CN201015172Y - 悬浮式感应电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬浮式感应电源，整流电路的两输出端(3，4)与直流稳压电路(DC－DC)的输入端(5，6)之间并联超级电容器(SC)。该电源输出功率高，而且稳定；不会产生瞬时高压而烧毁用电装置；当高压线路失电后，也能为用电装置提供较长时间的备用电源；并且能提供上百瓦级的瞬时大功率。

Description

悬浮式感应电源

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统中使用的悬浮式感应电源。

背景技术

电力系统的高压设备中存在许多使用低压供电的装置，为这些低压装置供电的方式有四种：电压互感器供电、高能量电池供电、低压线路供电、电流互感器供电。其中，电压互感器供电，其供电电压受高压系统电压波动的影响。当高压侧失电后，低压装置也随之失电，使低压装置不能正常工作；高能量电池供电的供电功率小，使用时间短，并需要定期更换电池；低压线路供电需要在高压线路之外另敷设低压线路，不适用于野外或没有低压电源的地方；电流互感器供电是从高压母线通过感应线圈的电流感应的方式获取电能，与前面三种供电方式相比，它与高压设备隔离，其安全可靠性好，不需另处敷设供电线路，不需更换电池，尤其适合于野外的低压装置供电。

但是，现有的电流互感器供电方式，为了保证输出电压稳定，使得输出功率很小，通常仅为0.5W，而且输出功率受高压线路的影响很大：即当高压线路处于空载或小电流状态时，供电功率更小，以至不能输出足够的功率，存在供电死区；当高压线路失电后，低压供电装置也相应失电；当母线处于大电流状态，如发生短路故障时，感应线圈上将产生很高的电压，容易烧毁供电装置和用电设备。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种悬浮式感应电源，该电源输出功率高，而且稳定；不会产生瞬时高压而烧毁用电装置；当高压线路失电后，也能为用电装置提供较长时间的备用电源；并且能提供上百瓦级的瞬时大功率。

本实用新型解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种悬浮式感应电源，包括电力高压母线上的感应线圈，感应线圈的两端与输出整流电路的两输入端相连，整流电路的两输出端接直流稳压电路的输入端，直流稳压电路的输出端接负载，其结构特点是：输出整流电路的两输出端与直流稳压电路的输入端之间并联超级电容器。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

当高压线路中的电流较大时，感应线圈感应输出的电能也大，超过负载即用电装置的需求时，超级电容器将多余的电能储存起来；在高压线路空载或电流较小时，超级电容器中储存的能量释放出来，从而为用电装置提供稳定的电能输出。由于超级电容器的容量很大，可以将感应线圈感应到的电能有效地贮存起来，贮存的电能多，能为负载长时间地提供大功率的恒定输出，较之现有的感应电源的输出功率提高4倍以上；而当高压线路失电后，也能为用电负载提供较长时间的备用电源。又由于超级电容器的充放电功率大，使其可以提供上百瓦级的瞬时大功率，特别适用于需要短时大功率的用电装置供电。并且由于超级电容器的电容大，稳定电压的作用强，感应线圈的瞬时高压不会直接作用于用电装置，从而更有效地避免了瞬时高压烧毁用电装置的事故。

上述感应线圈与超级电容器之间设有能量泄放电路，能量泄放电路的具体组成为：超级电容器两端接电压比较电路，电压比较电路的输出端接放大管基极，放大管的发射极接光耦合管的正输入端，放大管的集电极接超级电容器的正端；光耦合管的输出端与保护整流电路的输出端相连，保护整流电路的一输入端经限流电阻接感应线圈的正端，保护整流电路的另一输入端端接双向可控硅的控制端，双向可控硅并联接在感应线圈的两端。

随着超级电容器中储存能量的增加，超级电容器端电压升高，当超过设定的阈值时，电压比较电路输出高电平使放大管导通，从而使光耦合管两输出端导通，感应线圈的端电压经限流电阻和全桥整流电路的正输出端、光电耦合管的两输出端、保护整流电路的负输出端，作用于双向可控硅的控制极。双向可控硅导通，从而感应线圈被双向可控硅短路，停止为超级电容器充电。这样可使超级电容两端的电压不会超过阈值，对用电装置起到保护作用，完全避免了高压烧毁用电装置的事故。

上述的能量泄放电路中还设有并联在保护整流电路输出端的稳压二极管，以实现感应线圈的开路保护。

当感应线圈开路时，感应线圈两端将产生高电压，保护整流电路输出的脉动直流电压，其峰值超过单向稳压二极管工作电压时，单向稳压二极管导通，感应线圈的端电压经限流电阻和全桥整流电路的正输出端、稳压二极管、保护整流电路的负输出端作用于双向可控硅控制极，双向可控硅获得触发电压导通，从而使感应线圈被短路。这样，可避免由于各种原因造成的感应线圈开路所产生高电压，可能对感应线圈后续的所有电路及装置带来的损坏。

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

图1示出，本实用新型的一种具体实施方式为：一种悬浮式感应电源，包括电力高压母线上的感应线圈L，感应线圈L的两端与输出整流电路SD的两输入端1，2相连，输出整流电路SD的两输出端3，4接直流稳压电路DC-DC的输入端5，6，直流稳压电路DC-DC的输出端接负载，整流电路的两输出端3，4与直流稳压电路DC-DC的输入端5，6之间并联超级电容器SC。

感应线圈L与超级电容器SC之间设有能量泄放电路，能量泄放电路的具体组成为：

超级电容器SC两端接电压比较电路9，电压比较电路9的输出端接放大管BG基极，放大管BG的发射极接光耦合管OP的正输入端，放大管BG的集电极接超级电容器SC的正端。

光耦合管OP的输出端与保护整流电路ZD的输出端相连，保护整流电路ZD的一输入端32经限流电阻R2接感应线圈L的正端，保护整流电路ZD的另一输入端34端接双向可控硅SCR的控制端G，双向可控硅SCR并联接在感应线圈L的两端。

能量泄放电路中还设有并联在保护整流电路ZD输出端的稳压二极管V1，以实现感应线圈L的开路保护。

本实用新型中的电压比较电路可以为现有的各种电压比较电路，如图1示出的一种电压比较电路，其具体的组成是：电阻R7、R8串联成降压电路回路并联在超级电容器SC两端，电阻R8的正端通过电阻R5接在运算放大器LM的同相输入端，由电阻R6与稳压二极管V3串联成基准电压回路并联在超级电容器SC的两端，稳压二极管V3的正极接在运算放大器LM的反相输入端，运算放大器LM的输出端与超级电容正极之间连接一个上拉电阻R4，运算放大器LM的输出端构成电压比较电路9的输出端，并与放大管BG的基极相连。

Claims (3)

1.一种悬浮式感应电源，包括电力高压母线上的感应线圈(L)，感应线圈(L)的两端与输出整流电路(SD)的两输入端(1，2)相连，整流电路(SD)的两输出端(3，4)接直流稳压电路(DC-DC)的输入端(5，6)，直流稳压电路(DC-DC)的输出端接负载，其特征在于：所述的整流电路(SD)的两输出端(3，4)与直流稳压电路(DC-DC)的输入端(5，6)之间并联超级电容器(SC)。

2.如权利要求1所述的一种悬浮式感应电源，其特征在于：所述的感应线圈(L)与超级电容器(SC)之间设有能量泄放电路，能量泄放电路的具体组成为：

超级电容器(SC)两端接电压比较电路(9)，电压比较电路(9)的输出端接放大管(BG)基极，放大管(BG)的发射极接光耦合管(OP)的正输入端，放大管(BG)的集电极接超级电容器(SC)的正端；

光耦合管(OP)的输出端与保护整流电路(ZD)的输出端相连，保护整流电路(ZD)的一输入端(32)经限流电阻(R2)接感应线圈(L)的正端，保护整流电路(ZD)的另一输入端(34)端接双向可控硅(SCR)的控制端(G)，双向可控硅(SCR)并联接在感应线圈(L)的两端。

3.如权利要求2所述的一种悬浮式感应电源，其特征在于：所述的能量泄放电路中还设有并联在保护整流电路(ZD)输出端的稳压二极管(V1)，以实现感应线圈(L)的开路保护。

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