[發明專利]一種適應寬動態范圍母線電流工作的耦合取能電源

有效

• 申請號: 201610120532.8
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105576988B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 徐春營;曹法明;田雅蕓
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力公司南昌供電分公司;國家電網公司
• 主分類號: H02M5/32
• 分類號: H02M5/32;H02M7/40;H02M1/32;H02H7/125
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

1.一種適應寬動態范圍母線電流工作的耦合取能電源，包括：耦合取能單元、取能線圈切換控制單元和電壓調整單元；耦合取能單元包括能夠套裝在電力母線上的鐵芯和均勻繞置在其上且帶有中間抽頭的取能線圈，中間抽頭位于取能線圈的總線圈的中部并形成分線圈；耦合取能單元與取能線圈切換控制單元連接，取能線圈切換控制單元與電壓調整單元連接；其特征在于：取能線圈切換控制單元包括保護電阻、第一分壓電阻、電阻值可調節的第二分壓電阻、限流電阻、NPN三極管、穩壓電容、三端可調分流基準源、繼電器、光耦器件、上拉電阻和續流二極管；保護電阻的一端分別與輸入電源連接和第一分壓電阻連接，保護電阻的另一端分別與繼電器和續流二極管的負極端連接，第一分壓電阻的另一端與第二分壓電阻連接，第二分壓電阻與穩壓電容并聯，穩壓電容的負極端接模擬地，三端可調分流基準源的集電極和發射極與穩壓電容的兩端并聯，三端可調分流基準源的基極與限流電阻的一端連接，限流電阻的另一端與NPN三極管的基極連接，NPN三極管的集電極與穩壓電容的正極連接，NPN三極管的發射極與第二分壓電阻的電阻調節端連接，光耦器件的輸入端負極端與三端可調分流基準源的基極連接，光耦器件的輸入端正極端與續流二極管的正極端和繼電器連接，光耦器件輸出端的負極端接數字地，光耦器件的輸出端的正極端與上拉電阻的一端連接，上拉電阻的另一端與外部電源連接；取能線圈切換控制單元可實時監測電壓調整單元的輸出電壓，母線電流較小時，電壓調整單元的輸出電壓小于取能線圈切換控制單元電壓設定值，取能線圈的總線圈接入電路，母線電流較大時，電壓調整單元輸出電壓大于取能線圈切換控制單元電壓設定值，繼電器動作，取能線圈的分線圈接入電路；在三端可調分流基準源的基極和光耦器件增加一保護二極管，三端可調分流基準源的基極與限流電阻的公共端與保護二極管的負極端連接，保護二極管的正極端與光耦器件的負極端連接；環形鐵芯切割采用半圓對稱線切割的方式。

2.根據權利要求1所述的適應寬動態范圍母線電流工作的耦合取能電源，其特征在于，取能線圈的總線圈匝數為使耦合取能電源輸出功率最大時的匝數，分線圈匝數為總線圈匝數的0.2~0.5倍。

3.根據權利要求1所述的適應寬動態范圍母線電流工作的耦合取能電源，其特征在于，電壓調整單元包括沖擊保護電路、整流濾波電路、過壓保護電路和DC/DC模塊，整流濾波電路的輸入端與沖擊保護電路的輸出端連接，整流濾波電路的輸出端與過壓保護電路的輸入端連接，過壓保護電路的輸出端與DC/DC模塊的輸入端連接。

4.根據權利要求3所述的適應寬動態范圍母線電流工作的耦合取能電源，其特征在于，沖擊保護電路為雙向瞬態抑制二極管，雙向瞬態抑制二極管的一端與取能線圈總線圈和分線圈的公共端連接，雙向瞬態抑制二極管的另一端與總線圈的另一端連接。

5.根據權利要求3所述的適應寬動態范圍母線電流工作的耦合取能電源，其特征在于，DC/DC模塊包括能夠使輸出電壓穩定在5伏的降壓開關型集成穩壓器芯片LT3431。

6.根據權利要求3所述的適應寬動態范圍母線電流工作的耦合取能電源，其特征在于，過壓保護電路的門檻電壓設定值高于取能線圈切換控制單元使繼電器動作的電壓設定值，當DC/DC模塊輸出電壓超過過壓保護電路的門檻電壓設定值時，過壓保護電路將后續電路與DC/DC模塊斷開。

7.根據權利要求1至6任一所述的適應寬動態范圍母線電流工作的耦合取能電源，其特征在于，三端可調分流基準源為TL431，光耦器件為TLP521。