開關(guān)管斷開；所述電容組沒有電量時(shí)，所述第一開關(guān)管斷開，所述第二開關(guān)管導(dǎo)通； 所述負(fù)載的第二端連接所述電池組的負(fù)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括DC-DC變換器； 所述第一開關(guān)管的第二端通過所述DC-DC變換器連接所述負(fù)載的第一端； 所述第二開關(guān)管的第二端通過所述DC-DC變換器連接所述負(fù)載的第一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分級(jí)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管均為二極管，分別為第一二極管和第二二極管； 所述第一開關(guān)管的第一端為所述第一二極管的正極，所述第一開關(guān)管的第二端為所述第一二極管的負(fù)極； 所述第二開關(guān)管的第一端為所述第二二極管的正極，所述第二二極管的第二端為所述第二二極管的負(fù)極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分級(jí)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管均為NMOS管，分別為第一 NMOS管和第二 NMOS管； 還包括控制器、第三NMOS管、第一電阻、第二電阻和第四NMOS管； 所述電容組的正端通過第一 NMOS管連接負(fù)載；第一 NMOS管的柵極通過第一電阻連接VDD ;第一 NMOS管的柵極連接第三NMOS管的漏極，第三NMOS管的源極接地，第三NMOS管的柵極連接所述控制器的第一輸出端，所述第一輸出端輸出的是第一控制信號(hào)； 所述電池組的正輸出端通過第二 NMOS管連接負(fù)載；第二 NMOS管的柵極通過第二電阻連接VDD，第二 NMOS管的柵極連接第四NMOS管的漏極，第四NMOS管的源極接地，第四NMOS管的柵極連接所述控制器的第二輸出端，所述第二輸出端輸出的是第二控制信號(hào)； 當(dāng)所述電容組有電量時(shí)，所述第一控制信號(hào)為低電平，第二控制信號(hào)為高電平； 當(dāng)所述電容組沒有電量時(shí)，所述第一控制信號(hào)為高電平，第二控制信號(hào)為低電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括:充電均衡電路、一次電源和開關(guān)； 所述充電均衡電路的第一端連接所述一次電源；所述充電均衡電路的第一端連接所述負(fù)載的第一端； 所述充電均衡電路的第二端通過所述開關(guān)連接所述電容組的正端； 所述一次電源正常供電時(shí)，所述開關(guān)閉合，所述一次電源通過充電均衡電路為所述電容組和電池組進(jìn)行充電；所述一次電源故障時(shí)，所述開關(guān)斷開，所述負(fù)載由所述電容組和/或電池組為負(fù)載供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組為多個(gè)電池串聯(lián)、或多個(gè)電池并聯(lián)、或多個(gè)電池串并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電容組為多個(gè)超級(jí)電容串聯(lián)、或多個(gè)電容并聯(lián)、或多個(gè)電容串并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分級(jí)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述DC-DC變換器為Buck變換器、Boost變換器或Buck-Boost變換器 。
9.一種利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的分級(jí)供電系統(tǒng)進(jìn)行供電的方法，其特征在于，包括以下步驟: 檢測(cè)電容組的電量； 當(dāng)電容組有電量時(shí)，控制第一開關(guān)管導(dǎo)通，第二開關(guān)管斷開；當(dāng)電容組沒有電量時(shí)，控制第一開關(guān)管斷開，第二開關(guān)管導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK103516039SQ201310444353
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】楊濤, 張樂, 程維 申請(qǐng)人:深圳市華為技術(shù)軟件有限公司