[發明專利]一種高速電力線載波專用智能電源控制器

在審

• 申請號: 201410593302.4
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104600828A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 李波;林聰;曹敏;胡萬層;劉清蟬;雷正明
• 申請（專利權）人: 云南電網公司電力科學研究院;云南華仁電氣設備技術有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 云南派特律師事務所 53110
• 代理人: 張璽

技術領域

本發明涉及屬于高速電力線載波通信的范疇，特別涉及一種高速電力線載波專用智能電源控制器，用于H-PLC設備的電源供應，同時也適用于其它高壓線路上小功率智能設備的不間斷電源供應。

背景技術

H-PLC裝置工作在35kV-10kV的高中壓線路上，為解決H-PLC裝置的供電問題，目前分別有太陽能和高壓感應線圈這兩種方式可以為H-PLC裝置提供電能，但是如果單獨的采用其中一直方式則會受到如下制約，采用太陽能電池在白天陽光充足的條件下為蓄電池充電，并且同時給設備供電，但是如果連續遇到陰雨天氣則太陽能的輸出功率不足導致無法為負載提供足夠的能源，而且單純依賴于太陽能電池就需要較大功率的電池板，無疑增加了安裝難度和電源成本；而使用高壓感應線圈的方式供電也會遇到啟動電流的限制，在10kV的線路上需要60A以上的電流才能使感應線圈的供電模式啟動，要達到20W的輸出功率則需要100A以上的電流才行，由于居民用電的特性在夜間或用電低谷時段很難在10kV尾段或支線獲得這樣的大電流，因此單純使用高壓感應線圈也不能可靠的確保H-PLC設備的電源供應。

高壓感應線圈將高壓輸電導線周圍的電磁能量轉化為電能，通過整流濾波電路和限壓保護電路輸出到由單片機控制的PWM充電電路，為蓄電池或H-PLC負載供電，高壓感應線圈的輸出功率受到流經高壓導線的電流大小影響，只有電流大于60A以上充電電路才能正常工作。太陽能電池是一種利用光生伏打效應把光能轉換為電能的器件，它的輸出電流隨著光強度的加大而增大。根據太陽能電池的輸出伏安特性曲線，負載的匹配特性決定了系統的工作特性和太陽電池的有效利用率。由于他們的特性導致都不能很好的確保H-PLC設備的電源供應。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種在沒有220V交流電源供應的情況下通過高壓電磁感應線圈和太陽能電池為H-PLC裝置提供持續的電力來源。

本發明中的一種高速電力線載波專用智能電源控制器，包括電磁感應線圈、整流濾波限壓保護電路、太陽能電池板、應線圈PWM充電電路，所述電磁感應線圈與高壓導線形成變壓器，所述電磁感應線圈與整流濾波限壓保護電路連接，所述整流濾波限壓保護電路、太陽能電池板分別與應線圈PWM充電電路連接，所述應線圈PWM充電電路連接單片機，所述單片機完成電壓采集與PWM控制，所述應線圈PWM充電電路還連接蓄電池，所述蓄電池連接PWM負載電源，所述單片機也連接PWM負載電源，所述PWM負載電源連接H-PLC負載。PWM，即脈沖寬度調制，是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。

上述方案中，所述單片機包括8個管腳，其中包括4個A/D采樣端口、1個熱敏電阻和3個PWM控制端口。

上述方案中，所述整流濾波限壓保護電路為全波整流橋。

上述方案中，3個所述PWM控制端口分別為PWM1、PWM2、PWM3，PWM1的占空比用于控制PWM1的輸出電壓，PWM2的占空比用于控制PWM2的輸出電壓，PWM3的占空比用于控制PWM3的輸出電壓。

本發明的優點和有益效果在于：本發明提供一種在沒有220V交流電源供應的情況下通過高壓電磁感應線圈和太陽能電池為H-PLC裝置提供持續的電力來源。本發明利用太陽能電池板和高壓電磁感應線圈相結合的方法對蓄電池進行充電儲能，在太陽能電池和感應線圈的輸出功率不足的情況下由蓄電池對H-PLC設備進行供電。這種新的方法能夠避免由于單獨采用太陽能電池供電時受到的連續陰雨天氣的影響，同時也能避免因為10kV線路電流過小導致感應線圈無法輸出足夠功率對蓄電池充電的問題。兩種相結合的取能方式可以縮短電源的斷電時間，在短時間能將電池充滿，即便遇到連續的陰雨天氣也能保證H-PLC設備正常的電源供應，能夠最大限度的確保蓄電池的滿電狀態，使H-PLC設備獲得穩定的電源供應。

基于單片機智能控制的PWM充電電路可以精確的判斷負載輸出電流和充電電流的大小，根據蓄電池的特性進行充放電管理，延長蓄電池的使用壽命，利用單片機通過對負載端的A/D采樣進行分析，合理分配高壓感應線圈和太陽能電池板的PWM端口分別控制相應PWM電源的輸出電流實現輸出功率的最大化。通過控制PWM的占空比不斷改變其負載阻抗的大小，從而達到陣列與負載的最佳匹配，實現太陽能電池的最大輸出功率，為蓄電池充電。

附圖說明