一種專用于直流偏磁帶電測試儀的電源供電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種專用于直流偏磁帶電測試儀的電源供電裝置，具體是為帶電測試設備提供多種取電接入，實現設備長時間連續運行的電源裝置，屬電源設備技術領域。
【背景技術】
[0002]目前電力系統對交直流混合電網直流電流的測量需求相當廣泛，特別在大型電力變壓器直流偏磁測試，換流站大型接地極分流測試等項目上，直流電流的測試越來越多。因為換流站每年單極和雙極不平衡運行持續I?2周時間，為獲取整個時間段監測點直流電流分流數據，測量使用的直流偏磁帶電測試儀必須長時間連續運行，實現對交直流混合電網直流電流分布的全面監測。在一些直流偏磁監測項目中，監測點取電相當困難，而帶電測試設備因自身功耗及電池容量限制，造成設備無法長時間連續運行。通常帶電測試儀一次充電后只能連續工作8小時左右，無法滿足項目上要求帶電測試儀長時間連續運行需求。
[0003]公知的發明或新型專利及文獻報道，主要是針對自帶可充電電池或外接電源方式連續供電，一種綜合利用太陽能及交流電源取電方式的互補式連續供電電源方案成為必需。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是針對【背景技術】提出的問題，提供一種專用于直流偏磁帶電測試儀長時間連續運行的電源供電裝置，可滿足項目上要求帶電測試儀長時間連續運行需求。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種專用于直流偏磁帶電測試儀的電源供電裝置，所述裝置包括太陽能電池板或交流外接電源、EMC防護和電源整流電路、高頻變壓器、PWM控制器和開關管、輸入欠壓檢測電路、輸入過流檢測電路、恒壓反饋控制電路、主備電檢測電路、電池充電控制電路、電池電量檢測電路、小型功率轉換器；其特征在于:
[0006]所述主備電檢測電路是檢測外部電源供電或備用電池供電狀態模塊；
[0007]所述EMC防護是抑制太陽能電池板或交流電源引入的電磁傳導騷擾模塊；
[0008]所述電源整流電路是對輸入電源極性調整模塊；
[0009]所述電池電量檢測電路是對備用電池電量進行實時監測模塊；
[0010]所述電池充電控制電路是實現電池的充電和放電控制的N溝道MOS管；
[0011]所述小型功率轉換器是將高頻變壓器二次側輸出能量分配給各功能模塊供電裝置；
[0012]所述太陽能電池板的輸出端連接到EMC防護和電源整流電路，電源整流電路輸出連接到高頻變壓器；
[0013]所述PWM控制器分別連接恒壓反饋控制電路、輸入欠壓檢測電路及輸入過流檢測電路，PWM控制器和開關管輸出連接到高頻變壓器；
[0014]所述高頻變壓器輸出分別連接到主備電檢測電路、電池充電控制電路、電池電量檢測電路及小型功率轉換器。
[0015]本實用新型有益效果是:
[0016]I)設計的電源裝置具備極寬的電壓輸入動態范圍，電源裝置輸入兼容太陽能電池板及交流電源；
[0017]2)電路上采用低功耗的PWM控制器及軌對軌的低功耗運放等器件，使電源裝置具備85%以上的能量轉換效率；
[0018]3)通過主備電檢測和備用電池電量檢測，電源裝置可實現主電和備用電源的智能化管理；
[0019]4)電源電路通過選用新型器件及電路上采用的多重保護設計，使電源裝置壽命大巾畐提尚;
[0020]5)電源裝置在直流偏磁帶電測試儀上的運用，保證測試儀在取電困難條件下，能長時間連續運行。
【附圖說明】
[0021]附圖1為本實用新型電源裝置原理方框圖；
[0022]附圖2為本實用新型欠壓及過流檢測原理圖；
[0023]附圖3為N溝道MOS管對備用電池的充放電控制原理圖。
[0024]附圖中的標記說明:1 一太陽能電池板或交流電源，2 — EMC防護和電源整流電路，3—高頻變壓器，4-PWM控制器和開關管，5—輸入欠壓檢測電路，6—輸入過流檢測電路，7—恒壓反饋控制電路，8—主備電檢測電路，9—電池充電控制電路，10—電池電量檢測電路，11一小型功率轉換器。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖對本實用新型實施例作進一步說明:
[0026]一、總體結構說明
[0027]如圖1所示的一種專用于直流偏磁帶電測試儀的電源裝置，包括太陽能電池板或交流電源1、EMC防護和電源整流電路2、高頻變壓器3、PWM控制器和開關管4、輸入欠壓檢測電路5、輸入過流檢測電路6、恒壓反饋控制電路7、主備電檢測電路8、電池充電控制電路9、電池電量檢測電路10、小型功率轉換器11。
[0028]主備電檢測電路8是檢測外部電源供電或備用電池供電狀態模塊；EMC防護是抑制太陽能電池板或交流電源引入的電磁傳導騷擾模塊；電源整流電路是對輸入電源極性調整模塊；電池電量檢測電路10是對備用電池電量進行實時監測模塊；電池充電控制電路9是實現電池的充電和放電控制的N溝道MOS管；小型功率轉換器11將高頻變壓器3 二次側輸出能量分配給各功能模塊供電。
[0029]太陽能電池板或交流電源I輸出端連接到EMC防護和電源整流電路2，EMC防護和電源整流電路2輸出連接高頻變壓器3 ;PWM控制器和開關管4分別與恒壓反饋控制電路7、輸入欠壓檢測電路5及輸入過流檢測電路6相連，PWM控制器和開關管4輸出連接到高頻變壓器3 ;高頻變壓器3輸出分別連接到恒壓反饋控制電路7、主備電檢測電路8、電池充電控制電路9、電池電量檢測電路10及小型功率轉換器11。
[0030]二、本實用新型的工作原理及功能實現
[0031]如附圖1?2所示，本實用新型是一種針對直流偏磁帶電測試儀應用需求開發的電源供電裝置，裝置能提供多種取電接入方式，通過內部能量管理及傳輸，提供帶電測試設備長時間連續運行的電源。
[0032]電源裝置從太陽能電池板或交流電源獲取能量，高頻變壓器完成能量的高效率傳送及電源裝置初次級隔離；轉換后的電壓源通過內部智能化主備電管理及小型功率轉換器傳輸，提供不間斷、多種電平、可控的電源輸出。
[0033]首先電源裝置需要將多種取電方式獲取的能量轉換為穩定的電平。電源裝置先通過EMC防護和電源整流電路將交流或直流電源轉換為單向脈動的電源，經過電源濾波后接入高頻變壓器。具有跳過周期模式的低功耗PWM控制器檢測恒壓反饋控制電路信號，控制開關管驅動高頻變壓器，從O?100%全范圍調整流過高頻變壓器原方的電流脈沖寬度，將寬范圍輸入的電壓源，轉換為低壓恒定電平。為保護輸入過低電壓影響電源板工作狀態，通過輸入欠壓檢測電路判斷接入電源裝置的電平，低于設置的參考電壓閾值，PWM控制器將關斷開關管，則高頻變壓器次級無電平輸出；為限制輸入電源裝置超負荷工作，通過輸入過流檢測電路判斷接入電源裝置的電流，高于設置的參考電流閾值，PWM控制器將關斷開關管，防止電源裝置使用的開關器件因過載而損壞。
[0034]其次電源裝置采用智能化主備電管理設計，通過集成的主備電檢測電路和電池電量檢測電路，可判斷電源裝置狀態；高頻變壓器降壓及整流濾波輸出的穩定電平，接入到電池充電控制電路，對備用電池恒流充電；同時小型功率轉換器為直流偏磁帶電測試儀提供長時間連續供電。
[0035]如附圖3所示，電池充電控制電路選用一個N溝道MOS管，實現對備用電池的充電及放電控制；通過對充電電流的取樣及比較，控制MOS管實現備用電池的恒流充電；通過調節可控基準電壓，實現對充電電流大小及關斷控制。
[0036]小型功率轉換器采用100%占空比，具備低噪聲的PWM型DC—DC變換器，將高頻變壓器降壓及整流濾波輸出的穩定電源或備用電池提供的電源，轉換為直流偏磁帶電測試儀各功能模塊工作的電壓源。
【主權項】
1.一種專用于直流偏磁帶電測試儀的電源供電裝置，所述裝置包括太陽能電池板或交流外接電源、EMC防護和電源整流電路、高頻變壓器、PWM控制器和開關管、輸入欠壓檢測電路、輸入過流檢測電路、恒壓反饋控制電路、主備電檢測電路、電池充電控制電路、電池電量檢測電路、小型功率轉換器；其特征在于: 所述主備電檢測電路是檢測外部電源供電或備用電池供電狀態模塊； 所述EMC防護是抑制太陽能電池板或交流電源引入的電磁傳導騷擾模塊； 所述電源整流電路是對輸入電源極性調整模塊； 所述電池電量檢測電路是對備用電池電量進行實時監測模塊； 所述電池充電控制電路是實現電池的充電和放電控制的N溝道MOS管； 所述小型功率轉換器是將高頻變壓器二次側輸出能量分配給各功能模塊供電裝置；所述太陽能電池板的輸出端連接到EMC防護和電源整流電路，電源整流電路輸出連接到高頻變壓器； 所述PWM控制器分別連接恒壓反饋控制電路、輸入欠壓檢測電路及輸入過流檢測電路，PWM控制器和開關管輸出連接到高頻變壓器； 所述高頻變壓器輸出分別連接到主備電檢測電路、電池充電控制電路、電池電量檢測電路及小型功率轉換器。
【專利摘要】本實用新型公開一種專用于直流偏磁帶電測試儀的電源供電裝置，包括太陽能電池板或外接市電的互補式外接電源、EMC防護和電源整流電路、高頻變壓器、PWM控制器和開關管、輸入欠壓檢測電路、輸入過流檢測電路、恒壓反饋控制電路、主備電檢測電路、電池充電控制電路、電池電量檢測電路、小型功率轉換器。采用低功耗PWM控制器及軌對軌的低功耗運放等器件，使電源裝置具備85%以上能量轉換效率，通過主備電檢測和備用電池電量檢測，電源裝置可實現主電和備用電源的智能化管理，電源電路通過選用新型器件及多重保護設計，使電源裝置壽命大幅提高，使用時可保證測試儀在取電困難條件下，能長時間連續運行。
【IPC分類】H02M5-10, H02J9-06, H02H7-10
【公開號】CN204408001
【申請號】CN201420864834
【發明人】葉立剛, 羅漢武, 李文震, 喻明華, 賀建軍
【申請人】國網內蒙古東部電力有限公司檢修分公司, 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月31日