CN105743365B - 一种微功率取能变压器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微功率取能变压器装置，包括变压器安装板，所述安装板上设置有变压器、空气放电间隙和整流桥电路，所述变压器分别与空气放电间隙和整流桥电路连接；通过依靠近似均匀电场中的空气放电间隙对变压器输入侧的电压进行限幅；通过导通门槛电压的正反并联的二极管并接在变压器中与输入绕组、输出绕组共铁芯的辅助绕组两端对变压器输出侧的电压进行限幅，匀电场中的空气放电间隙电压稳定，不存在容易老化的有机物，工作寿命长，制作成本低；利用磁场平衡的原理将多余热量分散在散热性能良好的变压器上，输出侧不需要再增加多余的散热板，降低了造价，提高了装置的可靠性。

Description

一种微功率取能变压器装置
技术领域
本发明具体涉及电力电网领域，具体涉及一种微功率取能变压器装置。
背景技术
采用电容(或电阻等)分压工作原理的取电装置从线路上获取能量时存在以下两个问题：第一，取电装置电源特性近似于电流源，负载大小变化很容易引起变压器输出电压的波动。第二，取电装置的变压器输入侧回路需要承受额定电压7倍以上的短时工频过电压，几十倍甚至更高的雷击过电压。这些过电压就不仅仅是对负载有影响而且对变压器本身绝缘也是严重的考验。
目前第一个问题的主要解决方法是让变压器输入功率远大于输出功率或者是在负载前端并联电子限压模块；第二个问题的解决方法主要是在变压器的输入侧并联氧化锌避雷器。以上解决方案上存在以下问题：第一是取能效率低，变压器成本较高，导致取电装置的性价比下降；第二是电子限压模块中限压元件容易出现温度过高或需要配置较大体积的散热板，以及电子元件容易出现反向击穿而损坏；第三是氧化锌避雷器容易出现材料老化而失效。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了取能效率高、工作寿命长，制作成本低且稳定的一种微功率取能变压器装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种微功率取能变压器装置，其特征在于：包括所述变压器、空气放电间隙和整流桥电路，所述空气放电间隙与变压器输入端连接，用于对变压器输入侧的电压进行限幅；所述整流桥电路与变压器输出端连接，用于对变压器输出侧的电压进行限幅。
作为上述技术方案的改进，所述变压器包括静电屏蔽引出线G5、第一高压输入绕组引出线R6、第二高压输入绕组引出线R7、第一低压输出限幅绕组引出线W1、第二低压输出限幅绕组引出线W2、第一低压输出绕组Y3和第二低压输出绕组Y4，所述静电屏蔽层引出线G5、第一高压输入绕组引出线R6、第一低压输出绕组Y3三者短接。
作为上述技术方案的改进，所述空气放电间隙包括密封用的安装盒和设置在安装盒中间的间隙组件，所述间隙组件从下到上依次设置有底板、第一定位板、云母板、第二定位板和第二底板，所述第一定位板和第二定位板中分别设置有对应的第一铜片和第二铜片。
作为上述技术方案的改进，所述第一铜片上设置有第一电线，所述第二铜片上设置有第二电线，所述第二高压输入绕组引出线R7和第一电线连接。
作为上述技术方案的改进，所述整流桥电路包括第一单相整流桥、第二单相整流桥和第三单相整流桥，所述第三单相整流桥并联在变压器输出端，第二单相整流桥和第一单相整流桥并联后再与变压器共铁芯的辅助绕组两端并联。
作为上述技术方案的改进，第三单相整流桥包括第一交流引脚和第二交流引脚，所述第一交流引脚之间短接，第二交流引脚之间短接，所述第一交流引脚与第二电线接地；所述第一交流引脚与第一低压输出绕组Y3短接，第二交流引脚与第二低压输出绕组Y4短接；所述第一单相整流桥正极分别与第二单相整流桥负极短接和第一低压输出限幅绕组引出线W1相连；所述第二单相整流桥正极分别与第一单相整流桥负极短接和第二低压输出限幅绕组引出线W2相连；第三单相整流桥之间正极与正极短接，负极与负极短接。
作为上述技术方案的改进，所述变压器、空气放电间隙和整流桥电路分别都设置有三组。
本发明的有益效果：
本发明的微功率取能变压器装置，通过依靠近似均匀电场中的空气放电间隙对变压器输入侧的电压进行限幅；通过导通门槛电压的正反并联的二极管并接在变压器中与输入绕组、输出绕组共铁芯的辅助绕组两端对变压器输出侧的电压进行限幅，匀电场中的空气放电间隙电压稳定，不存在容易老化的有机物，工作寿命长，制作成本低；只利用二极管的导通特性，避开其容易损坏的反向电压特性，不容易损坏；利用磁场平衡的原理将多余热量分散在散热性能良好的变压器上，输出侧不需要再增加多余的散热板，降低了造价，提高了装置的可靠性。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的工作原理接线示意图；
图2位本发明较佳实施例的电气原理图；
图3为本发明较佳实施例的整流桥模块接线图；
图4为本发明的变压器的平面示意图
图5为本发明的变压器接线示意图；
图6为本发明的空气放电间隙平面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的优选实施例对本发明做进一步说明：
参见图1和图2，一种微功率取能变压器装置，其特征在于：包括变压器安装板1，所述安装板1上设置有变压器2、空气放电间隙3和整流桥电路4，所述空气放电间隙3与变压器2输入端连接，用于对变压器2输入侧的电压进行限幅；所述整流桥电路4与变压器2输出端连接，用于对变压器2输出侧的电压进行限幅。
参见图4和图5，变压器包括静电屏蔽引出线G521、第一高压输入绕组引出线R622、第二高压输入绕组引出线R723、第一低压输出限幅绕组引出线W124、第二低压输出限幅绕组引出线W225、第一低压输出绕组Y326和第二低压输出绕组Y427，每组静电屏蔽层引出线G521，第一高压输入绕组引出线R622，第一低压输出绕组Y326三者短接，所述第二高压输入绕组引出线R7与电网连接。参见图6，空气放电间隙3包括密封用的安装盒31和设置在安装盒中间的间隙组件件32，所述间隙组件从下到上依次设置有底板321、第一定位板322、云母板323、第二定位板324和第二底板325，所述第一定位板322和第二定位板324中分别设置对应的第一铜片3221和第二铜片3241。所述第一铜片3221设置有第一电线32211，所述第二铜片3241设置有第二电线32411，所述第二高压输入绕组引出线R723和第一电线32211连接。
参见图3，整流桥模块4包括整流桥PCB板41，所述整流桥PCB板41设置第一单相整流桥411、第二单相整流桥412和第三单相整流桥413，第三单相整流桥413包括第一交流引脚4131和第二交流引脚4132，所述第一交流引脚之间短接，第二交流引脚之间短接，所述第一交流引脚4131与第二电线32411接地；第一交流引脚4131分别与第一低压输出绕组Y3短接，第二交流引脚4132分别与第二低压输出绕组Y427短接；第一单相整流桥411正极分别与第二单相整流桥412负极短接和第一低压输出限幅绕组引出线W124相连，第一单相整流桥411负极分别与第二单相整流桥412正极短接，第二单相整流桥412正极分别与第二低压输出限幅绕组引出线W225相连，第三单相整流桥413之间正极与正极短接，负极与负极短接。
高压输入绕组引出线R723和第一电线32211用于接电容(或电阻等)分压取电二次端，第一交流引脚4131与第二电线32411接地，当电容(或电阻等)分压取电二次端有电源输入时，若该电源输入过压，则过压电流通过空气放电间隙3流向大地，若该电源低于过压值，第三单相整流桥413的正极与负极之间即可取得与输入电源相对应的直流输出。工作原理：依靠近似均匀电场中的空气放电间隙3对变压器2输入侧的电压进行限幅；依靠具有导通门槛电压的正反并联的二极管并接在变压器中与输入绕组、输出绕组共铁芯的辅助绕组两端对变压器2输出侧的电压进行限幅，均匀电场中的空气放电间隙3电压稳定，不存在容易老化的有机物，工作寿命长，制作成本低；只利用二极管的导通特性，避开其容易损坏的反向电压特性，因此不容易损坏；利用磁场平衡的原理将多余热量分散在散热性能良好的变压器上，输出侧不需要再增加多余的散热板，降低了造价，提高了装置的可靠性。
本发明具体实施例中，所述变压器、空气放电间隙和整流桥电路分别都设置有三组，每组都可以独立工作，以上是描述的一组的变压器、空气放电间隙和整流桥电路工作原理和接线原理，三组变压器、空气放电间隙和整流桥电路工作原理和接线原理和一组的基本一样，所以本发明可以是单相或者三相，同时三组变压器第二高压输入绕组引出线R723连接并与电网相连，三组整流桥电路中第一交流引脚4131与三组的第二电线23241都接地。
以上是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种微功率取能变压器装置，其特征在于：包括所述变压器、空气放电间隙和整流桥电路，所述空气放电间隙与变压器输入端连接，用于对变压器输入侧的电压进行限幅；所述整流桥电路与变压器输出端连接，用于对变压器输出侧的电压进行限幅；所述整流桥电路包括第一单相整流桥、第二单相整流桥和第三单相整流桥，所述第三单相整流桥并联在变压器输出端，第二单相整流桥和第一单相整流桥并联后再与变压器共铁芯的辅助绕组两端并联；所述变压器、空气放电间隙和整流桥电路分别都设置有三组。
2.根据权利要求1所述的一种微功率取能变压器装置，其特征在于：所述变压器包括静电屏蔽引出线G5、第一高压输入绕组引出线R6、第二高压输入绕组引出线R7、第一低压输出限幅绕组引出线W1、第二低压输出限幅绕组引出线W2、第一低压输出绕组Y3和第二低压输出绕组Y4，所述静电屏蔽层引出线G5、第一高压输入绕组引出线R6、第一低压输出绕组Y3三者短接，所述第二高压输入绕组引出线R7与电网连接。
3.根据权利要求2所述的一种微功率取能变压器装置，其特征在于：所述空气放电间隙包括密封用的安装盒和设置在安装盒中间的间隙组件，所述间隙组件从下到上依次设置有底板、第一定位板、云母板、第二定位板和第二底板，所述第一定位板和第二定位板中分别设置有对应的第一铜片和第二铜片。
4.根据权利要求3所述的一种微功率取能变压器装置，其特征在于：所述第一铜片上设置有第一电线，所述第二铜片上设置有第二电线，所述第一电线和第二高压输入绕组引出线R7连接。
5.根据权利要求4所述的一种微功率取能变压器装置，其特征在于：第三单相整流桥包括第一交流引脚和第二交流引脚，所述第一交流引脚之间短接，第二交流引脚之间短接，所述第一交流引脚与第二电线接地；所述第一交流引脚与第一低压输出绕组Y3短接，第二交流引脚与第二低压输出绕组Y4短接；所述第一单相整流桥正极分别与第二单相整流桥负极短接和第一低压输出限幅绕组引出线W1相连；所述第二单相整流桥正极分别与第一单相整流桥负极短接和第二低压输出限幅绕组引出线W2相连；第三单相整流桥之间正极与正极短接，负极与负极短接。
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