專利名稱：緊急供電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種緊急供電設(shè)備，尤其涉及一種當(dāng)常規(guī)供電系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)臨時(shí) 為負(fù)載提供應(yīng)急電力的設(shè)備。
背景技術(shù)：
緊急供電設(shè)備通常用于當(dāng)常規(guī)供電系統(tǒng)出現(xiàn)異常的緊急狀況下為負(fù)載臨時(shí)提供電能 的設(shè)備，如緊急照明設(shè)備和不間斷電源供應(yīng)(Uninterruptible Power Supply)設(shè)備等。圖 1所示的是一種現(xiàn)有的緊急照明設(shè)備，其通常布設(shè)在建筑物中，用來(lái)在常規(guī)供電系統(tǒng)出 現(xiàn)異常時(shí)，如市電停電、或由于自然或人為災(zāi)害原因而導(dǎo)致的供電中斷等緊急情況下， 提供必要的光源照明。如圖1所示，緊急照明設(shè)備90包括照明燈96,如卣素?zé)?、輝光 燈泡、發(fā)光二級(jí)管(Light Emitting Diode, LED ),或其它任何合適類型的照明設(shè)備。正常 供電時(shí)，市電通過(guò)整流器91將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，由于市電通常為100 V 240V的 交流電，轉(zhuǎn)化為直流電后還需要通過(guò)穩(wěn)壓器92將直流電的電壓降低到一個(gè)較低值，如6 V 48V。當(dāng)需要使用照明燈96時(shí)，控制電路95會(huì)判斷市電是否可正常供電，如果可以， 則控制電路95會(huì)選擇照明燈96由市電來(lái)提供電能。如圖l所示，在市電供應(yīng)正常時(shí)， 經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓器92的直流電可以通過(guò)充電器93為蓄電池充電，該蓄電池可以為鉛酸電池94， 也可以是鎳氫電池、鎳鎘電池、或鋰離子電池等。當(dāng)市電出現(xiàn)異常時(shí)，如突然停電，控 制電路95會(huì)控制鉛酸電池94為照明燈96供電。
然而，現(xiàn)有的緊急照明設(shè)備中，由于蓄電池的電壓較低，市電需要通過(guò)整流并降壓 后才能進(jìn)行充電動(dòng)作，頗為繁復(fù)。并且，當(dāng)將這種蓄電池使用在不間斷電源供應(yīng)設(shè)備中 時(shí)，還需要將蓄電池提供的電能經(jīng)變流升壓后才能為負(fù)載供電，如此，顯然不利于緊急 情況下的及時(shí)響應(yīng)。，外，這種蓄電*是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)儲(chǔ)存和釋放電能,其能源儲(chǔ)存 密度小，且隨著時(shí)間的推移，儲(chǔ)能特性變差。另外，這種蓄電池對(duì)環(huán)境條件也有一定的 要求，如環(huán)境溫度的提高，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部化學(xué)活性增強(qiáng)，從而縮短電池的壽命，并且 還有可能發(fā)生化學(xué)液體泄露的情形而帶來(lái)安全隱患。
有鑒于此，有必要為現(xiàn)有的緊急供電設(shè)備提供一種新型電池以解決上述問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種緊急供電設(shè)備，其采用的電池具有寬電壓充、放電特性，從而了筒化了充電和放電過(guò)程，提高了設(shè)備的使用效率。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種緊急供電設(shè)備，其釆用的電池體積小，但能源 儲(chǔ)存密度高，可以有效降低設(shè)備的整體體積，并大大提升設(shè)備的供電能力和延長(zhǎng)供電時(shí) 間。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種緊急供電設(shè)備，其具有較強(qiáng)的適用性和較長(zhǎng)的 使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的緊急供電設(shè)備，用于當(dāng)常規(guī)供電 系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)臨時(shí)為負(fù)載提供應(yīng)急電力，其包括可為負(fù)栽提供電能的能源儲(chǔ)存裝置、 和可為能源儲(chǔ)存裝置充電的充電裝置，其中所述能源儲(chǔ)存裝置包括磁性電容單元。 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述^f茲性電容單元包括 第一磁性層， 第二磁性層，以及
絕緣層，設(shè)置在所述第一和第二磁性層之間以用于儲(chǔ)存電能。 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第 一和第二磁性層分別具有第 一和第二偶極子，
所述第 一和第二偶極子被以特定方式設(shè)置以防止電能泄露。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述緊急供電設(shè)備為緊急照明設(shè)備，所述負(fù)載為照
明裝置。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述緊急供電設(shè)備為不間斷電源供應(yīng)設(shè)備，其還包 括連接在能源儲(chǔ)存裝置和負(fù)載之間的逆變器，用于將能源儲(chǔ)存裝置提供的直流電轉(zhuǎn)化為 交流電。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是緊急供電設(shè)備采用了磁性電容電池作 為能源儲(chǔ)存裝置，由于磁性電容電池具有寬電壓充、放電特性，從而了簡(jiǎn)化了充電和放 電過(guò)程，提高了設(shè)備的使用效率；此外，磁性電容電池體積小，但能源儲(chǔ)存密度高，可 以有效降低設(shè)備的整體體積，并大大提升設(shè)備的供電能力和延長(zhǎng)供電時(shí)間；另外，磁性 電容電池不涉及化學(xué)反應(yīng)，是以"物理"形式儲(chǔ)存和釋放能量，理論上可以無(wú)限循環(huán)地充、 放電，可在高溫下進(jìn)行工作，并且不會(huì)有化學(xué)液體泄露的擔(dān)憂，從而增強(qiáng)了設(shè)備的適用 性，并且延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。


圖1為 一種已知的緊急照明設(shè)備的電路原理框圖；圖2為本實(shí)用新型緊急供電設(shè)備所采用的磁性電容單元的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的釆用由圖2所示的磁性電容單元組成的電池的緊急照明設(shè)備； 圖4為本實(shí)用新型的采用由圖2所示的磁性電容單元組成的電池的不間斷電源供應(yīng) 設(shè)備。
具體實(shí)施方式
圖2所示的是本實(shí)用新型緊急供電設(shè)備所采用的能量?jī)?chǔ)存裝置的組成單元的一具體 實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，該組成單元為一磁性電容單元10,其包括基本上相互平行 設(shè)置的第一磁性層11、第二磁性層12、和設(shè)置在第一、二磁性層ll、 12之間的絕緣層 13，其中磁性層和絕緣層均為極其微小的薄膜層。第一磁性層11和第二磁性層12分別 具有第一偶極子111和第二偶極子121。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，根據(jù)磁阻效應(yīng) (Magnetoresistance,MR),通過(guò)控制第一偶極子111和第二偶極子121的磁化方向，可使 磁性電容單元10的阻值在第一偶極子及第二偶極子處于矯挽場(chǎng)之間及飽和磁化場(chǎng)時(shí)具 有非常大和非常小之間變換。從而，通過(guò)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置第一偶極子111和第二偶極子121 的磁化方向，可在絕緣層13內(nèi)儲(chǔ)存大量的電能并可有效避免泄露，而當(dāng)需要放電時(shí)，只 需要改變第一或二偶極子111、 121磁化方向的設(shè)置，就可以輕易地釋放儲(chǔ)存的電能。本 領(lǐng)域技術(shù)人員同樣可輕易理解的是，可以在第一或二磁性層11、 12的外部分設(shè)置金屬層 (未圖示)，而后透過(guò)這些金屬層因電流的通過(guò)所產(chǎn)生的外部磁場(chǎng)來(lái)改變第一或二偶極子 111、 121的磁化方向。在其它實(shí)施方式中，磁性電容單元也可以是由多個(gè)磁性層和多個(gè) 位于相鄰磁性層之間的絕緣層組成，其中絕緣層用于儲(chǔ)藏電能，每個(gè)磁性層都具有偶極 子，通過(guò)對(duì)偶極子磁化方向的控制來(lái)避免所儲(chǔ)藏電能的泄露。
磁性電容電池由上述磁性電容單元10組成，其體積很小，如可以是 5mmx5mmx2mm，即使將10節(jié)磁性電容電池并聯(lián)在一起，其體積也比現(xiàn)有的鉛酸電池、 鎳氫電池、鎳鎘電池、或鋰離子電池的體積要小得多。此外，IO節(jié)并聯(lián)在一起的磁性電 容電池的電壓值最大可以達(dá)到400V,從而不需要再進(jìn)行降壓或升壓的動(dòng)作就可以直接對(duì) 磁性電容電池進(jìn)行充電或放電的動(dòng)作。
圖3所示的是本實(shí)用新型緊急供電設(shè)備的一種實(shí)施方式，即緊急照明設(shè)備20。本實(shí) 施方式中，緊急照明設(shè)備20包括整流器21、穩(wěn)壓器22、控制電路25、照明燈26、作為 能源儲(chǔ)存裝置的磁性電容電池24,和為磁性電容電池24充電的充電器23。其中整流器 21是用于將交流電轉(zhuǎn)化為直流電的裝置，穩(wěn)壓器22用于將整流后的直流電降壓以適于
5給照明燈20供電，如將直流電壓降低到6V~48V?？刂齐娐?5可以是包括控制器和控 制開(kāi)關(guān)的電路，用于判斷市電的電力供應(yīng)是否異常，并且在發(fā)生異常時(shí)，如市電電力下 降到低于某一預(yù)設(shè)值時(shí)，控制磁性電容電池24給照明燈20供電并啟動(dòng)照明燈20;當(dāng)然， 在市電正常時(shí)如需啟動(dòng)照明燈20,控制電路25會(huì)控制通過(guò)市電來(lái)給照明燈20供電。照 明燈20可以是任何合適類型的燈，如高壓或低壓放電燈、面素?zé)簟⑤x光燈泡、白熾燈、 熒光燈、或LED燈等。在本實(shí)施方式中，由10節(jié)并聯(lián)在一起的磁性電容電池24組成能 源儲(chǔ)存裝置，由于^茲性電容電池具有寬電壓充電特性，市電經(jīng)過(guò)整流器21整流濾波后， 可直接通過(guò)充電器23為磁性電容電池24充電。當(dāng)市電停電或因地震、火災(zāi)等突發(fā)情況 導(dǎo)致正常供電中斷時(shí)，控制電路25會(huì)及時(shí)切換能源供應(yīng)，由磁性電容電池24通過(guò)穩(wěn)壓 器22降壓后為照明燈26供電。
圖4所示的是本實(shí)用新型緊急供電設(shè)備的另一種實(shí)施方式，即不間斷電源供應(yīng)設(shè)備 30。不間斷電源供應(yīng)設(shè)備30包括整流器31、控制電路35、作為能源儲(chǔ)存裝置的磁性電 容電池34、為磁性電容電池34充電的充電器33、以及用于將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的逆 變器32。其中整流器31用于將交流電轉(zhuǎn)化為直流電。在本實(shí)施方式中，由10節(jié)并聯(lián)在 一起的磁性電容電池34組成能源儲(chǔ)存裝置，由于磁性電容電池具有寬電壓充、放電特性， 市電經(jīng)過(guò)整流器31整流濾波后，可直接通過(guò)充電器33為磁性電容電池34充電。控制電 路35可以是包括控制器和用于實(shí)現(xiàn)兩路電源自動(dòng)切換的靜態(tài)開(kāi)關(guān)(未圖示)的電路。當(dāng) 市電供電正常時(shí)，控制電路35會(huì)選擇由市電為負(fù)載36直接供電。此處，負(fù)栽36是一個(gè) 需要由交流電供電的設(shè)備，如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)市電供電發(fā)生異常時(shí)，如市電停電或因地 震、火災(zāi)等突發(fā)情況導(dǎo)致正常供電中斷時(shí)，控制電路35會(huì)及時(shí)檢測(cè)到并驅(qū)動(dòng)其靜態(tài)開(kāi)關(guān) 將供應(yīng)電路切換到由磁性電容電池34來(lái)供電，如此磁性電容電池34提供的直流電經(jīng)過(guò) 逆變器32轉(zhuǎn)化為交流電后為負(fù)載36提供臨時(shí)的電力供應(yīng)。由于磁性電容電池24具有寬 電壓放電的特性，其不需要經(jīng)過(guò)升壓的動(dòng)作，從而可有效縮短響應(yīng)時(shí)間，及時(shí)為負(fù)載提 供應(yīng)急電力。
本實(shí)用新型的緊急供電設(shè)備采用了磁性電容電池作為能源儲(chǔ)存裝置，由于磁性電容 電池具有寬電壓充、放電特性，從而了簡(jiǎn)化了充電和放電過(guò)程，提高了設(shè)備的使用效率； 此外，磁性電容電池體積小，但能源儲(chǔ)存密度高，可以有效降低設(shè)備的整體體積，并大 大提升設(shè)備的供電能力和延長(zhǎng)供電時(shí)間；另外，磁性電容電池不涉及化學(xué)反應(yīng)，是以"物 理，，形式儲(chǔ)存和釋放能量，理論上可以無(wú)限循環(huán)地充、放電，可在高溫下進(jìn)行工作，并且 不會(huì)有化學(xué)液體泄露的擔(dān)憂，從而增強(qiáng)了設(shè)備的適用性，并且延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
權(quán)利要求1、一種緊急供電設(shè)備，用于當(dāng)常規(guī)供電系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)臨時(shí)為負(fù)載提供應(yīng)急電力，其包括可為負(fù)載提供電能的能源儲(chǔ)存裝置、和可為能源儲(chǔ)存裝置充電的充電裝置，其特征在于，所述能源儲(chǔ)存裝置包括磁性電容單元。
2、 如權(quán)利要求1所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述磁性電容單元包括 第一磁性層，第二磁性層，以及絕緣層，設(shè)置在所述第一和第二磁性層之間以用于儲(chǔ)存電能。
3、 如權(quán)利要求2所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二磁性層分別具 有第 一和第二偶極子，所述第 一和第二偶極子被以特定方式設(shè)置以防止電能泄露。
4、 如權(quán)利要求1所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述能源儲(chǔ)存裝置包括若干并 聯(lián)的磁性電容電池，所述磁性電容電池包含所述磁性電容單元。
5、 如權(quán)利要求1所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述緊急供電設(shè)備為緊急照明 設(shè)備，所述負(fù)載為照明裝置。
6、 如權(quán)利要求5所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述緊急供電設(shè)備還包括設(shè)置 在能源儲(chǔ)存裝置和照明裝置之間的穩(wěn)壓器，用于將能源儲(chǔ)存裝置提供的直流電降低到一 個(gè)較低的電壓值。
7、 如權(quán)利要求1所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述緊急供電設(shè)備為不間斷電 源供應(yīng)設(shè)備，其還包括連接在能源儲(chǔ)存裝置和負(fù)載之間的逆變器，用于將能源儲(chǔ)存裝置 提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電。
8、 如權(quán)利要求1所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述緊急供電設(shè)備還包括與充 電器直接連接的整流器，用于將市電的交流電轉(zhuǎn)化為直流電。
9、 如權(quán)利要求1所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述緊急供電設(shè)備還包括控制 電路，用于當(dāng)市電電力供應(yīng)下降到低于某一預(yù)設(shè)值時(shí)切換為由能源儲(chǔ)存裝置供電。
10、 如權(quán)利要求9所述的緊急供電設(shè)備，其特征在于，所述控制電路包括靜態(tài)開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種緊急供電設(shè)備，用于當(dāng)常規(guī)供電系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)臨時(shí)為負(fù)載提供應(yīng)急電力，其包括可為負(fù)載提供電能的能源儲(chǔ)存裝置、和可為能源儲(chǔ)存裝置充電的充電裝置，其中所述能源儲(chǔ)存裝置包括磁性電容單元。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)備的使用效率，有效降低設(shè)備的整體體積，大大提升設(shè)備的供電能力和延長(zhǎng)供電時(shí)間，增強(qiáng)了設(shè)備的適用性，并且延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J9/00GK201315499SQ20082017852
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者張大清, 陳思堂 申請(qǐng)人:大才企業(yè)股份有限公司