CN218888410U - 一种基于电流互感器取电的传感电路及接线端子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电流互感器取电的传感电路及接线端子，包括感应取能电路、倍流整流电路、保护电路、DC‑DC变换器、SOR传感器、调理电路与无线通信电路；其中，感应取能包括电路本体集总参数等效电感模型LP与线圈集总参数等效电感模型LS。以及接线端子本体，沿着电路板的排布方向，接线端子还开设有开窗，开窗用于容纳磁芯通过，磁芯套设于接线端子本体的外壳上；电路板为传感器电路载体，本实用新型目的在于提供一种采用电流互感器供电的电缆终端智能接线端子，通过在接线端子上镶嵌传感器电路载体来提升线圈输出电流，并采用倍流整流电路为传感器供电。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电网检测技术领域，具体涉及一种基于电流互感器取电的传感电路及接线端子。
背景技术
配电网数字化传感器用于检测配电网运行状况，提前发现潜在安全隐患，为配电网安全运行保护提供数据支撑。配电网电缆终端接头是配电网故障高发点。现有针对配电网终端接头的智能传感器主要有两类：可分离连接器后堵盖传感器和电缆终端接线端子传感器。其中，可分离连接器后堵盖传感器因距离被测对象远，测量不准确。而现有电缆终端接线端子传感器主要采用RFID技术实现温度测量，存在成本高，信号无线传输可靠性差的问题。
实用新型内容
第一方面，本实用新型提供一种基于电流互感器取电的传感电路，在利用倍流整流电路输出时，可以对传感器等效阻抗无限大的情况通过调节感应取能电路的大小来调节整流器直流输出电压。
第二方面，本实用新型提供了一种接线端子，应用于上述的一种基于电流互感器取电的传感电路，通过在接线端子上镶嵌传感器电路载体来提升线圈输出电流，并采用倍流整流电路为传感器供电进行采集。
本实用新型通过下述技术方案实现：
包括：感应取能电路、倍流整流电路、保护电路、DC-DC变换器、SOR传感器、调理电路与无线通信电路；感应取能电路、倍流整流电路、保护电路、DC-DC变换器、SOR传感器、调理电路与无线通信电路依次串联；其中
感应取能电路包括电路本体集总参数等效电感模型LP与线圈集总参数等效电感模型LS。
作为本实施例的一种可选方式，接线端子本体集总参数等效电感模型LP与线圈集总参数等效电感模型LS之间形成互感。
作为本实施例的一种可选方式，感应取能还包括线圈、串联补偿电容CS与并联补偿电容CP。
作为本实施例的一种可选方式，倍流整流电路包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一整流二极管D1与第二整流二极管D2；第一滤波电感L1的一端连接第一整流二极管D1的一端，第二滤波电感L2的一端连接第二整流二极管D2的一端。
作为本实施例的一种可选方式，保护电路包括直流滤波电容CD与稳压二极管DZ，直流滤波电容CD与稳压二极管DZ并联连接，用于连接倍流整流电路与DC-DC变换器。
作为本实施例的一种可选方式，DC-DC变换器与无线通信电路串联，无线通信电路的另一端还连接有天线ANT。
作为本实施例的一种可选方式，无线通信电路包括MCU芯片与射频电路，用于配合天线ANT实现无线电通信。
作为本实施例的一种可选方式，SOR传感器设置在DC-DC变换器到MCU芯片的通路上，通过调理电路与MCU芯片连接。
另一方面，本实施例还提供了一种接线端子，其壳体上设有用于传感作用的电路板，电路板上设有上述的一种基于电流互感器取电的传感电路，还包括：
沿着电路板的设置方向，接线端子还开设有开窗，开窗用于容纳磁芯通过，磁芯套设于接线端子的壳体上。
作为本实施例的一种可选方式，磁芯采用相对磁导率大于4000h/m的材料制成，磁芯表面涂设有绝缘漆。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本实用新型提供的一种基于电流互感器取电的传感电路及接线端子，通过在接线端子上镶嵌传感器电路载体来提升线圈输出电流。在利用倍流整流电路输出时，若传感器等效阻抗无限大时，可以通过调节串联补偿电容CS和并联补偿电容CP的大小来调节整流器直流输出电压。通过调节CS和CP的大小控制整流桥输出电压，可有效简化线圈设计难度，提高系统对流过接线端子本体集总参数等效电感模型电流大小的容忍度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例提供的接线端子本体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的接线端子本体剖视图；
图3为本实用新型实施例提供的电路板电路结构示意图。
附图中的部件名称：
1-接线端子本体，2-凹槽，3-电路板，4-磁芯，5-开窗。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1-图3，本实施例提供了一种基于电流互感器取电的传感电路及接线端子，包括：接线端子本体1，接线端子本体1上还可以开设有用于放置电路板的凹槽2；沿着电路板3的排布方向，接线端子还开设有开窗5，开窗用于容纳磁芯4通过，磁芯4套设于接线端子本体1的外壳上。
其中设置在接线端子本体上的凹槽2，用于放置电路板3，避免电路板3凸出，造成线鼻子外径增大，影响安装。可通过线鼻子压线钳压接获得。另外，可以根据实际使用环境的需要，凹槽2不是必要的，只有在线鼻子平方数较大，安装空间受限时，才增加凹槽。磁芯4用于增强线圈与接线端子本体1之间的电磁耦合，需采用相对磁导率大于4000的材料制成。磁芯4表面喷涂有绝缘漆，绝缘漆的耐压需大于25V。
电路板为传感器电路载体，包括感应取能电路、倍流整流电路、保护电路、DC-DC变换器、SOR传感器、调理电路与无线通信电路；其中，感应取能电路包括接线端子本体集总参数等效电感模型LP与线圈集总参数等效电感模型LS。落实到本实施例中，线圈用于感应取能；倍流整流电路用于将交流电变为直流电，并输出2倍的电流；保护电路用于防止整流器输出过压；DC-DC变换器用于将输入直流电变换为后级系统所需的电源；传感器用于采集所需数据，所述传感包括但不限于温度传感器、局放传感器、视频传感器、噪声传感器、光传感器、电压与电流传感器等；调理电路用于将传感器输出信号变换为微型控制器所能处理得电信号，变换过程包括但不限于滤波、幅值变换、移相变换、偏置、混频、正交变换等；MCU芯片用于处理传感器数据，包括但不限于数据预处理、特征提取、数据识别、数据压缩等任务；射频电路用于无线电通信。
落实到本实施例中，电路子本体集总参数等效电感模型LP与线圈集总参数等效电感模型LS之间形成互感MPS，感应取能还包括线圈、串联补偿电容CS与并联补偿电容CP。在倍流整流电路中，其包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一整流二极管D1与第二整流二极管D2；第一滤波电感L1的一端连接第一整流二极管D1的一端，第二滤波电感L2的一端连接第二整流二极管D2的一端。
在保护电路中，保护电路包括直流滤波电容CD与稳压二极管DZ，直流滤波电容CD与稳压二极管DZ并联连接，用于连接倍流整流电路与DC-DC变换器VB。DC-DC变换器与无线通信电路串联，无线通信电路的另一端还连接有天线ANT。无线通信电路包括MCU芯片与射频电路，用于配合天线ANT实现无线电通信。SOR传感器设置在DC-DC变换器到MCU芯片的通路上，通过调理电路与MCU芯片连接。其中，调理电路为信号调理电路ADJ。
基于上述的结构与电路集成，本实施例的实现原理为：
首先定义符号：UDC：整流器直流输出电压。
请再次参阅图3，可知：当传感器等效阻抗无限大时，整流电流输出电压UDC可表示为
并且需要满足
其中，IP是流过的LP电流，j是单位虚数，ω是系统工作角频率，对于50Hz系统，ω＝2*3.14*50。
根据的UDC表达式，可以通过调节串联补偿电容CS和并联补偿电容CP的大小调节整流器直流输出电压UDC。通过调节串联补偿电容CS和并联补偿电容CP的大小控制整流桥输出电压，可有效简化线圈设计难度，提高系统对流过接线端子本体集总参数等效电感模型IP电流大小的容忍度。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于电流互感器取电的传感电路，其特征在于，包括：
感应取能电路、倍流整流电路、保护电路、DC-DC变换器、SOR传感器、调理电路与无线通信电路；所述感应取能电路、倍流整流电路、保护电路、DC-DC变换器、SOR传感器、调理电路与无线通信电路依次串联；其中
所述感应取能电路包括电路本体集总参数等效电感模型LP与线圈集总参数等效电感模型LS。
2.根据权利要求1所述的一种基于电流互感器取电的传感电路，其特征在于，所述电路本体集总参数等效电感模型LP与线圈集总参数等效电感模型LS之间形成互感。
3.根据权利要求2所述的一种基于电流互感器取电的传感电路，其特征在于，所述感应取能还包括线圈、串联补偿电容CS与并联补偿电容CP。
4.根据权利要求3所述的一种基于电流互感器取电的传感电路，其特征在于，所述倍流整流电路包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一整流二极管D1与第二整流二极管D2；第一滤波电感L1的一端连接第一整流二极管D1的一端，第二滤波电感L2的一端连接第二整流二极管D2的一端。
5.根据权利要求4所述的一种基于电流互感器取电的传感电路，其特征在于，所述保护电路包括直流滤波电容CD与稳压二极管DZ，直流滤波电容CD与稳压二极管DZ并联连接，用于连接所述倍流整流电路与DC-DC变换器。
6.根据权利要求5所述的一种基于电流互感器取电的传感电路，其特征在于，所述DC-DC变换器与所述无线通信电路串联，所述无线通信电路的另一端还连接有天线ANT。
7.根据权利要求6所述的一种基于电流互感器取电的传感电路，其特征在于，所述无线通信电路包括MCU芯片与射频电路，用于配合天线ANT实现无线电通信。
8.根据权利要求7所述的一种基于电流互感器取电的传感电路，其特征在于，SOR传感器设置在所述DC-DC变换器到所述MCU芯片的通路上，通过所述调理电路与所述MCU芯片连接。
9.一种接线端子，其壳体上设有用于传感作用的电路板，其特征在于，所述电路板上设有权利要求1-8任意一项所述的基于电流互感器取电的传感电路，还包括：
沿着所述电路板的设置方向，所述接线端子还开设有开窗，所述开窗用于容纳磁芯通过，所述磁芯套设于所述接线端子的壳体上。
10.根据权利要求9所述的一种接线端子，其特征在于，所述磁芯采用相对磁导率大于4000h/m的材料制成，所述磁芯表面涂设有绝缘漆。
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