[实用新型]一种高压取电双超级电容储能的电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，是一种从高压线路直接获取电能，向电力参数检测设备的高压侧电路供电的一种高压取电双超级电容储能的电源。

背景技术

高压线路的电力参数检测设备，如有源型的电子式电流互感器、电子式电压互感器，其高压侧电路与低压电路之间具有良好绝缘隔离，测量信号采用光纤通信传输，这样向高压侧电路供电就成为一项关键技术。

常用的向高压侧电路供电方式主要有母线电流取能供电、高压电容分压电流取能供电、激光供电、母线取能和锂离子电池相结合的供电方案。专利200810112630.2也介绍了一种有源电子式光电电流互感器高压侧供能装置，是采用母线取电和激光供能组合的一种电源。

母线电流取能供电，其供电的能量来自高压线路电流，取能是通过一个套在高压线路上的磁感应线圈来完成的，高压线路周围存在磁场，通过磁场来获取能量，然后经处理，提供给高压侧电路。这种技术方案方式体积小、结构紧凑、绝缘封装简单、使用安全、成本低，缺点是高压线路电流不是稳定值，且变化范围非常大，因此磁感应线圈必须同时兼顾最小、最大两种极限条件，目前存在最小值的死区，当高压线路电流＜30A时，系统不能正常工作。

电容电流取能供电是利用电容分压器从高压线路周围存在的电场取能供电的，由于一次电压相对电流来说比较稳定，此方案的电源输出也较稳定，但是解决取能电路和后续工作电路之间的电气隔离问题，必须有过电压防护和电磁兼容设计，因为高压电容的容量问题，采用这种方法得到的功率有限。

激光供电，是采用激光从低电压侧通过光纤将光能量传送到高电压侧，再由光电转换器件将光能量转换为电能量，经过DC-DC变换后提供稳定的电源输出。其突出优点是能量以光的形式通过光纤传输到高压侧，完全实现高、低压间电气的隔离，不受电磁干扰的影响，稳定可靠，缺陷是激光的发光波长及输出功率都受温度影响，必须采取措施对温度进行自动控制，其次转换效率低，提供的能量有限，制作成本高。

此外还有母线取能和锂离子电池相结合的供电方案，其取电方式与母线电流电源供电相同，增加了锂离子电池储能电路，在低压、短期断电或小电流情况下，锂离子电池自动投入供电。其缺陷是在电源中采用了锂离子电池，其使用温度和寿命都受到限制。现阶段普遍采用锂电池、铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池或Ni-H蓄电池，但采用蓄电池作为蓄电系统有许多缺陷：充电次数有限(小于1000次)，使用寿命较短；不能进行大电流充电；蓄电池需要有防过充、防过放以及温度补偿等控制电路。

综上所述，在现有电力参数检测设备，如电子式电流电压互感器产品的高压侧电路供电方式中，普遍存在当高压线路出现小电流或低电压时，高压侧电路供电不足或者无供电的问题。

发明内容

为了解决现有技术的电力参数检测设备，存在当高压线路出现小电流或低电压时，高压侧电路供电不足或者无供电的问题，本实用新型提出了一种高压侧电路供电稳定的一种高压取电双超级电容储能的电源。

本实用新型技术方案如下：

一种高压取电双超级电容储能的电源，该电源由依次连接的高压取电线圈、泄流保护电路、整流滤波电路、电能切换供电电路、测量管理电路、超级电容器储能电路A、超级电容器储能电路B组成。

所述高压取电线圈采用高导磁材料制成的圆形磁芯T1，在该磁芯上均匀绕制线圈L1。

所述泄流保护电路包括依次连接绕在圆形磁芯T1的测量线圈L2、限流电阻R1，电流取样电阻R2；R1与R2连接的一端连接到双向晶闸管SC1控制端上，双向晶闸管SC1与线圈L1并联。

所述的整流滤波电路由整流桥BR和电解电容C1、陶瓷MLCC电容C2组成。

电能切换供电电路由大功率MOS管S1、S2、S3、S4组成，S1源极与S2源极相连，S1、S2的漏极分别与超级电容器储能电路B、超级电容器储能电路A正输入端相连，S3漏极与S4漏极相连，S3、S4的源极分别与超级电容器储能电路A、超级电容器储能电路B正输出端相连。

测量管理电路由单片机控制电路(Power Manage Circuit)组成，PI1、PI2、PI3、PI4为电压检测输入端，PI1连接整流滤波电路的正输出端，PI2连接超级电容器储能电路A和超级电容器储能电路B的正输入端，PI3连接超级电容SCap1正接线端，PI4连接超级电容SCap2正接线端；P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8为输出控制端，分别连到S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8栅极控制端。