本实用新型属于取电器具技术领域,尤其涉及一种宽范围的取电装置。
背景技术:
目前,电力工业和智能电网得到迅猛的发展,对输电线路的继电保护、运行状态的实时监控变得至关重要,而电力电子器件的大量投入使用,使电网中电源供电系统越来越复杂,电网的供电成本越来越高,取电范围也日益增宽。现有的设备供电方式主要有分压电容取电法、激光供能法和变压器抽头取电法等。分压电容取电法由于获取能量有限并且还面临绝缘问题,并不适合用于输电线路上;激光供能则不能用于野外;变压器抽头取电技术利用变压器原理把部分高压导线上的能量转换成电能输出,但有时囿于电路结构,存在取电范围较窄的缺点。例如磁控电抗器中的磁控箱取电,既可使用前两种供电方式,也可采用抽头供电方式。采用抽头供电时,若用如图5所示的取电电路供电,在一次侧电压很小时,二次侧输出并整流后的电压很小,不足以驱动dc/dc降压电路,使得输出给负载的电压达不到额定值;同时在一次侧电压很大时,存在烧坏器件的风险,实际一次电压能够调节的范围较窄,因此需要一种能够宽范围调节的取电方法。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有技术在一次侧电压很小时,二次侧输出并整流后的电压很小,不足以驱动dc/dc降压电路,使得输出给负载的电压达不到额定值。同时在一次侧电压很大时,存在烧坏器件的风险。
解决以上问题及缺陷的难度为:
dc/dc变换器能够大大扩展输入电压的范围,一般在输入最大电压和最小电压比值3倍范围内可以保证输出电压稳定,但无法实现输入电压上限和下限比值超过数十倍甚至一百倍内保证输出稳定,电路安全工作。
解决以上问题及缺陷的意义为:
解决这一问题,将为需要宽输入电压范围系统提供一种可靠的供电方案。
技术实现要素:
为了解决现有技术存在的问题,本实用新型提供了一种宽范围的取电装置。
本实用新型是这样实现的,一种宽范围的取电装置,所述宽范围的取电装置设置有第一绕组;
第一绕组右端设置有第二绕组和第三绕组,第二绕组经过常闭触点k1-s1连接第一整流电路,第一整流电路并联于滤除纹波的电容c1;
电容c1连接二极管d1,二极管d1与boost电路连接,boost电路连接dc/dc电路,dc/dc电路连接负载。
进一步,所述第三绕组连接第二整流电路,第二整流电路连接电容c2,电容c2并联电阻r1。
进一步,所述电阻r1的非接地端经过二极管d2连接到二极管d1与boost电路之间。
进一步,所述电阻r1与电阻r3的非接地端之间串联有稳压管z1与稳压管z2、与稳压管z2串联的常开触点k1-s2。
进一步,所述电阻r3与三极管的发射极共同接地,三极管的基极经电阻r2连接在电阻r3的非接地端。
进一步,所述三极管的集电极经过继电器线圈k1与直流供电电源vcc连接在dc/dc电路与负载之间。
结合上述的所有技术方案,本实用新型所具备的优点及积极效果为:
本实用新型通过变压器大小抽头的使用、配合boost电路和buck电路,极大提高供电系统输入电压的范围能够在交流输入5v~300v范围内保证输出电压稳定可靠,比常规的dc/dc变换器要求的85v~265v有了较大的扩展。本实用新型利用不同稳压值的稳压管构成迟滞比较系统,保证了继电器切换可靠,避免了继电器频繁切换,提高了电路工作可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的宽范围的取电装置结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的当绕组2正常工作时的拓扑图。
图3是本实用新型实施例提供的当绕组2因电压过高退出运行,绕组3开始工作时的拓扑图。
图4是本实用新型实施例提供的boost电路和dc/dc降压电路工作原理示意图。
图5是本实用新型实施例提供的传统的抽头式取电方法拓扑图。
图中:1、第一绕组;2、第二绕组;3、常闭触点k1-s1;4、第一整流电路;5、电容c1;6、二极管d1;7、boost电路;8、dc/dc电路;9、负载;10、直流供电电源vcc;11、继电器线圈k1;12、电阻r2;13、稳压管z2;14、常开触点k1-s2;15、电阻r3;16、稳压管z1;17、二极管d2;18、电阻r1;19、电容c2;20、第二整流电路;21、第三绕组。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
针对现有技术存在的问题,本实用新型提供了一种宽范围的取电装置,下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
如图1所示,本实用新型实施例提供的宽范围的取电装置中如图1所示,本实用新型实施例提供的宽范围的取电装置中第一绕组1右端设置有第二绕组2和第三绕组21,其中,第二绕组2圈数n2>第三绕组21圈数n3。第二绕组2经过常闭触点k1-s13连接第一整流电路4,第一整流电路4并联于滤除纹波的电容c15,电容c15连接二极管d16,二极管d16与boost电路7连接,boost电路7连接dc/dc电路8,dc/dc电路8连接负载9。
第三绕组21连接第二整流电路20,第二整流电路20连接电容c219,电容c219并联电阻r118。电阻r118的非接地端经过二极管d217连接到二极管d16与boost电路7之间;稳压管z116与稳压管z213、与稳压管z213串联的常开触点k1-s214并联在电阻r118与电阻r315的非接地端之间;三极管的基极经电阻r212连接在电阻r315的非接地端,电阻r315与三极管的发射极共同接地,三极管的集电极经过继电器线圈k111与直流供电电源vcc10连接在dc/dc电路8与负载9之间。
下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的描述。
如图4所示,变压器原边输入电压范围为5~300v,额定电压为300v,负边两个绕组额定电压分别为30v和180v,boost电路由芯片mc34063实现,dc/dc降压电路由lm2576实现,稳压管z1的稳压值为5.6v,z2的稳压值为4.7v。
本实用新型的工作原理为:当一次输入电压较低时,二次电压经整流电路输出一个直流电压,c1的作用为滤除纹波,d1的作用为限制电流的方向。此时绕组2的输出电压大于绕组3的输出电压,此时z1两端的压降尚不足以使z1导通,所以三极管不会导通,继电器线圈k1不会动作,电路工作状态如图2所示。绕组3不会对负载供电,负载仅由绕组2供电,输出稳定的直流5v电压。
当一次输入电压较大时,绕组2的输出电压也很大,危及电路器件。此时z1两端的电位差升高到足以使其导通,所以三极管导通,继电器线圈动作,常闭触点k1-s1断开,绕组2停止供电,常开触点k1-s2闭合,三极管改由z2导通,此时电路工作状态如图3所示。由于z2的稳压值更小,所以即使在绕组3与boost电路连通时d2左端的电位发生下降也能对三极管保持稳定供电,抑制了继电器线圈k1在动作临界点的抖动,使继电器线圈k1正常运作。由于绕组3的电压传变比例更小,所以当一次电压较大时,输出端仍能够给负载提供稳定的直流5v电压,拓宽了一次电压的调节范围。
在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
1.一种宽范围的取电装置,其特征在于,所述宽范围的取电装置设置有:
第一绕组;
第一绕组右端设置有第二绕组和第三绕组,第二绕组经过常闭触点k1-s1连接第一整流电路,第一整流电路并联于滤除纹波的电容c1;
电容c1连接二极管d1,二极管d1与boost电路连接,boost电路连接dc/dc电路,dc/dc电路连接负载。
2.如权利要求1所述宽范围的取电装置,其特征在于,所述第三绕组连接第二整流电路,第二整流电路连接电容c2,电容c2并联电阻r1。
3.如权利要求2所述宽范围的取电装置,其特征在于,所述电阻r1的非接地端经过二极管d2连接到二极管d1与boost电路之间。
4.如权利要求2所述宽范围的取电装置,其特征在于,所述电阻r1与电阻r3的非接地端之间串联有稳压管z1与稳压管z2、与稳压管z2串联的常开触点k1-s2。
5.如权利要求4所述宽范围的取电装置,其特征在于,所述电阻r3与三极管的发射极共同接地,三极管的基极经电阻r2连接在电阻r3的非接地端。
6.如权利要求5所述宽范围的取电装置,其特征在于,所述三极管的集电极经过继电器线圈k1与直流供电电源vcc连接在dc/dc电路与负载之间。
技术总结