一种新型自供电无线测温传感器取能电路的制作方法
一种新型自供电无线测温传感器取能电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型自供电无线测温传感器取能电路，包括整流电路、电子开关、电子开关控制电路、稳压与分压电路、电容储能池、LDO线性电源、电压稳定反馈电路、线圈及环形铁芯，其中线圈绕制在环形铁芯上，整流电路输入端连接线圈，输出端连接电子开关，电子开关连接电子开关控制电路及稳压与分压电路，电容储能池连接稳压与分压电路，并连接LDO线性电源，电容储能池还连接电压稳定反馈电路的一输入端，电压稳定反馈电路之另一输入端接一设定电压，输出端连接至电子开关控制电路，通过本实用新型，不仅降低了电路的复杂程度，而且不会产生线圈过热问题，提高电路效率,并降低了硬件成本和减少了一道工序，提高工作效率。
【专利说明】一种新型自供电无线测温传感器取能电路
【技术领域】
[0001]本实用新型关于一种取能电路，特别是涉及一种新型自供电无线测温传感器取能电路。
【背景技术】
[0002]目前，传统的自供电无线测温传感器供电部分处理电路见图1。其工作原理采用如下控制方式，环形铁芯有两组线圈，其中一组作为工作线圈，另一组为短路线圈。工作原理如下:当高压载流体有电流通过后，产生交流电压UACl，经过整流电路后对储能电容充电。LDO(Low Drop-Out regulator,低压差线性稳压器)经过对储能电容电压进行线性变换后供后级电路供电。当电压超过设定值时(VDC电压不能过高，否则会损害电子电路)，电压稳定反馈电路工作，控制电子开关导通，使短路线圈通过整流桥短路。由于工作线圈和短路线圈同在一个铁芯上，短路线圈短路后，铁芯上的磁通基本都降落在短路线圈上，因此工作线圈上的电压就会降低。当工作线圈电压降低到设定值时，电压稳定反馈电路控制电子开关打开，工作线圈产生的电压升高，对电容充电，供后续电路工作。
[0003]然而，采用图1的传统的自供电无线测温传感器取能电路，存在以下缺点:1、需要在环形铁芯上缠绕两组线圈，增加了成本，并多产生了一道工序，降低了生产效率；2、由于为了控制工作电压不能过高，因此短路线圈始终处在短路、开路交替工作的状态下，因此，产生了一个断续的短路电流，该电流在线圈中持续工作，会引起线圈发热，并且随着短路电流的升高，发热情况越来越严重。3、控制效率低。由于采用短路工作模式，在高压在流体电流增大，磁场增大时，该电路必须连读短接一组线圈，来降低另一组线圈的电压。该工作电路主要将能量转化为热量消耗掉，因此效率较低。
实用新型内容
[0004]为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型之一目的在于提供一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其只需一组环形铁芯线圈，降低了硬件成本和减少了一道工序，提高了工作效率。
[0005]本实用新型之另一目的在于提供一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其采用单线圈开路控制模式，降低了电路的复杂程度，简单可靠。
[0006]本实用新型之又一目的在于提供一种新型自供电无线测温传感器取能电路，解决了线圈发热问题。
[0007]本实用新型之再一目的在于提供一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其在电压升高时，使后续电路与主电路通过电子开关断开来控制电压，因此效率大大提高，不会产生线圈过热问题，提高了电路效率。
[0008]为达上述及其它目的，本实用新型提出一种新型自供电无线测温传感器取能电路，该取能电路包括整流电路、电子开关、电子开关控制电路、稳压与分压电路、电容储能池、LDO线性电源、电压稳定反馈电路、线圈以及环形铁芯，其中，所述线圈绕制在所述环形铁芯上，所述整流电路输入端连接所述线圈，输出端连接所述电子开关，所述电子开关连接所述电子开关控制电路及所述稳压与分压电路，所述电容储能池连接所述稳压与分压电路，并连接所述LDO线性电源以输出稳定电压，所述电容储能池还连接所述电压稳定反馈电路的一输入端，所述电压稳定反馈电路之另一输入端接一设定电压，输出端连接至所述电子开关控制电路。
[0009]进一步地，所述电子开关控制电路包括一继电器(Ul)、输出现流电阻(Rl)和输入限流电阻(R2)，所述输入限流电阻(R2)连接所述继电器(Ul)的控制端和所述电压稳定反馈电路的输出端，所述输出限流电阻(Rl)连接所述继电器(Ul)的输出端和所述电子开关，所述继电器(Ul)的另一控制端接所述LDO线性电源的输出端，所述继电器(Ul)的受控端连接所述整流电路的输出。
[0010]进一步地，所述继电器(Ul)为常闭型的MOSFET型继电器。
[0011]进一步地，所述电子开关包括达林顿连接的第一三极管(Ql)和第二三极管(Q2)，所述第一三极管(Ql)、所述第二三极管(Q2)的集电极接所述整流电路的输出，所述第一三极管(Ql)发射极接所述第二三极管(Q2)基极，所述第二三极管(Q2)发射极接所述稳压与分压电路，所述第一三极管(Ql)基极通过所述输出限流电阻(Rl)接所述继电器(Ul)的输出端。
[0012]进一步地，所述稳压与分压电路包括第一二极管(Dl)和第二二极管(D2)，第二二极管(D2)阴极接所述整流电路的输出，所述第一二极管(Dl)阳极接地，所述第一二极管(Dl)和所述第二二极管(D2)公共端接所述电子开关的第二三极管(Q2)的发射极和所述电容储能池的正端。
[0013]进一步地，所述电容储能池包括多个并联相接的高容量电容，负端接地，正端连接至所述LDO线性电源的输入端，所述电容储能池的正端还连接至所述电压稳定反馈电路的米样输入端。
[0014]进一步地，所述电压稳定反馈电路包括采样电路、参考电压产生电路以及放大器(U4)，所述采样电路的采样输入端接所述电容储能池，输出接至所述放大器(U4)的反相输入端，所述参考电压产生电路接至所述放大器的同相输入端，所述放大器(U4)的输出通过所述输入限流电阻接至所述电子开关控制电路继电器(Ul)的控制端。
[0015]与现有技术相比，本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路采用单线圈开路工作模式，当高压载流体电流升高，工作电压VDC升高到设定范围后，电压稳定反馈回路控制电子管开路，开路后电源不再对电容充电，后级电路的工作主要靠电容能量的释放；当电容能量释放到一定程度(反应为电容电压降低)，由电压稳定反馈回路控制电子开关闭合，输入电压对电容进行充电，使LDO输入电压抬升,从而也将输入电压控制在一个合理的范围内，本实用新型不仅降低了电路的复杂程度，简单可靠，而且不会产生线圈过热问题，提高了电路效率，并降低了硬件成本和减少了一道工序，提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术中一种自供电无线测温传感器取能电路的电路框图；
[0017]图2为本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路的电路框图。；
[0018]图3为本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路之较佳实施例的电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]以下通过特定的具体实例并结合【专利附图】
【附图说明】本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。
[0020]图2为本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路的电路框图。如图2所示，本实用新型一种新型自供点无线测温传感器取能电路，包括:整流电路10、电子开关20、电子开关控制电路30、稳压与分压电路40、电容储能池50、LDO线性电源60、电压稳定反馈电路70、交流线圈80以及环形铁芯90，交流线圈80绕制在环形铁芯90上，二者联合组成交流取能电路以在有高压载流体通过环形铁芯90时拾取能量并以交流电压形式输出，该输出电压连接至整流电路10以转换为直流电压VDC，该直流电压VDC连接至电子开关20，电子开关20在电子开关控制电路30的控制下向稳压与分压电路40输出可控的电压脉冲Vin，该电压脉冲Vin连接至电容储能池50将能量予以储存，电容储能池50连接至LDO线性电源输出稳定电压如3.3V，稳压与分压电路40输出可控的电压脉冲Vin的同时还连接至电压稳定反馈电路70，以将电压脉冲Vin与一设定电压比较以输出控制信号至电子开关控制电路30形成负反馈，完成将交流线圈80和环形铁芯90拾取的能量转换为稳定电压输出的控制。
[0021]具体的说，整流电路10的作用是将环形铁芯90的线圈80输出的交流电压整流成直流电压(VDC)输出。电子开关电路20主要是负责进行直流输出电压大小的控制，当直流电压超过设定值，电子开关20打开，直流电压停止对储能电容池充电；当直流电压小于设定值，电子开关接通，直流电压对储能电容池充电。电子开关控制电路30主要负责对电子开关的控制与驱动，使其在电压稳定反馈电路70的控制下可靠地导通与管断。稳压与分压电路40主要起到两个作用:第一对直流电压进行限制，防止直流电压过高造成电路原件损害，第二，对电路电压进行分压，提供LDO的输入电压(Vin)。LDO线性电源60主要作用是将变动的Vin电压进行稳压输出，保证后续的3.3V能够稳定输出。电压稳定反馈电路70主要是对LDO线性电源60的输入电压Vin与设定电压进行比较，当Vin高于设定值时，电压稳定反馈电路70控制电子开关20打开；当Vin低于设定值时，电压稳定反馈电路70控制电子开关20接通。
[0022]图3为本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路之较佳实施例的电路原理图。其中，线圈80、环形铁芯90和整流电路10均为常规产品，电容储能池50为多个高容量电容(例如Cl，C2, C5)，LDO线性电源60包括线性稳压器LDO和滤波电容C3，电子开关控制电路30包括一 MOSFET型继电器Ul和输出限流电阻Rl和输入限流电阻R2，输入限流电阻R2连接MOSFET型继电器Ul的控制端和电压稳定反馈电路70的放大器U4的输出端，输出限流电阻Rl连接MOSFET型继电器Ul的输出端和电子开关20的三极管Ql基极，MOSFET型继电器Ul的另一控制端接LDO线性电源60之输出，MOSFET型继电器Ul的受控端输入为整流输出直流电压VDC，电子开关20包括达林顿连接的三极管Ql和Q2 (可分别称之为第一三极管Q1、第二三极管Q2)，QU Q2集电极接整流输出直流电压VDC，Ql发射极接Q2基极，Q2发射极接稳压与分压电路40的稳压管D2和Dl的公共端，Ql基极通过限流电阻Rl接继电器Ul的输出端，稳压与分压电路40包括齐纳二极管Dl和D2 (可分别称之为第一二极管D1、第二二极管D2)，D2阴极接整流输出直流电压VDC，D1阳极接地，Dl和D2公共端接电子开关20的输出即Q2的发射极和电容储能池50的正端，电容储能池50的负端接地，电容储能池50的正端连接至LDO线性电源60的输入端，其输出连接至负载如CPU等，电容储能池50的正端还连接至电压稳定反馈电路70的采样输入端，电压稳定反馈电路70包括采样电路、参考电压产生电路以及放大器U4，电阻R4和R6构成采样电路，其采样输入端接电容储能池50，输出接至放大器U4的反相输入端，R3和R5组成参考电压产生电路，其输出接至放大器U4的同相输入端，放大器U4输出通过输入限流电阻R2接至电子开关控制电路30的输入端即继电器Ul的控制端。
[0023]以下将配合图2、图3进一步说明本实用新型的原理:环形铁芯90在高压载流体的磁场作用下，形成交变磁场。磁场使环形铁芯的交流线圈80产生交流电压。交流电压在整流电路10处理后形成直流电压VDC。电压VDC经过电子开关20后，再经过分压连接到储能电容50上，并作为LDO线性电源60的输入电压。为控制LDO线性电源60输入电压不超过芯片的规定值，电压稳定反馈电路70始终对其进行监视，当电压高过设定电压时，电压稳定反馈电路70控制电子开关20断开，这时负载的供电完全依靠电容中的储能。随着电容储能的泄放，电压Vin降低。当低于设定值后，电压稳定反馈电路70将电子开关打开，VDC经过分压后对储能电容进行充电，当充电到高压设定值后关闭。由于电容上的电压不能突变，因此LDO的输入电压Vin是在一定范围内的充电、放电。而LDO的输出稳压特性，决定了后续3.3V电压的稳定。
[0024]为了保证在后续电路在上电瞬间能启动工作，电子开关控制电路中的Ul为常闭型的MOSFET型继电器。在电瞬间，电子开关打开，对电容充电。当电容电压升高到LDO能够启动工作的电压后，后续电路开始工作，对电压进行稳定控制。
[0025]可见，本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路采用单线圈开路工作模式，当高压载流体电流升高，工作电压VDC升高到设定范围后，电压稳定反馈回路控制电子管开路，开路后电源不再对电容充电，后级电路的工作主要靠电容能量的释放；当电容能量释放到一定程度(反应为电容电压降低)，由电压稳定反馈回路控制电子开关闭合，输入电压对电容进行充电,使LDO输入电压抬升,从而也将输入电压控制在一个合理的范围内。
[0026]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0027](I)环形铁芯线圈只需一组，降低了硬件成本和减少了一道工序，提高了工作效率。
[0028](2)采用单线圈开路控制模式，降低了电路的复杂程度，简单可靠。
[0029](3)解决了线圈发热问题。由于传统的控制方式，电路在稳定运行过程中，电子开关不断短接线圈，短接线圈处在断续的短路模式，产生了一个变化的短路电流，这个电流在线圈中持续发热，进而引起线圈温度升高。而本发明采用开路控制模式，当电压升高时，电子开关是处在开路状态下，因此线圈的电流很小。因此，不会产生线圈发热的问题。
[0030](4)电路效率大大提高。由于传统的控制方式是在电压升高时短接线圈，将能量完全转化为热量，而本发明在电压升高时，使后续电路与主电路通过电子开关断开的方式来控制电压，因此效率大大提高，不会产生线圈过热问题，提高了电路效率。
[0031]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【权利要求】
1.一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:该取能电路包括整流电路、电子开关、电子开关控制电路、稳压与分压电路、电容储能池、LDO线性电源、电压稳定反馈电路、线圈以及环形铁芯，其中，所述线圈绕制在所述环形铁芯上，所述整流电路输入端连接所述线圈，输出端连接所述电子开关，所述电子开关连接所述电子开关控制电路及所述稳压与分压电路，所述电容储能池连接所述稳压与分压电路，并连接所述LDO线性电源以输出稳定电压，所述电容储能池还连接所述电压稳定反馈电路的一输入端，所述电压稳定反馈电路之另一输入端接一设定电压，输出端连接至所述电子开关控制电路。
2.如权利要求1所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述电子开关控制电路包括一继电器(Ul)、输出限流电阻(Rl)和输入限流电阻(R2)，所述输入限流电阻(R2)连接所述继电器(Ul)的控制端和所述电压稳定反馈电路的输出端，所述输出限流电阻(Rl)连接所述继电器(Ul)的输出端和所述电子开关，所述继电器(Ul)的另一控制端接所述LDO线性电源的输出端，所述继电器(Ul)的受控端连接所述整流电路的输出。
3.如权利要求2所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述继电器(Ul)为常闭型的MOSFET型继电器。
4.如权利要求3所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述电子开关包括达林顿连接的第一三极管(Ql)和第二三极管(Q2)，所述第一三极管(Ql)、所述第二三极管(Q2)的集电极接所述整流电路的输出，所述第一三极管(Ql)发射极接所述第二三极管(Q2)基极，所述第二三极管(Q2)发射极接所述稳压与分压电路，所述第一三极管(Ql)基极通过所述输出限流电阻(Rl)接所述继电器(Ul)的输出端。
5.如权利要求4所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述稳压与分压电路包括第一二极管(Dl)和第二二极管(D2)，第二二极管(D2)阴极接所述整流电路的输出，所述第一二极管(Dl)阳极接地，所述第一二极管(Dl)和所述第二二极管(D2)公共端接所述电子开关的第二三极管(Q2)的发射极和所述电容储能池的正端。
6.如权利要求5所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述电容储能池包括多个并联相接的高容量电容，负端接地，正端连接至所述LDO线性电源的输入端，所述电容储能池的正端还连接至所述电压稳定反馈电路的采样输入端。
7.如权利要求6所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述电压稳定反馈电路包括采样电路、参考电压产生电路以及放大器(U4)，所述采样电路的采样输入端接所述电容储能池，输出接至所述放大器(U4)的反相输入端，所述参考电压产生电路接至所述放大器的同相输入端，所述放大器(U4)的输出通过所述输入限流电阻接至所述电子开关控制电路继电器(Ul)的控制端。
【文档编号】H02J7/02GK204012952SQ201420369820
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】姜万东, 樊越骁, 王晓堃, 张铮, 陈胜利, 王恩杰 申请人:江苏国网自控科技股份有限公司
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型自供电无线测温传感器取能电路，包括整流电路、电子开关、电子开关控制电路、稳压与分压电路、电容储能池、LDO线性电源、电压稳定反馈电路、线圈及环形铁芯，其中线圈绕制在环形铁芯上，整流电路输入端连接线圈，输出端连接电子开关，电子开关连接电子开关控制电路及稳压与分压电路，电容储能池连接稳压与分压电路，并连接LDO线性电源，电容储能池还连接电压稳定反馈电路的一输入端，电压稳定反馈电路之另一输入端接一设定电压，输出端连接至电子开关控制电路，通过本实用新型，不仅降低了电路的复杂程度，而且不会产生线圈过热问题，提高电路效率,并降低了硬件成本和减少了一道工序，提高工作效率。
【专利说明】一种新型自供电无线测温传感器取能电路
【技术领域】
[0001]本实用新型关于一种取能电路，特别是涉及一种新型自供电无线测温传感器取能电路。
【背景技术】
[0002]目前，传统的自供电无线测温传感器供电部分处理电路见图1。其工作原理采用如下控制方式，环形铁芯有两组线圈，其中一组作为工作线圈，另一组为短路线圈。工作原理如下:当高压载流体有电流通过后，产生交流电压UACl，经过整流电路后对储能电容充电。LDO(Low Drop-Out regulator,低压差线性稳压器)经过对储能电容电压进行线性变换后供后级电路供电。当电压超过设定值时(VDC电压不能过高，否则会损害电子电路)，电压稳定反馈电路工作，控制电子开关导通，使短路线圈通过整流桥短路。由于工作线圈和短路线圈同在一个铁芯上，短路线圈短路后，铁芯上的磁通基本都降落在短路线圈上，因此工作线圈上的电压就会降低。当工作线圈电压降低到设定值时，电压稳定反馈电路控制电子开关打开，工作线圈产生的电压升高，对电容充电，供后续电路工作。
[0003]然而，采用图1的传统的自供电无线测温传感器取能电路，存在以下缺点:1、需要在环形铁芯上缠绕两组线圈，增加了成本，并多产生了一道工序，降低了生产效率；2、由于为了控制工作电压不能过高，因此短路线圈始终处在短路、开路交替工作的状态下，因此，产生了一个断续的短路电流，该电流在线圈中持续工作，会引起线圈发热，并且随着短路电流的升高，发热情况越来越严重。3、控制效率低。由于采用短路工作模式，在高压在流体电流增大，磁场增大时，该电路必须连读短接一组线圈，来降低另一组线圈的电压。该工作电路主要将能量转化为热量消耗掉，因此效率较低。
实用新型内容
[0004]为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型之一目的在于提供一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其只需一组环形铁芯线圈，降低了硬件成本和减少了一道工序，提高了工作效率。
[0005]本实用新型之另一目的在于提供一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其采用单线圈开路控制模式，降低了电路的复杂程度，简单可靠。
[0006]本实用新型之又一目的在于提供一种新型自供电无线测温传感器取能电路，解决了线圈发热问题。
[0007]本实用新型之再一目的在于提供一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其在电压升高时，使后续电路与主电路通过电子开关断开来控制电压，因此效率大大提高，不会产生线圈过热问题，提高了电路效率。
[0008]为达上述及其它目的，本实用新型提出一种新型自供电无线测温传感器取能电路，该取能电路包括整流电路、电子开关、电子开关控制电路、稳压与分压电路、电容储能池、LDO线性电源、电压稳定反馈电路、线圈以及环形铁芯，其中，所述线圈绕制在所述环形铁芯上，所述整流电路输入端连接所述线圈，输出端连接所述电子开关，所述电子开关连接所述电子开关控制电路及所述稳压与分压电路，所述电容储能池连接所述稳压与分压电路，并连接所述LDO线性电源以输出稳定电压，所述电容储能池还连接所述电压稳定反馈电路的一输入端，所述电压稳定反馈电路之另一输入端接一设定电压，输出端连接至所述电子开关控制电路。
[0009]进一步地，所述电子开关控制电路包括一继电器(Ul)、输出现流电阻(Rl)和输入限流电阻(R2)，所述输入限流电阻(R2)连接所述继电器(Ul)的控制端和所述电压稳定反馈电路的输出端，所述输出限流电阻(Rl)连接所述继电器(Ul)的输出端和所述电子开关，所述继电器(Ul)的另一控制端接所述LDO线性电源的输出端，所述继电器(Ul)的受控端连接所述整流电路的输出。
[0010]进一步地，所述继电器(Ul)为常闭型的MOSFET型继电器。
[0011]进一步地，所述电子开关包括达林顿连接的第一三极管(Ql)和第二三极管(Q2)，所述第一三极管(Ql)、所述第二三极管(Q2)的集电极接所述整流电路的输出，所述第一三极管(Ql)发射极接所述第二三极管(Q2)基极，所述第二三极管(Q2)发射极接所述稳压与分压电路，所述第一三极管(Ql)基极通过所述输出限流电阻(Rl)接所述继电器(Ul)的输出端。
[0012]进一步地，所述稳压与分压电路包括第一二极管(Dl)和第二二极管(D2)，第二二极管(D2)阴极接所述整流电路的输出，所述第一二极管(Dl)阳极接地，所述第一二极管(Dl)和所述第二二极管(D2)公共端接所述电子开关的第二三极管(Q2)的发射极和所述电容储能池的正端。
[0013]进一步地，所述电容储能池包括多个并联相接的高容量电容，负端接地，正端连接至所述LDO线性电源的输入端，所述电容储能池的正端还连接至所述电压稳定反馈电路的米样输入端。
[0014]进一步地，所述电压稳定反馈电路包括采样电路、参考电压产生电路以及放大器(U4)，所述采样电路的采样输入端接所述电容储能池，输出接至所述放大器(U4)的反相输入端，所述参考电压产生电路接至所述放大器的同相输入端，所述放大器(U4)的输出通过所述输入限流电阻接至所述电子开关控制电路继电器(Ul)的控制端。
[0015]与现有技术相比，本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路采用单线圈开路工作模式，当高压载流体电流升高，工作电压VDC升高到设定范围后，电压稳定反馈回路控制电子管开路，开路后电源不再对电容充电，后级电路的工作主要靠电容能量的释放；当电容能量释放到一定程度(反应为电容电压降低)，由电压稳定反馈回路控制电子开关闭合，输入电压对电容进行充电，使LDO输入电压抬升,从而也将输入电压控制在一个合理的范围内，本实用新型不仅降低了电路的复杂程度，简单可靠，而且不会产生线圈过热问题，提高了电路效率，并降低了硬件成本和减少了一道工序，提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术中一种自供电无线测温传感器取能电路的电路框图；
[0017]图2为本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路的电路框图。；
[0018]图3为本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路之较佳实施例的电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]以下通过特定的具体实例并结合【专利附图】
【附图说明】本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。
[0020]图2为本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路的电路框图。如图2所示，本实用新型一种新型自供点无线测温传感器取能电路，包括:整流电路10、电子开关20、电子开关控制电路30、稳压与分压电路40、电容储能池50、LDO线性电源60、电压稳定反馈电路70、交流线圈80以及环形铁芯90，交流线圈80绕制在环形铁芯90上，二者联合组成交流取能电路以在有高压载流体通过环形铁芯90时拾取能量并以交流电压形式输出，该输出电压连接至整流电路10以转换为直流电压VDC，该直流电压VDC连接至电子开关20，电子开关20在电子开关控制电路30的控制下向稳压与分压电路40输出可控的电压脉冲Vin，该电压脉冲Vin连接至电容储能池50将能量予以储存，电容储能池50连接至LDO线性电源输出稳定电压如3.3V，稳压与分压电路40输出可控的电压脉冲Vin的同时还连接至电压稳定反馈电路70，以将电压脉冲Vin与一设定电压比较以输出控制信号至电子开关控制电路30形成负反馈，完成将交流线圈80和环形铁芯90拾取的能量转换为稳定电压输出的控制。
[0021]具体的说，整流电路10的作用是将环形铁芯90的线圈80输出的交流电压整流成直流电压(VDC)输出。电子开关电路20主要是负责进行直流输出电压大小的控制，当直流电压超过设定值，电子开关20打开，直流电压停止对储能电容池充电；当直流电压小于设定值，电子开关接通，直流电压对储能电容池充电。电子开关控制电路30主要负责对电子开关的控制与驱动，使其在电压稳定反馈电路70的控制下可靠地导通与管断。稳压与分压电路40主要起到两个作用:第一对直流电压进行限制，防止直流电压过高造成电路原件损害，第二，对电路电压进行分压，提供LDO的输入电压(Vin)。LDO线性电源60主要作用是将变动的Vin电压进行稳压输出，保证后续的3.3V能够稳定输出。电压稳定反馈电路70主要是对LDO线性电源60的输入电压Vin与设定电压进行比较，当Vin高于设定值时，电压稳定反馈电路70控制电子开关20打开；当Vin低于设定值时，电压稳定反馈电路70控制电子开关20接通。
[0022]图3为本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路之较佳实施例的电路原理图。其中，线圈80、环形铁芯90和整流电路10均为常规产品，电容储能池50为多个高容量电容(例如Cl，C2, C5)，LDO线性电源60包括线性稳压器LDO和滤波电容C3，电子开关控制电路30包括一 MOSFET型继电器Ul和输出限流电阻Rl和输入限流电阻R2，输入限流电阻R2连接MOSFET型继电器Ul的控制端和电压稳定反馈电路70的放大器U4的输出端，输出限流电阻Rl连接MOSFET型继电器Ul的输出端和电子开关20的三极管Ql基极，MOSFET型继电器Ul的另一控制端接LDO线性电源60之输出，MOSFET型继电器Ul的受控端输入为整流输出直流电压VDC，电子开关20包括达林顿连接的三极管Ql和Q2 (可分别称之为第一三极管Q1、第二三极管Q2)，QU Q2集电极接整流输出直流电压VDC，Ql发射极接Q2基极，Q2发射极接稳压与分压电路40的稳压管D2和Dl的公共端，Ql基极通过限流电阻Rl接继电器Ul的输出端，稳压与分压电路40包括齐纳二极管Dl和D2 (可分别称之为第一二极管D1、第二二极管D2)，D2阴极接整流输出直流电压VDC，D1阳极接地，Dl和D2公共端接电子开关20的输出即Q2的发射极和电容储能池50的正端，电容储能池50的负端接地，电容储能池50的正端连接至LDO线性电源60的输入端，其输出连接至负载如CPU等，电容储能池50的正端还连接至电压稳定反馈电路70的采样输入端，电压稳定反馈电路70包括采样电路、参考电压产生电路以及放大器U4，电阻R4和R6构成采样电路，其采样输入端接电容储能池50，输出接至放大器U4的反相输入端，R3和R5组成参考电压产生电路，其输出接至放大器U4的同相输入端，放大器U4输出通过输入限流电阻R2接至电子开关控制电路30的输入端即继电器Ul的控制端。
[0023]以下将配合图2、图3进一步说明本实用新型的原理:环形铁芯90在高压载流体的磁场作用下，形成交变磁场。磁场使环形铁芯的交流线圈80产生交流电压。交流电压在整流电路10处理后形成直流电压VDC。电压VDC经过电子开关20后，再经过分压连接到储能电容50上，并作为LDO线性电源60的输入电压。为控制LDO线性电源60输入电压不超过芯片的规定值，电压稳定反馈电路70始终对其进行监视，当电压高过设定电压时，电压稳定反馈电路70控制电子开关20断开，这时负载的供电完全依靠电容中的储能。随着电容储能的泄放，电压Vin降低。当低于设定值后，电压稳定反馈电路70将电子开关打开，VDC经过分压后对储能电容进行充电，当充电到高压设定值后关闭。由于电容上的电压不能突变，因此LDO的输入电压Vin是在一定范围内的充电、放电。而LDO的输出稳压特性，决定了后续3.3V电压的稳定。
[0024]为了保证在后续电路在上电瞬间能启动工作，电子开关控制电路中的Ul为常闭型的MOSFET型继电器。在电瞬间，电子开关打开，对电容充电。当电容电压升高到LDO能够启动工作的电压后，后续电路开始工作，对电压进行稳定控制。
[0025]可见，本实用新型一种新型自供电无线测温传感器取能电路采用单线圈开路工作模式，当高压载流体电流升高，工作电压VDC升高到设定范围后，电压稳定反馈回路控制电子管开路，开路后电源不再对电容充电，后级电路的工作主要靠电容能量的释放；当电容能量释放到一定程度(反应为电容电压降低)，由电压稳定反馈回路控制电子开关闭合，输入电压对电容进行充电,使LDO输入电压抬升,从而也将输入电压控制在一个合理的范围内。
[0026]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0027](I)环形铁芯线圈只需一组，降低了硬件成本和减少了一道工序，提高了工作效率。
[0028](2)采用单线圈开路控制模式，降低了电路的复杂程度，简单可靠。
[0029](3)解决了线圈发热问题。由于传统的控制方式，电路在稳定运行过程中，电子开关不断短接线圈，短接线圈处在断续的短路模式，产生了一个变化的短路电流，这个电流在线圈中持续发热，进而引起线圈温度升高。而本发明采用开路控制模式，当电压升高时，电子开关是处在开路状态下，因此线圈的电流很小。因此，不会产生线圈发热的问题。
[0030](4)电路效率大大提高。由于传统的控制方式是在电压升高时短接线圈，将能量完全转化为热量，而本发明在电压升高时，使后续电路与主电路通过电子开关断开的方式来控制电压，因此效率大大提高，不会产生线圈过热问题，提高了电路效率。
[0031]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【权利要求】
1.一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:该取能电路包括整流电路、电子开关、电子开关控制电路、稳压与分压电路、电容储能池、LDO线性电源、电压稳定反馈电路、线圈以及环形铁芯，其中，所述线圈绕制在所述环形铁芯上，所述整流电路输入端连接所述线圈，输出端连接所述电子开关，所述电子开关连接所述电子开关控制电路及所述稳压与分压电路，所述电容储能池连接所述稳压与分压电路，并连接所述LDO线性电源以输出稳定电压，所述电容储能池还连接所述电压稳定反馈电路的一输入端，所述电压稳定反馈电路之另一输入端接一设定电压，输出端连接至所述电子开关控制电路。
2.如权利要求1所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述电子开关控制电路包括一继电器(Ul)、输出限流电阻(Rl)和输入限流电阻(R2)，所述输入限流电阻(R2)连接所述继电器(Ul)的控制端和所述电压稳定反馈电路的输出端，所述输出限流电阻(Rl)连接所述继电器(Ul)的输出端和所述电子开关，所述继电器(Ul)的另一控制端接所述LDO线性电源的输出端，所述继电器(Ul)的受控端连接所述整流电路的输出。
3.如权利要求2所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述继电器(Ul)为常闭型的MOSFET型继电器。
4.如权利要求3所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述电子开关包括达林顿连接的第一三极管(Ql)和第二三极管(Q2)，所述第一三极管(Ql)、所述第二三极管(Q2)的集电极接所述整流电路的输出，所述第一三极管(Ql)发射极接所述第二三极管(Q2)基极，所述第二三极管(Q2)发射极接所述稳压与分压电路，所述第一三极管(Ql)基极通过所述输出限流电阻(Rl)接所述继电器(Ul)的输出端。
5.如权利要求4所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述稳压与分压电路包括第一二极管(Dl)和第二二极管(D2)，第二二极管(D2)阴极接所述整流电路的输出，所述第一二极管(Dl)阳极接地，所述第一二极管(Dl)和所述第二二极管(D2)公共端接所述电子开关的第二三极管(Q2)的发射极和所述电容储能池的正端。
6.如权利要求5所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述电容储能池包括多个并联相接的高容量电容，负端接地，正端连接至所述LDO线性电源的输入端，所述电容储能池的正端还连接至所述电压稳定反馈电路的采样输入端。
7.如权利要求6所述的一种新型自供电无线测温传感器取能电路，其特征在于:所述电压稳定反馈电路包括采样电路、参考电压产生电路以及放大器(U4)，所述采样电路的采样输入端接所述电容储能池，输出接至所述放大器(U4)的反相输入端，所述参考电压产生电路接至所述放大器的同相输入端，所述放大器(U4)的输出通过所述输入限流电阻接至所述电子开关控制电路继电器(Ul)的控制端。
【文档编号】H02J7/02GK204012952SQ201420369820
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】姜万东, 樊越骁, 王晓堃, 张铮, 陈胜利, 王恩杰 申请人:江苏国网自控科技股份有限公司
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