CN214255804U - 取电电路及其电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种取电电路及其电子设备，该取电电路包括取能绕组、过压保护电路、整流电路以及调压电路。取能绕组用于套设于变频母线上，用于在变频母线传输电压时生成交流感应电压；过压保护电路与所述取能绕组连通；整流电路与所述过压保护电路连通，用于将交流感应电压转换成直流感应电压；调压电路与所述整流电路连通，用于将直流感应电压转换成预设电压并输出。通过上述方式，可以通过电磁感应来实现稳定安全的供电。

Description

取电电路及其电子设备

技术领域

本实用新型一般地涉及电子设备供电领域。更具体地，本实用新型涉及一种取电电路以及包括该取电电路的电子设备。

背景技术

在工业领域输配电网中，供电电压高至1kV-1150kV，工作电流达数十安至数千安。使得一下功率较小的智能化电子设备无法直接使用，需要单独去适配独立的发电设备或者电池。

如矿井等场景，针对一下高功率设备(如大功率电机、风机、泵机等)需要附带一些低功率的智能设备，如监控设备、报警设备以及其他的监测设备等等。，现有的智能设备一般通过电池供电，这样可能会出现电池故障或者没电时。另外，由于一些智能设备安装环境较为复杂，使得在电池进行维护或者替换时，所耗费的时长精力都较长，导致智能设备长时间无法正常工作，进而使得整个矿井无法正常的运作，进而影响生产效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种取电电路及包括该取电电路的电子设备，以解决现有较为复杂环境下的智能设备供电不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种取电电路，所述取电电路包括：取能绕组，用于套设于变频母线上，用于在所述变频母线传输电压时生成交流感应电压；过压保护电路，与所述取能绕组连通；整流电路，与所述过压保护电路连通，用于将所述交流感应电压转换成直流感应电压；调压电路，与所述整流电路连通，用于将所述直流感应电压转换成预设电压并输出。

在一实施例中，所述过压保护电路为两级钳位保护电路。

在一实施例中，所述两级钳位保护电路包括一级钳位电路以及二级钳位电路。

在一实施例中，所述一级钳位电路包括第一压敏电阻和可控硅，所述二级钳位电路包括第二压敏电阻，当所述交流感压电压大于第一压敏电阻的第一电压阈值时，所述可控硅导通形成二次侧短路，以对所述取电电路进行过压保护，当所述交流感压电压大于第二压敏电阻的第二电压阈值时，所述可控硅导通使得二次侧短路，以对所述取电电路进行过压保护；其中，所述第二电压阈值大于第一电压阈值。

在一实施例中，所述过压保护电路还包括Y电容，连接所述过压保护电路中的走电线和地线。

在一实施例中，所述调压电路为反激式开关电源电路，以使得输出的所述预设电压为稳定电压。

在一实施例中，所述预设电压至少包括3.3V、5V、12V、15V、24V中的一种。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电子设备，所述电子设备包括上述任一项所述的取电电路。

在一实施例中，所述电子设备还包括与所述取电电路连通的电池组件以及与所述电池组件连通的用电器。

在一实施例中，所述电池组件包括与所述调压电路连通的充电管理集成电路和与所述充电管理集成电路连通的蓄电池，所述充电管理集成电路用于管理所述调压电路所述输出的电压，并以预设模式给所述蓄电池充电。

区别于现有技术，本实用新型本实用新型通过提供一种取电电路，该取电电路包括用于在电磁感应作用下进行取能的取能绕组、用于保护整个电路安全的过压保护电路、用于进行整流滤波的整流电路以及用于输出稳定的预设电压的调压电路，使得整个取电电路可以持续、安全的输出稳定的电压，从而有效的解决供电问题。其可以给安装于变频母线(或大型设备)旁的智能设备进行稳定、安全的供电，以保证智能设备的持续和正常运行。另外，本实用新型还提供一种电子设备，可以通过取电电路对电池组件与用电器进行供电，从而解决了供电问题。相比现有的纯电池模式而言，本实用新型提供的整个电子设备可以独立运作于各种复杂或偏远环境，而无需考虑到供电的问题，且整个电子设备体积小，安全性高，无需定期进行电池更换，在例如矿井等复杂场景可以长时间进行工作，保证整个工作区域的功率效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本实用新型的取电电路的一实施例结构示意图；

图2是示出图1所示取电电路中取能绕组具体应用的场景示意图；

图3是示出图1所示取电电路中过压保护电路的结构示意图；以及

图4是示出根据本实用新型的电子设备的一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面结合附图来详细描述本公开的具体实施方式。

请参阅图1-图3所示的内容，本实用新型提供一种取电电路10，该取电电路10包括取能绕组100、过压保护电路200、整流电路300以及调压电路400。其中，取能绕组100用于套设于变频母线上，用于在变频母线传输电压时生成交流感应电压；过压保护电路200则与取能绕组100连通；整流电路300与过压保护电路200连通，用于将交流感应电压转换成直流感应电压；调压电路400与整流电路300连通，用于将直流感应电压转换成预设电压并输出。

可选地，本申请的取电电路10具体可以应用于变频电机的电流母线上，该变频电机的电流母线有三根输出的变频母线，该变频母线的电压和电流都是呈预设的周期进行变化。在一个实施例中，该取能绕组100具体为电磁感应绕组，可以用于套设于变频母线上，用于在变频母线传输电压时生成交流感应电压。可选地，由于电磁感应作用，该变频母线形成的变化磁场会在取能绕组100上形成交流感应电压。

在一些实施例中，该取能绕组100可以包括电磁磁芯110和绕设在电磁磁芯110上的绕组线圈120，该电磁磁芯110则套设于变频母线上，并配合绕组线圈120在变频母线的变化磁场下在绕组线圈120(导体)里面形成交流感应电流。

可以了解的是，本实用新型的取电电路10的应用环境保证变频母线的电压(可达到1kv的高压)足够大，并可以产生有较大磁通量的变化磁场，从而使得取能绕组100可以产生较高的交流电压。

过压保护电路200与取能绕组100连通，可以用于对整个取电电路10进行保护。在一些实际场景中，由于取电电路10所对应的变频母线的电压是不确定的，因此在变频母线的电压较强时，取能绕组100也会生成电压较高的交流感应电压，很容易击坏取电电路10的一些元件或者连接取电电路10的一些用电元件。鉴于此，通过过压保护电路200，可以有效的保护取电电路10的安全或连接取电电路10的用电元件的安全。在可选实施例中，该过压保护电路200具体可以为两级钳位保护电路210。在其他实施例中，该过压保护电路200也可以采用其他常用的过压保护电路，本实用新型对此不做限定。

在一些实施场景中，该两级钳位保护电路210包括一级钳位电路211以及二级钳位电路212。在一个实施例中，该一级钳位电路211可以包括第一压敏电阻(图未示)和可控硅(图未示)，该第一压敏电阻包括有第一电压阈值，且当电压大于第一电压阈值时，该第一压敏电阻会进行导通。

在具体的应用场景中，如果取能绕组100所输出的交流感应电压大于第一压敏电压的第一电压阈值时，则第一压敏电阻会导通，从而使得可控硅也进行导通，进而使得二次侧(区别于取电电路10的主路)短路。通过这样的布置，可以破坏电路的平衡而实现电压钳位，从而可以对取电电路10进行过压保护，以便防止取电电路10的电压击穿电子元件。

二级钳位电路212与一级钳位电路211的设置相类似，其也可以包括第二压敏电阻(图未示)和可控硅，且第二压敏电阻的第二电压阈值大于第一电压阈值。这样的布置可以起到双重保护的作用，即，一方面可以防止一级钳位电路211出现故障时(二次侧一直为开路状态)，电压过高直接击穿电子元件。另一方面，可以使得电压在高于第二电压阈值时，在二级钳位电路212形成二次侧短路，从而也可以对整个取电电路10进行保护。

在可选实施例中，过压保护电路200还可以包括Y电容，该Y电容可以连接过压保护电路200中的走电线(L线和N线)和地线(Gnd线)，从而可以防止整个取电电路10漏电(如电路漏电或者适配的外金属壳体漏电)而出现用户触电的情况。

可选地，整流电路300可以是常用的整流电路，包括整流器和滤波器，用于对交流感应电压进行整流滤波，从而转换成直流感应电压。可选地，调压电路400为反激式开关电源电路，以使得输出的所述预设电压为稳定电压。该反激式开关电源电路具体是针对直流电压进行降压处理，从而输出一定的稳定电压。可选地，该反激式开关电源电路可以通过对反馈电阻的调节来实现不同电压的输出，从而有利于改善单一性电压的输出弊端，以便适应于不同的用电设备。

根据不同的应用场景，该预设电压至少可以包括3.3V、5V、12V、15V、24V中的一种。即，通过确定用电设备的所需电压，对反激式开关电源电路的反馈电阻进行调节，可以快速使得整个取电电路10所输出的电压为对应的所需电压。例如，某一个监测设备的工作电压为5V，当取电电路10用于给该监测设备供电时，则可以针对性将预设电压调整呈5V进行输出。从另一方面而言，反激式开关电源电路还具有体积小等优点，可以极大的减少取电电路10所占的体积，利于体积小型化。

通过上述多个实施例的描述，本领域技术人员可以理解本实用新型通过提供一种取电电路10，该取电电路10具体可以包括用于在电磁感应作用下进行取能的取能绕组100、用于保护整个电路安全的过压保护电路200、用于进行整流滤波的整流电路300以及用于输出稳定的预设电压的调压电路400，从而使得整个取电电路10可以持续、安全的输出稳定的电压，由此可以有效的解决供电问题，从而实现给安装于变频母线(或大型设备)旁的智能设备进行稳定、安全的供电，以保证智能设备的持续和正常运行。

如图4所示，本申请还提供一种电子设备1，该电子设备1包括上述任一实施例中的取电电路10。可选地，该电子设备1还包括与该取电电路10连通的电池组件20和与该电池组件连通的用电器30。在一个应用场景中，该取电电路10可以给电池组件20进行充电，随后该电池组件20可以进行放电并给用电器30进行供电。

可选地，用电器30也可以直接与取电电路10连通，即取电电路10直接给用电器30进行供电，这里不做限定。在一个场景中，如果取电电路10在工作状态下时，则可以一边给用电器30进行供电，一边给电池组件20进行充电，本实用新型对此设置不做限定。当取电电路10为非工作状态时，则通过电池组件20给用电器30进行供电。根据不同的应用场景，本实用新型中所提到的用电器30可以是各种不同类型的设备。例如，该用电器可以是监控设备、报警设备以及其他的监测设备等，也可以是其他的一些用于监测大型器件的其他智能设备。显然，本实用新型对于用电器的类型不做任何方面的限制。

在多个实施例中，本实用新型的电池组件20可以包括充电管理集成电路21和蓄电池22。在一个示例性的连接关系中，该充电管理集成管理电路21可以与取电电路10的调压电路400连接，而蓄电池22对应地与充电管理集成管理电路21连接。就操作原理来说，该充电管理集成电路21用于管理调压电路400所述输出的电压，并以预设模式给蓄电池22充电。在一个实际应用场景中，该充电管理集成管理电路21可以是CN3763芯片，其以PWM降压模式对蓄电池22(具体可以是锂电池)进行充电管理，CN3763芯片可以支持各种充电模式，例如涓流、恒流和恒压充电模式。在恒压充电模式时，CN3763芯片可以将电池电压调制在12.6V，也可以通过一个外部电阻向上调整。当在恒流充电模式时，CN3763芯片的充电电流通过一个外部电阻设置。

对于深度放电的锂电池，当蓄电池22的电压低于恒压充电电压的66.5％(典型值，也可以是其他的阈值)时，CN3763芯片用所设置的恒流充电电流的17.5％对蓄电池22进行涓流充电。在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到恒流充电电流的16％时，充电结束。在充电结束状态，如果电池电压下降到恒压充电电压的95.5％，自动开始新的充电周期。当输入电源掉电或者输入电压低于电池电压时，CN3763芯片自动进入睡眠模式。可选地，CN3763芯片可以独立实现充电管理，且封装体积小，可以有效的减少整个电子设备1的体积。

通过上面多个实施例的描述，本领域技术人员可以理解本实用新型通过电子设备1，可以借助于取电电路10对电池组件20与用电器30进行供电，从而解决了供电问题。相比现有的纯电池模式而言，本实用新型提供的整个电子设备1可以独立运作于各种复杂或偏远环境，而无需考虑到供电的问题。另外，由于电子设备1的整体体积小且安全性高，无需定期进行电池更换，因此在例如矿井等复杂场景中可以长时间进行工作，从而保证整个工作区域的功率效率。

综上所述，本实用新型提供一种电子设备及取电电路，通过取电电路10在电磁感应的作用下提供安全、稳定的输出电压，随后在电子设备的充电管理集成管理电路21的作用下给蓄电池22进行充电，使得蓄电池22可以给用电器30进行供电，从而有效的解决电池需要经常更换的问题，可以保证供电的持续性和稳定性。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种取电电路，其特征在于，所述取电电路包括：

取能绕组，用于套设于变频母线上，用于在所述变频母线传输电压时生成交流感应电压；

过压保护电路，与所述取能绕组连通；

整流电路，与所述过压保护电路连通，用于将所述交流感应电压转换成直流感应电压；以及

调压电路，与所述整流电路连通，用于将所述直流感应电压转换成预设电压并输出。

2.根据权利要求1所述的取电电路，其特征在于，所述过压保护电路为两级钳位保护电路。

3.根据权利要求2所述的取电电路，其特征在于，所述两级钳位保护电路包括一级钳位电路以及二级钳位电路。

4.根据权利要求3所述的取电电路，其特征在于，所述一级钳位电路包括第一压敏电阻和可控硅，所述二级钳位电路包括第二压敏电阻，当所述交流感应电压大于第一压敏电阻的第一电压阈值时，所述可控硅导通形成二次侧短路，以对所述取电电路进行过压保护，当所述交流感应电压大于第二压敏电阻的第二电压阈值时，所述可控硅导通使得二次侧短路，以对所述取电电路进行过压保护；

其中，所述第二电压阈值大于第一电压阈值。

5.根据权利要求1所述的取电电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括Y电容，连接所述过压保护电路中的走电线和地线。

6.根据权利要求1所述的取电电路，其特征在于，所述调压电路为反激式开关电源电路，以使得输出的所述预设电压为稳定电压。

7.根据权利要求1所述的取电电路，其特征在于，所述预设电压至少包括3.3V、5V、12V、15V、24V中的一种。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-7中任一项所述的取电电路。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括与所述取电电路连通的电池组件以及与所述电池组件连通的用电器。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，

所述电池组件包括与所述调压电路连通的充电管理集成电路和与所述充电管理集成电路连通的蓄电池，所述充电管理集成电路用于管理所述调压电路所述输出的电压，并以预设模式给所述蓄电池充电。

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