[發明專利]一種基于CT取能的故障指示器電源管理電路

在審

• 申請號: 202011519334.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112701796A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 范建華;姚興東;田浩;趙磊;姜文
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H02J50/00
• 分類號: H02J50/00;H02J50/10;H02J7/02;H02M3/156;H02M1/36;H02M1/32;G01R19/165
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本發明涉及一種基于CT取能的故障指示器電源管理電路，包括整流濾波模塊、過壓保護模塊、充電控制模塊、超級電容儲能模塊、升壓輸出模塊、穩壓輸出模塊，通過整流濾波模塊將交流電整定為穩定的直流電，過壓保護模控制多余能量的泄放，充電控制模塊控制超級電容充電通道的開斷，超級電容儲能模塊實現超級電容高效儲能，升壓輸出模塊將超級電容輸出電壓泵升至穩定大功率輸出，穩壓輸出模塊將大功率輸出電壓和整流橋直流輸出電壓轉換為穩定微功率輸出，實現CT取能優先為后級系統供電，并提高超級電容的充電效率，同時可適用于采集單元和匯集單元融合與一體的故障指示器。

技術領域

本發明屬于故障指示器的設計技術領域，特別涉及一種基于CT取能的故障指示器電源管理電路。

背景技術

隨著電力需求的不斷增加，電力系統逐步向大容量、高電壓和智能化方向發展，同時各行各業對供電穩定性的要求也越來越高，從而對線路運行的可靠性以及線路消除故障的快速性要求更加嚴格，故障指示器不僅能夠免停電安裝，同時能夠大大縮短線路故障定位的時間，因此在高壓線路上安裝故障指示器成為一種趨勢，但是故障指示器無法按照常規方法進行電源供給，一般采用電池、太陽能、微波、震動、電磁感應、光供電等方式。其中，通過CT利用電磁感應原理實現供電是最不受外界因素影響的方式，可以實現長期穩定的為故障指示器提供電能。

目前基于CT取能的故障指示器電源電路主要由整流電路、過壓保護電路、儲能電路、穩壓電路和微功率輸出電路組成，CT二次側輸出接入整流電路的交流側，整流電路的直流側經過過壓保護電路連接至儲能元件，同時儲能元件并聯穩壓電路，實現微功率輸出的功能。

但是目前基于CT取能的故障指示器電源電路存在一些不足：首先目前利用CT取能的電源電路必須先經過儲能過程，直到儲能元件達到一定電壓才能實現微功率輸出，導致系統啟動存在延時；其次在線路電流持續較低時，通過電磁感應獲得的能量持續較小，儲能元件補充能量的時間間隔較長，會導致后級系統存在斷電風險；最后目前利用CT取能的電源電路僅僅能滿足微功率消耗系統供電，受限于此，故障指示器采用采集單元與匯集單元組合的形式，數據遠程傳輸必須依賴獨立的匯集單元，因此現有電源電路對于將采集單元和匯集單元融合于一體的故障指示器并不適用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種基于CT取能的故障指示器電源管理電路，不僅可以實現CT取能能夠優先提供微功率輸出，保證后級系統快速啟動，多余的能量再進行儲能過程；還可以達到無論線路電流多大，只要有多余的能量，儲能元件就能以最快速度完成蓄能過程的目的；同時還能轉換為大功率輸出，提供更寬的供電功率范圍，適應大功耗型故障指示器使用。

為實現上述目的，本發明提出了一種基于CT取能的故障指示器電源管理電路，實現包括整流濾波模塊、過壓保護模塊、充電控制模塊、超級電容儲能模塊、升壓輸出模塊、穩壓輸出模塊，其特征在于：

整流濾波模塊，用于防止CT輸出側的過電壓對電路造成損壞，并且將CT輸出側的交流電整定為穩定的直流電；

過壓保護模塊，用于實時監測整流橋輸出的直流電壓，當電壓值達到設定保護電壓閾值時，控制整流橋短路，使CT輸出側經過短路實現能量泄放；

充電控制模塊，用于實時監測整流橋輸出的直流電壓，當電壓值達到設定充電電壓閾值時，打開超級電容充電通道；

超級電容儲能模塊，用于通過恒流恒壓充電模式，快速為超級電容進行儲能；

升壓輸出模塊，用于將超級電容輸出電壓泵升至大功率輸出并穩定輸出；

穩壓輸出模塊，用于將大功率輸出電壓和整流橋直流輸出電壓轉換為微功率輸出并穩定輸出；