專利名稱：用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的用于三相高壓電的在線取能裝置大致可分為兩類高壓電流取能裝置和高壓電壓取能裝置。高壓電流取能是采用電流取能線圈，通過感應(yīng)負(fù)載電流產(chǎn)生的交變磁場獲取電流并轉(zhuǎn)化為能量。但是該方式較大的受到線路負(fù)載情況的影響，難以保證電子単元的正常工作。高壓電壓取能一般采用電容分壓的方式，設(shè)置分壓電容組將線路高壓轉(zhuǎn)換成低壓交流電壓，整流后轉(zhuǎn)化為直流電源供在線的電子単元工作。但這種簡單的電容分壓取能方式將電子線路負(fù)載與分壓電容直接并聯(lián)，使得電子線路負(fù)載的變化對(duì)電容分壓比的影響較大，構(gòu)成了負(fù)載阻抗與供能效率之間的矛盾，負(fù)荷波動(dòng)嚴(yán)重情況下甚至有可能直接導(dǎo)致電源崩潰，這也決定了這種方式的供電功率不可能設(shè)計(jì)的很大。當(dāng)在線監(jiān)測裝置內(nèi)設(shè)置有能耗較大的単元，如無線GPRS通信模塊時(shí)，這種簡單的電壓取能方式往往無法滿足其耗能需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高可靠性且大功率的用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置。本發(fā)明提供的這種用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置，包括三個(gè)整流単元、電子設(shè)備負(fù)載單元、兩個(gè)電容分壓単元、三個(gè)變壓器単元和三個(gè)濾波穩(wěn)壓單元；
所述電容分壓單元包括高壓電容`單元和低壓電容單元，兩個(gè)所述電容分壓單元分別跨接于高壓線路的A相、B相之間以及B相、C相之間，該電容分壓単元用于將高電壓轉(zhuǎn)換成比該高電壓低的中間電壓；
三個(gè)所述變壓器単元分別與兩個(gè)所述低壓電容単元并聯(lián)相接，用于將中間電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，并進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換，三個(gè)所述變壓器単元的輸出端分別與三個(gè)所述整流単元一一對(duì)應(yīng)連接；
三個(gè)所述濾波穩(wěn)壓單元與三個(gè)所述整流単元的直流輸出端一一對(duì)應(yīng)連接，三個(gè)所述濾波穩(wěn)壓單元的正極輸出端各串聯(lián)ー個(gè)保護(hù)ニ極管后并聯(lián)相接，其負(fù)極輸出端直接并聯(lián)相接，二者共同為電子設(shè)備負(fù)載単元提供直流電源輸出。所述高壓電容單元為單個(gè)或多個(gè)高壓電容的串聯(lián)和并聯(lián)的組合，所述低壓電容單元為單個(gè)或多個(gè)低壓電容的串聯(lián)和并聯(lián)的組合。所述變壓器単元包括變壓器本體以及過壓過流保護(hù)單元，變壓器本體的容量是根據(jù)在線電子設(shè)備負(fù)載單元正常工作所需的能量與變壓器本身的效率設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的；過壓過流保護(hù)單元主體為壓敏電阻與熱敏電阻的組合器件。所述濾波穩(wěn)壓單元包括濾波電容和穩(wěn)壓集成電路芯片。所述整流單元采用半波整流方式或全波整流方式。本發(fā)明跟現(xiàn)有技術(shù)比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.不受線路本身負(fù)載的影響，無論線路本身是滿載還是輕載，對(duì)本發(fā)明輸出能量的影響很小；
2.可提供的輸出能量大，本發(fā)明可輸出W級(jí)(瓦級(jí))以上的能量，可供能耗較大的電子線路負(fù)載使用；
3.可靠性高，即使三相高壓線路中的任意ー相發(fā)生失壓故障，本發(fā)明依然能提供電子裝置所需的能量，保證其正常工作；
4.具有自我保護(hù)及保護(hù)后端電子設(shè)備的功能，當(dāng)高壓線路產(chǎn)生エ頻過電壓或者雷電沖擊過電壓時(shí)，本發(fā)明可以自行應(yīng)對(duì)處理，達(dá)到保護(hù)自身及后端電路的目的。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的原理框圖。圖3是本發(fā)明高壓取能裝 置中的電容分壓單元。圖4是本發(fā)明高壓取能裝置中的變壓器保護(hù)單元。圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中高壓電容組成圖。圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中低壓電容組成圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步的說明。如圖1所示，本發(fā)明直接從配電網(wǎng)絡(luò)的高壓電カ線路上獲取電能，經(jīng)電容分壓、變壓器降壓、整流以及濾波后，供在線計(jì)量、監(jiān)測等電子設(shè)備負(fù)載単元使用。高壓電容單元為單個(gè)或多個(gè)高壓電容的串聯(lián)和并聯(lián)的組合，低壓電容單元為單個(gè)或多個(gè)低壓電容的串聯(lián)和并聯(lián)的組合。變壓器単元包括變壓器本體以及過壓過流保護(hù)單元，變壓器本體的容量是根據(jù)在線電子設(shè)備負(fù)載単元正常工作所需的能量與變壓器本身的效率設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的；過壓過流保護(hù)單元主體為壓敏電阻與熱敏電阻的組合器件。濾波穩(wěn)壓單元包括濾波電容和穩(wěn)壓集成電路芯片。整流單元采用半波整流方式或全波整流方式。如圖2所不,本發(fā)明包括一號(hào)電容分壓單兀Cl、二號(hào)電容分壓單兀C2、一號(hào)變壓器單元Tl、二號(hào)變壓器單元T2、三號(hào)變壓器單元T3、一號(hào)整流單元RB1、二號(hào)整流單元RB2、三號(hào)整流単元RB3、一號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FS1、二號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FS2、三號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FS3和電子設(shè)備負(fù)載單兀?！?hào)電容分壓單兀Cl包括第一高壓電容單兀Cll和第一低壓電容單兀C12。ニ號(hào)電容分壓單元C2包括第二壓電容單元C21和第二低壓電容單元C22。一號(hào)電容分壓單元Cl跨接于高壓線路的A相與B相之間，二號(hào)電容分壓單元C2跨接于高壓線路的B相與C相之間。這兩個(gè)電容分壓單元均用于將高電壓(V11、V21、V31)轉(zhuǎn)換成比該高電壓低的中間電壓(V12、V22、V32)。一號(hào)變壓器単元Tl、二號(hào)變壓器単元T2和三號(hào)變壓器単元T3的原方分別與第一低壓電容単元C12并聯(lián)相接，同時(shí)這些變壓器単元的原方也分別與第二低壓電容単元C22并聯(lián)相接。一號(hào)變壓器単元Tl的副方與一號(hào)整流単元RBl的輸入端相連，二號(hào)變壓器単元T2的副方與二號(hào)整流單元RB2的輸入端相連，三號(hào)變壓器單元T3的副方與三號(hào)整流單元RB3的輸入端相連。這些變壓器單元將中間電壓(￥12、￥22、￥32)轉(zhuǎn)換成低電壓(￥13、￥23、V33)，實(shí)現(xiàn)二次降壓；同時(shí)這些単元實(shí)現(xiàn)了阻抗轉(zhuǎn)換功能，其后所帶的電路負(fù)載即使發(fā)生了變化，對(duì)上述電容分壓單元分壓比的影響也較小，低電壓(V12、V22、V32)會(huì)維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值，從而提高了本發(fā)明取能電壓的穩(wěn)定性。三個(gè)整流単元分別將三個(gè)變壓器單元輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電(直流電壓V14、V24、V34)。一號(hào)整流單元RB1、二號(hào)整流單元RB2和三號(hào)整流單元RB3均可是全波整流方式，或是半波整流方式；采用全波整流方式供電效率更高。一號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FSl與一號(hào)整流單元RBl的直流輸出端相連，二號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FS2與二號(hào)整流單元RB2的直流輸出端相連，三號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FS3與三號(hào)整流單元RB3的直流輸出端相連。這三個(gè)濾波穩(wěn)壓單元用于抑制紋波，并穩(wěn)定輸出電壓(V15、V25、V35)，為電子設(shè)備負(fù)載單兀提供所需的同一工作電壓值。一號(hào)濾波穩(wěn)壓單兀FSl的正極輸出端與一號(hào)保護(hù)ニ極管Dl的陽極相連，二號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FS2的正極輸出端與二號(hào)保護(hù)ニ極管D2的陽極相連，三號(hào)濾波穩(wěn)壓單兀FS3的正極輸出端與三號(hào)保護(hù)ニ極管D3的陽極相連,一號(hào)保護(hù)ニ極管Dl的陰極、二號(hào)保護(hù)ニ極管D2的陰極和三號(hào)保護(hù)ニ極管D3的陰極三者并聯(lián)相接，成為本發(fā)明的負(fù)載輸出端的正極端；一號(hào)濾波穩(wěn)壓單兀FSl的負(fù)極輸出端、二號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FS2的負(fù)極輸出端和三號(hào)濾波穩(wěn)壓單元FS3的負(fù)極輸出端三者并聯(lián)相接，成為本發(fā)明的負(fù)載輸出端的負(fù)極端。該正極端和負(fù)極端共同為電子設(shè)備負(fù)載單元各器件提供穩(wěn)定的直流電源輸出。在三相線路電壓正常工作的情況下，第一低壓電容単元C12、第二低壓電容単元C22通過一號(hào)變壓器単元Tl、二號(hào)變壓器単元T2以及三號(hào)變壓器単元T3供能。當(dāng)A相失壓時(shí)，第二低壓電容單元C22通過二號(hào)變壓器単元T2供能；當(dāng)C相失壓時(shí)，第一低壓電容單元C12通過一號(hào)變壓器単元Tl供能；當(dāng)B相失壓時(shí)，第一低壓電容単元C12、第二低壓電容単元C22通過一號(hào)變壓器単元Tl、二號(hào)變壓器単元T2以及三號(hào)變壓器単元T3供能。假定電子設(shè)備負(fù)載単元需要消耗的功率為Po，在配置第一高壓電容単元CU、第一低壓電容単元C12、第二高壓電容單元C21和第二低壓電容單元C22時(shí)需要考慮C相(或A相)失壓時(shí)的最嚴(yán)酷情況，要求第 一低壓電容単元C12通過一號(hào)變壓器単元Tl (或者第二低壓電容単元C22通過二號(hào)變壓器單元T2)能輸出功率P。。第一高壓電容單元Cll與第一低壓電容單元C12配置式(I)。
權(quán)利要求
1.一種用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置，包括三個(gè)整流單元和電子設(shè)備負(fù)載單元，其特征在于，該裝置還包括兩個(gè)電容分壓單元、三個(gè)變壓器單元和三個(gè)濾波穩(wěn)壓單元； 所述電容分壓單元包括高壓電容單元和低壓電容單元，兩個(gè)所述電容分壓單元分別跨接于高壓線路的A相、B相之間以及B相、C相之間，該電容分壓單元用于將高電壓轉(zhuǎn)換成比該高電壓低的中間電壓； 三個(gè)所述變壓器單元分別與兩個(gè)所述低壓電容單元并聯(lián)相接，用于將中間電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，并進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換，三個(gè)所述變壓器單元的輸出端分別與三個(gè)所述整流單元一一對(duì)應(yīng)連接； 三個(gè)所述濾波穩(wěn)壓單元與三個(gè)所述整流單元的直流輸出端一一對(duì)應(yīng)連接，三個(gè)所述濾波穩(wěn)壓單元的正極輸出端各串聯(lián)一個(gè)保護(hù)二極管后并聯(lián)相接，其負(fù)極輸出端直接并聯(lián)相接，二者共同為電子設(shè)備負(fù)載單元提供直流電源輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置，其特征在于，所述高壓電容單元為單個(gè)或多個(gè)高壓電容的串聯(lián)和并聯(lián)的組合，所述低壓電容單元為單個(gè)或多個(gè)低壓電容的串聯(lián)和并聯(lián)的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置，其特征在于，所述變壓器單元包括變壓器本體以及過壓過流保護(hù)單元，變壓器本體的容量是根據(jù)在線電子設(shè)備負(fù)載單元正常工作所需的能量與變壓器本身的效率設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的；過壓過流保護(hù)單元主體為壓敏電阻與熱敏電阻的組合器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置，其特征在于，所述濾波穩(wěn)壓單元包括濾波電容和穩(wěn)壓集成電路芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置，其特征在于，所述整流單元采用半波整流方式或全波整流方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于配電網(wǎng)絡(luò)的三相在線取能裝置，包括兩個(gè)電容分壓單元、三個(gè)變壓器單元、三個(gè)整流單元、三個(gè)濾波穩(wěn)壓單元和電子設(shè)備負(fù)載單元；兩個(gè)電容分壓單元分別跨接于高壓線路的A、B相之間以及B、C相之間；三個(gè)變壓器單元分別與兩個(gè)低壓電容單元并聯(lián)相接，三個(gè)變壓器單元的輸出端分別與三個(gè)整流單元一一對(duì)應(yīng)連接；三個(gè)濾波穩(wěn)壓單元與三個(gè)整流單元的直流輸出端一一對(duì)應(yīng)連接，三個(gè)濾波穩(wěn)壓單元的正極輸出端各串聯(lián)一個(gè)保護(hù)二極管后并聯(lián)相接，其負(fù)極輸出端直接并聯(lián)后為電子設(shè)備負(fù)載單元提供直流電源輸出。本發(fā)明可輸出W級(jí)以上能量，并保證線路上發(fā)生單相斷相的故障狀況時(shí)，所提供的能量輸出依然能保證在線電子設(shè)備負(fù)載單元的正常工作。
文檔編號(hào)H02M7/06GK103036455SQ20121053738
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者陳金玲, 王何平, 易文明, 易龍強(qiáng), 扶小飛 申請(qǐng)人:威勝集團(tuán)有限公司