[实用新型]一种高能量电源系统的故障保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高能量电源系统，特别涉及一种高能量电源系统的故障保护装置。

背景技术

新型能源的探索研究一直是国家前沿科技技术的研究方向，随着国家科技、经济的不断发展，对新型能源研究装置也同样提出了更高能量的研究需求，目前此类研究装置中电源系统部分通常采用多台电容器并联方式，从而使得储能能量达到几兆到几百兆焦耳，满足高储能的需求。

高密度储能电容的寿命一直是现在研究的关键问题，尤其在快速充放电的工作过程中，其寿命会大大缩短。在高储能密度电容器多台并联的工作情况下，一旦发生其中一台电容器发生内部短路的故障状态时，其余电容器储存能量会全部向短路电容灌输，电容器在此故障状态下会发生爆炸的恶劣后果，还会因爆炸造成对电源系统形成二次损伤的危害，现有技术在多电容器并联的应用场合中对每台并接电容器串入一个一定阻值和电感量的限流元件，以达到在出现单电容发生短路故障状态时进行限流保护目的，但是限流元件需要在吸收多台电容器的高储能能量后而不发生爆炸，单个限流元件的重量和体积必然会很大，而且每个电容器都需要配备一个能够承受大功率容量的限流元件，造成整个电源组件的体积和重量无法减小，制造成本无法下降。

使得大型高能量、高功率的电源系统拥有小型化体积，降低其制造成本是现有技术需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种高能量电源系统的故障保护装置，以达到减小高能量电源系统的体积和降低生产成本的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是，一种高能量电源系统的故障保护装置，其特征在于：所述的故障保护装置为两组储能电容器组的高电压端分别与限流元件组串联后与可控开关、能量吸收电阻并联接入负载；每组储能电容器组的低电压端分别串接一个电流检测单元，从而通过每组电流检测单元对储能电容器组进行实时检测，并控制可控开关的开合，在故障时将能量吸收电阻接入故障的储能电容器组，进行能量释放。

所述的两个电流检测单元之间串接驱动控制单元；驱动控制单元驱动可控开关的开合，从而在电流检测单元检测到储能电容器组故障时，驱动控制单元及时驱动可控开关闭合。

所述的限流元件组中的限流元件为小功率容量的限流元件，从而替代现有技术中的大功率容量限流元件，降低生产成本和产品的体积。

所述的两组储能电容器组的储能电容的个数、型号相同，从而保证电流检测单元检测到的信号幅值、方向相同。

所述的能量吸收电阻为能够承受高能量的电阻，从而在故障时将能量吸收电阻接入电源回路中，进行能量释放。

所述的电流检测单元、驱动控制单元、驱动开关一并接地，从而对整个电源系统回路进行保护。

一种高能量电源系统的故障保护装置，由于采用上述结构和方法，该实用新型具有以下优点：1、以体积小的低等级限流元件代替高等级的限流元件，减小高能量电源系统的体积和降低生产成本；2、保护功能快速可靠；3、具有广泛的适用性，和良好的经济性；4、结构简单，适合大规模生产和改造。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明；

图1为本实用新型一种高能量电源系统的故障保护装置的结构示意框图；

在图1中，1、储能电容器组；2、限流元件组；3、电流检测单元；4、驱动控制单元；5、可控开关；6、能量吸收电阻。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型为两组储能电容器组1的高电压端分别与限流元件组2串联后与可控开关5、能量吸收电阻6并联接入负载；每组储能电容器组1的低电压端分别串接一个电流检测单元3，从而通过每组电流检测单元3对储能电容器组1进行实时检测，并控制可控开关5的开合，在故障时将能量吸收电阻6接入故障的储能电容器组1，进行能量释放。

两个电流检测单元3之间串接驱动控制单元4；驱动控制单元4驱动可控开关5的开合，从而在电流检测单元3检测到储能电容器组1故障时，驱动控制单元4及时驱动可控开关5闭合。

限流元件组2中的限流元件为小功率容量的限流元件，从而替代现有技术中的大功率容量限流元件，降低生产成本和产品的体积。所述的能量吸收电阻6为能够承受高能量的电阻，在故障时将能量吸收电阻接入电源回路中，进行能量释放。

两组储能电容器组1的储能电容的个数、型号相同，从而保证电流检测单元检测到的信号幅值、方向相同。

电流检测单元3、驱动控制单元4、驱动开关5一并接地，从而对整个电源系统回路进行保护。