專利名稱：一種適應于小電流在線取電供能電源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種供能電源，尤其是涉及一種適應于小電流在線取電供能電源。
背景技術：
通過普通的取能線圈采用電磁感應式一次側電流通過線圈轉換為交變磁場，交變磁場在二次側感應出交變電動勢。但由于做為線圈骨架的導磁材料存在磁滯現象，磁路損耗并且線圈本身的電阻值，使得取能線圈在一次側小電流的情況下，其電源內阻較高，在后級電路輸入阻抗一定的條件下，直接整流穩壓得到的電源在一次側電流較小的時帶負載能力較差，導致后級在線監測部分由于供電無法保證而無法正常穩定工作。而為解決此問題一般是增加導磁材料體積和改變線圈匝數，這樣不能改變線圈的一次側電流-功率曲線，只是使得曲線在垂直移動，即使是降低了最小工作電流，但在大電流情況下磁芯也不會進入飽和區域，為保證后級電路正常工作，還需要增加專門的瀉放電路，并且磁芯材料價格高昂，降低50%的最小啟動電流，磁性材料成本會上升100%，同時也增加了整個裝置的重量。
發明內容
本發明主要是解決現有技術所存在的取能線圈小電流供電等的技術問題；提供了一種能適應于配電網負荷大范圍電流變化，但取能線圈能夠正常工作的一種適應于小電流在線取電供能電源。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的
一種適應于小電流在線取電供能電源，其特征在于，包括主電路開關模塊、分別與主電路開關模塊相連的電平變換模塊和儲能單元、分別與儲能單元以及電平變換模塊相連的比較單元以及一端同時與儲能單元和主電路開關模塊相連而另一端與比較單元相連的穩壓模塊。在上述的適應于小電流在線取電供能電源，所述的比較單元包括由并聯穩壓器 Q2、電阻R4、電阻R7、電阻R13組成的電壓基準源；由電阻R8、三極管Q3、電阻R14組成的射極跟隨器；由電阻R11、電阻R12、電阻R6、電阻R15、電阻Rl以及雙電壓比較器U4組成的遲滯比較器；其中，電源輸入信號經過電阻R4連接到并聯穩壓器Q2的1端，并聯穩壓器Q2 的3端接地，并聯穩壓器Q2的2端與并聯穩壓器Q2的1端相連并與電阻R7、電阻R13串聯接地，電阻R7末端經電阻R8與三極管Q3的基極相連，三極管Q3發射極的一條支路經電阻 R14接地，另一條支路經電阻R12連接與雙電壓比較器U4的3端，雙電壓比較器U4的3端經電阻Rll與雙電壓比較器U4的1端相連，雙電壓比較器U4的2端的一條支路經電阻R6 與輸入電源端連接，另一條支路經電阻Rl5接地。在上述的適應于小電流在線取電供能電源，所述的穩壓模塊包括低壓差開關穩壓電源Ul以及濾波電容C5，其中，低壓差開關穩壓電源Ul的1端與3端相連后連接到電源的輸入端，低壓差開關穩壓電源Ul的5端經濾波電容C5接地，低壓差開關穩壓電源Ul的2端直接接地，低壓差開關穩壓電源Ul的4端懸空，上述電阻Rl連接于低壓差開關穩壓電源Ul的輸出端和雙電壓比較器U4的1端之間，同時，雙電壓比較器U4的8端與低壓差開關穩壓電源Ul的輸出端直接相連，雙電壓比較器U4的4端直接接地。在上述的適應于小電流在線取電供能電源，所述的電平變換模塊為電平變化器 U3，電容C4以及電容C3 ；其中電平變化器U3的3端與上述雙電壓比較器U4的1端直接相連，電平變化器U3的5端與上述低壓差開關穩壓電源Ul的5端直接相連，電容C4連接與電平變化器U3的5端并接地，電容C3兩端分別連接與電平變化器U3的4端和電平變化器 U3的6端，電平變化器U3的2端直接接地。在上述的適應于小電流在線取電供能電源，所述的主電路開關模塊包括三極管Ql 和電阻R2，其中三極管Ql發射極連接于電源輸入端，基極經R2連接與上述電平變化器U3 的1端，集電極為最終電源輸出信號。在上述的適應于小電流在線取電供能電源，所述的儲能單元包括儲能電容C9，儲能電容C9正極接輸入電源正極，負極接地。因此，本發明具有如下優點能適應于配電網負荷大范圍電流變化，但取能線圈能夠正常工作。
附圖1是本發明的一種原理圖； 附圖2是本發明的一種工作流程圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。圖中主電路開關模塊1、電平變換模塊2、儲能單元3、比較單元4、穩壓模塊5。實施例
一種適應于小電流在線取電供能電源，包括主電路開關模塊1、分別于主電路開關模塊 1相連的電平變換模塊2和儲能單元3、分別與儲能單元3以及電平變換模塊2相連的比較單元4以及一端同時與儲能單元3和主電路開關模塊1相連而另一端與比較單元4相連的穩壓模塊5。比較單元4包括由并聯穩壓器Q2、電阻R4、電阻R7、電阻R13組成的電壓基準源； 由電阻R8、三極管Q3、電阻R14組成的射極跟隨器；由電阻R11、電阻R12、電阻R6、電阻R15、 電阻Rl以及雙電壓比較器U4組成的遲滯比較器；其中，電源輸入信號經過電阻R4連接到并聯穩壓器Q2的1端，并聯穩壓器Q2的3端接地，并聯穩壓器Q2的2端與并聯穩壓器Q2 的1端相連并與電阻R7、電阻R13串聯接地，電阻R7末端經電阻R8與三極管Q3的基極相連，三極管Q3發射極的一條支路經電阻R14接地，另一條支路經電阻R12連接與雙電壓比較器U4的3端，雙電壓比較器U4的3端經電阻Rll與雙電壓比較器U4的1端相連，雙電壓比較器U4的2端的一條支路經電阻R6與輸入電源端連接，另一條支路經電阻R15接地。穩壓模塊5包括低壓差開關穩壓電源Ul以及濾波電容C5，其中，低壓差開關穩壓電源Ul的1端與3端相連后連接到電源的輸入端，低壓差開關穩壓電源Ul的5端經濾波電容C5接地，低壓差開關穩壓電源Ul的2端直接接地，低壓差開關穩壓電源Ul的4端懸空，上述電阻Rl連接于低壓差開關穩壓電源Ul的輸出端和雙電壓比較器U4的1端之間， 同時，雙電壓比較器U4的8端與低壓差開關穩壓電源Ul的輸出端直接相連，雙電壓比較器 U4的4端直接接地。電平變換模塊2為電平變化器U3，電容C4以及電容C3 ；其中電平變化器U3的3 端與上述雙電壓比較器U4的1端直接相連，電平變化器U3的5端與上述低壓差開關穩壓電源Ul的5端直接相連，電容C4連接與電平變化器U3的5端并接地，電容C3兩端分別連接與電平變化器U3的4端和電平變化器U3的6端，電平變化器U3的2端直接接地。主電路開關模塊1包括三極管Ql和電阻R2，其中三極管Ql發射極連接于電源輸入端，基極經R2連接與上述電平變化器U3的1端，集電極為最終電源輸出信號。儲能單元3包括儲能電容C9，儲能電容C9正極接輸入電源正極，負極接地。工作時，低壓差開關穩壓電源Ul為整個裝置提供可靠的工作電源，C9為超級電容，其作用為儲能單元。Q2、R4、R7、R13組成了電壓基準源，經過R8、Q3、R14組成的射極跟隨器增強輸出能力。R11、R12、R6、R15、R1、U4組成了遲滯比較器，U3為電平變化器，比較器通過U3控制主電路開關管三極管Ql的開通或關斷。取能線圈經過整流、濾波、穩壓進入本發明的輸入端。當取能線圈一次側有小電流時，取能線圈先向超級電容充電，超級電容兩端電壓會緩慢上升，比較器的同名端接入的是基準電壓，異名端接入的是通過分壓網絡的超級電容兩級電壓。當超級電容電壓超過遲滯比較器的VH值時，比較器輸出高電平，經過U3的電平轉換，控制PNP三極管導通，從而超級電容向后級電路直接供電。此時，超級電容的電壓會因儲存能量的減少而減少，當電壓減少到遲滯比較器的VL值時，比較器輸出低電平，經過U3的電平轉換，控制PNP三極管關斷，從而是超級電容退出主電路，由取能線圈繼續向超級電容充電，準備下一時段的工作。 實驗證明，這種工作電源能夠在電流大于3A的時候啟動。能夠適應配電網大范圍的電流變化。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了主電路開關模塊1、電平變換模塊2、儲能單元3、比較單元 4、穩壓模塊5等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求
1.一種適應于小電流在線取電供能電源，其特征在于，包括主電路開關模塊(1)、分別與主電路開關模塊(1)相連的電平變換模塊(2)和儲能單元(3)、分別與儲能單元(3)以及電平變換模塊(2)相連的比較單元(4)以及一端同時與儲能單元(3)和主電路開關模塊(1) 相連而另一端與比較單元(4)相連的穩壓模塊(5)。
2.根據權利要求1所述的適應于小電流在線取電供能電源，其特征在于，所述的比較單元(4)包括由并聯穩壓器Q2、電阻R4、電阻R7、電阻R13組成的電壓基準源；由電阻R8、 三極管Q3、電阻R14組成的射極跟隨器；由電阻R11、電阻R12、電阻R6、電阻R15、電阻Rl以及雙電壓比較器U4組成的遲滯比較器；其中，電源輸入信號經過電阻R4連接到并聯穩壓器 Q2的1端，并聯穩壓器Q2的3端接地，并聯穩壓器Q2的2端與并聯穩壓器Q2的1端相連并與電阻R7、電阻R13串聯接地，電阻R7末端經電阻R8與三極管Q3的基極相連，三極管 Q3發射極的一條支路經電阻R14接地，另一條支路經電阻R12連接與雙電壓比較器U4的3 端，雙電壓比較器U4的3端經電阻Rll與雙電壓比較器U4的1端相連，雙電壓比較器U4 的2端的一條支路經電阻R6與輸入電源端連接，另一條支路經電阻R15接地。
3.根據權利要求2所述的適應于小電流在線取電供能電源，其特征在于，所述的穩壓模塊(5)包括低壓差開關穩壓電源Ul以及濾波電容C5，其中，低壓差開關穩壓電源Ul的1 端與3端相連后連接到電源的輸入端，低壓差開關穩壓電源Ul的5端經濾波電容C5接地， 低壓差開關穩壓電源Ul的2端直接接地，低壓差開關穩壓電源Ul的4端懸空，上述電阻Rl 連接于低壓差開關穩壓電源Ul的輸出端和雙電壓比較器U4的1端之間，同時，雙電壓比較器U4的8端與低壓差開關穩壓電源Ul的輸出端直接相連，雙電壓比較器U4的4端直接接地。
4.根據權利要求3所述的適應于小電流在線取電供能電源，其特征在于，所述的電平變換模塊(2)為電平變化器U3，電容C4以及電容C3 ；其中電平變化器U3的3端與上述雙電壓比較器U4的1端直接相連，電平變化器U3的5端與上述低壓差開關穩壓電源Ul的5 端直接相連，電容C4連接與電平變化器U3的5端并接地，電容C3兩端分別連接與電平變化器U3的4端和電平變化器U3的6端，電平變化器U3的2端直接接地。
5.根據權利要求4所述的適應于小電流在線取電供能電源，其特征在于，所述的主電路開關模塊(1)包括三極管Ql和電阻R2，其中三極管Ql發射極連接于電源輸入端，基極經 R2連接與上述電平變化器U3的1端，集電極為最終電源輸出信號。
6.根據權利要求1所述的適應于小電流在線取電供能電源，其特征在于，所述的儲能單元(3)包括儲能電容C9，儲能電容C9正極接輸入電源正極，負極接地。
全文摘要
本發明涉及一種供能電源，尤其是涉及一種適應于小電流在線取電供能電源。一種適應于小電流在線取電供能電源，其特征在于，包括主電路開關模塊(1)、分別與主電路開關模塊(1)相連的電平變換模塊(2)和儲能單元(3)、分別與儲能單元(3)以及電平變換模塊(2)相連的比較單元(4)以及一端同時與儲能單元(3)和主電路開關模塊(1)相連而另一端與比較單元(4)相連的穩壓模塊(5)。因此，本發明具有如下優點能適應于配電網負荷大范圍電流變化，但取能線圈能夠正常工作。
文檔編號H02J17/00GK102231573SQ20111019481
公開日2011年11月2日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日
發明者杜小剛, 林楨敏, 檀佳, 袁榮湘, 鄧翔天 申請人:武漢武新電氣科技有限公司