[发明专利]电能储存装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电能储存装置。 

背景技术

随着需求的发展和技术的进步，在服务器或存储等主板上越来越多的使用电容备电，通过一定的备电机制利用备电电容储存的能量为系统在主用电源输入端突然掉电瞬间提供电能，使电源在一定时间内可以保持有效输出。这段保持时间可以被看作关键数据的救命时间，在这段时间里关键数据可以及时保存到永久存储介质中，从而调高了数据的安全性和可靠性。 

备电电容器件可以是超级电容或钽电容等，现有的电容备电大多采用了大量的超级电容或钽电容通过串并联组合后形成备电电容阵列，接到电源输入端VI N，如图1所示。该备电电容阵列1提供掉电保持时间内的电能给电源转换器T1的输入端，电源转换器T1输出持续稳定的电压VOUT给用电设备T2使用。 

当断电发生后，随着电容阵列1的电容不断放电，电源转换器T1的输入电压不断降低，当输入电压降低到电源转换器T1的最小输入电压值时，电源转换器T1关闭，电源转换器T1不再输出VOUT。此时电容阵列1的各电容器内仍剩余大量电能无法被有效利用，造成电容内储存能量的浪费。而且，随着电容持续放电VIN电压持续降低，这个过程中电源转换器T1的效率也不断降低，电能使用效率随之降低。 

发明内容

本发明的目的是提供一种电能储存装置，能够充分利用备电电容中储存 的能量，提高电能的使用效率和电源转换器的转换效率，延长备电供电时间，从而提高数据安全和可靠性。 

为实现上述目的，本发明提供了一种电能储存装置，所述装置包括：电容阵列、检测控制切换模块和开关组； 

所述电容阵列包括多路并联的电容，所述电容阵列与外部电源的输入端相连接，用于储存电能； 

所述检测控制切换模块，用于检测所述电容阵列的输出电压，并在所述输出电压小于参考电压时向所述开关组发送控制信号； 

开关组，用于根据所述检测控制切换模块发送的所述控制信号进行接通或断开切换，从而改变所述电容阵列中各电容的连接方式，从而提高所述电容阵列的输出电压。 

本发明提供的电能储存装置，通过在备电电容阵列的各路电容中设置可控开关，使得电容阵列的串并联方式具有可变性，可以根据需要改变串并联方式，使得各电容的残留电能得到充分利用，提高电能的使用效率和转换效率，延长备电电源的供电时间。 

附图说明

图1为现有的一种备电储存装置示意图； 

图2为本发明实施例提供的电能储存装置的示意图； 

图3为本发明实施例提供的电容阵列和检测控制切换模块的工作流程图； 

图4为本发明实施例提供的电能储存装置在开关组切换后的示意图； 

图5为本发明实施例提供的检测控制切换模块的电路原理图及所在的电能储存装置示意图； 

图6为本发明实施例提供的电容阵列及开关组的示意图。 

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 

本发明提供的电能储存装置，可用于采用电容备电的各种电能储存装置中，用以在电源输入端掉电瞬间需要提供备用电能的各种场合，例如服务器或存储等主板上，在电源突然掉电时提供保存关键数据的备用电能。 

本发明通过检测控制切换模块检测备电电容阵列输出电压和各开关组的开关状态，对电容阵列做切换控制，当电容阵列的电压降低到切换检测点时电路对各开关组做切换，改变备电电容组的串并联组合方式，使电容阵列的输出电压提高，使电容阵列的残余电能得到充分利用。 

图2是本实施例提供的电能储存装置示意图，如图2所示，本发明的电能储存装置包括：电容阵列1、检测控制切换模块2和开关组3。 

电容阵列1包括以N串M并的方式连接的M*N个电容，其中，M，N为正整数，形成并联的M路电容，每一路电容上有N个相串联的电容。并联的M路电容连接于外部电源的输入端VI N，并经过电源转换器T1提供电源VOUT给用电设备T2。该电容阵列1在外部电源正常工作时，用以储存所述外部电源的电能，并在外部电源突然掉电时，用以提供备电给所述用电设备T2。 

检测控制切换模块2用于检测电容阵列的输出电压，并根据所述输出电压发送控制信号至开关组，用以切换所述开关组中各个开关的通断状态。