CN219304543U - 架空输电线路在线监控无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及架空输电线路施工技术领域，尤其涉及一种架空输电线路在线监控无线充电装置，包括架空输电线路、高频信号发生模块、信号放大模块、信号隔离模块、高频驱动模块、频率与功率放大模块、匹配电容、发射与接收线圈、频率调理模块、整流滤波模块、充电管理模块。本装置能够有效利用架空输电线路导线在电能传输过程中产生的磁场，利用电磁感应进行发电，对架空输电线路的在线监控装置进行充电，能够有效提升供电稳定性与可靠性。

Description

架空输电线路在线监控无线充电装置

技术领域

本实用新型涉及架空输电线路施工技术领域，特别是一种架空输电线路在线监控无线充电装置。

背景技术

架空输电线路通道内经常出现的铁路、公路、植树等建设项目在施工过程中对输电线路的安全容易产生一定影响，相应的需要在施工过程中对其进行监测及监控。但多数项目的施工通常位于十分偏僻的地区，人口稀疏，交通不便，这些地区可供利用的供电设施基本没有，如果进行布线成本极高，技术经济性不合理，采用柴油机对摄像头供电，则存在柴油储运成本高，系统维护困难、可靠性不高的问题。因此，基于太阳能光伏板的供电装置被目前各类监控装置所使用，由于监控装置需要长期暴露在外，太阳能光伏板在使用过程中容易损坏，并且所能提供的转化功率较低，严重制约着监控装置推广应用。

实用新型内容

本实用新型为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种架空输电线路在线监控无线充电装置。

具体技术方案如下：

一种架空输电线路在线监控无线充电装置，包括架空输电线路、高频信号发生模块、信号放大模块、信号隔离模块、高频驱动模块、频率与功率放大模块、匹配电容、发射与接收线圈、频率调理模块、整流滤波模块、充电管理模块；所述架空输电线路为正常平稳运行的，并且为该装置提供相应的电压；所述高频信号发生模块通过信号放大模块、信号隔离模块加载至高频驱动模块；所述高频驱动模块的输出信号经过频率与功率放大模块放大后，加载至发射线圈中产生交变磁场与接收线圈耦合发生磁谐振，实现能量的传输；所述频率调理模块采用锁相环对频率进行跟踪；整流滤波电路将电流输出给输电线路在线监控装置的充电管理模块，通过频率调理模块使系统频率时刻保持在较大的输出功率的频率点。

优选地，所述频率与功率放大模块采用E类放大电路，并且E类放大电路只含有一个MOS开关管。

优选地，所述匹配电容分为发出侧与接收侧，电容的值设定为150pF。

优选地，所述发射与接收线圈根据系统传输特性原则，选取线圈匝数为20和线圈半径为10cm的结构。

优选地，所述频率调理模块的锁相环型号采用HC4046。

优选地，所述整流滤波模块采用三项不可控式整流电路。

优选地，所述充电管理模块采用以STC为核心的微型控制器，通过检测充电电流与充电电压，实现对输电线路监控装置在恒压与恒流之间的自动切换。

优选地，所述STC为核心的微型控制器采用的是STC89C516型号主控芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本装置能够有效利用架空输电线路导线在电能传输过程中产生的磁场，利用电磁感应进行发电，对架空输电线路的在线监控装置进行充电，能够有效提升供电稳定性与可靠性。本装置便于实际应用；合理的运用架空输电线路在电能传输过程中产生的磁场，该装置具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明的整体框架图；

图2为本发明中的E类放大电路工作原理图；

图3为本发明中的锁相环内部结构图；

图4为本发明中的充电管理模块结构图。

具体实施方式

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，一种架空输电线路在线监控无线充电装置，所述无线充电装置包括架空输电线路、高频信号发生模块、信号放大模块、信号隔离模块、高频驱动模块、频率与功率放大模块、匹配电容、发射与接收线圈、频率调理模块、整流滤波模块、充电管理模块。所述架空输电线路为正常平稳运行的，并且为该装置提供相应的电压。所述高频信号发生模块通过信号放大模块、信号隔离模块加载至高频驱动模块。所述高频驱动模块的输出信号经过频率与功率放大模块放大后，加载至发射线圈中。所述频率与功率放大模块采用E类放大电路，并且E类放大电路只含有一个MOS开关管，其工作原理图如图2所示。所述频率与功率放大模块的输出信号加载至发射线圈进行无线电能传输。所述匹配电容分为发出侧与接收侧，电容的值设定为150pF。所述发射与接收线圈根据系统传输特性原则，选取线圈匝数为20和线圈半径为10cm的结构。所述频率调理模块采用锁相环对频率进行跟踪，锁相环的型号采用HC4046，锁相环原理图如图3所示。所述锁相环结构包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器。所述整流滤波模块采用三项不可控式整流电路。所述充电管理模块(如图4所示)包括微型控制器、指示电路、接口电路、电压电流检测电路、充电控制脉冲模块、保护及报警电路以及DC/DC电路。所述充电管理模块采用以STC为核心的微型控制器，通过检测充电电流与充电电压，实现对输电线路监控装置在恒压与恒流之间的自动切换。所述STC为核心的微型控制器采用的是STC89C516型号主控芯片。

架空输电线路为正常平稳运行的，并且为该装置提供相应的电压，高频信号发生单元通过信号放大、隔离加载到高频驱动，经由E类放大器拓扑结构实现功率的放大，输出电压加载到发射线圈上，产生交变磁场与接收线圈耦合发生磁谐振，实现能量的传输。整流滤波电路将电流输出给输电线路在线监控装置的充电模块，通过频率调理单元使系统频率时刻保持在较大的输出功率的频率点。

为了实现输电线路在线监控设备锂电池的快速、高效的充电，本发明采用以STC为核心的微型控制器，通过检测充电电流与充电电压，实现输电线路在线监控设备的锂电池在恒压、恒流及脉冲充电的自动切换。通过STC控制器不断检测充电电压及电流，实时监测电池的充电状态，实现了输电线路在线监控设备的锂电池在恒压、恒流及脉冲充电的自动切换。同时，在充电过程中出现异常时，系统具备自动保护及异常报警等功能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种架空输电线路在线监控无线充电装置，其特征在于：包括架空输电线路、高频信号发生模块、信号放大模块、信号隔离模块、高频驱动模块、频率与功率放大模块、匹配电容、发射与接收线圈、频率调理模块、整流滤波模块、充电管理模块；所述架空输电线路为正常平稳运行的，并且为该装置提供相应的电压；所述高频信号发生模块通过信号放大模块、信号隔离模块加载至高频驱动模块；所述高频驱动模块的输出信号经过频率与功率放大模块放大后，加载至发射线圈中产生交变磁场与接收线圈耦合发生磁谐振，实现能量的传输；所述频率调理模块采用锁相环对频率进行跟踪；整流滤波电路将电流输出给输电线路在线监控装置的充电管理模块，通过频率调理模块使系统频率时刻保持在较大的输出功率的频率点。

2.根据权利要求1所述的架空输电线路在线监控无线充电装置，其特征在于，所述频率与功率放大模块采用E类放大电路，并且E类放大电路只含有一个MOS开关管。

3.根据权利要求1所述的架空输电线路在线监控无线充电装置，其特征在于，所述匹配电容分为发出侧与接收侧，电容的值设定为150pF。

4.根据权利要求1所述的架空输电线路在线监控无线充电装置，其特征在于，所述发射与接收线圈根据系统传输特性原则，选取线圈匝数为20和线圈半径为10cm的结构。

5.根据权利要求1所述的架空输电线路在线监控无线充电装置，其特征在于，所述频率调理模块的锁相环型号采用HC4046。

6.根据权利要求1所述的架空输电线路在线监控无线充电装置，其特征在于，所述整流滤波模块采用三项不可控式整流电路。

7.根据权利要求1所述的架空输电线路在线监控无线充电装置，其特征在于，所述充电管理模块采用以STC为核心的微型控制器，通过检测充电电流与充电电压，实现对输电线路监控装置在恒压与恒流之间的自动切换。

8.根据权利要求7所述的架空输电线路在线监控无线充电装置，其特征在于，所述STC为核心的微型控制器采用的是STC89C516型号主控芯片。

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