一种单相智能升压装置的制作方法

本实用新型涉及配电变压器设备领域，特别是一种单相智能升压装置。

背景技术：

在现代经济高速发展的21世纪，农村居民用电设备已全面普及，用户对用电质量要求要求不断提高，由于农村用户都是低压供电线路，供电线路长，导致线损压降过大，用户的家用电器在电压不足时无法启动，造成用户供电质量下降，用户侧电压不足，严重影响了用户的正常用电。因此，有必要开发一款升压装置，提升末端电压，使其达到标称电压值，满足用户使用需求。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种单相智能升压装置，能自动检测供电线路的电压及功率情况，并可自动调节供电线路输出的电压，使输出电压值符合标准。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单相智能升压装置，包括升压控制模块、电压升压模块和电流采集模块；所述升压控制模块分别与所述电压升压模块和电流采集模块连接，所述电压升压模块还与所述电流采集模块连接；所述电压升压模块的输入端与供电线路端口连接，电压升压模块的输出端连接于负载两端；

所述升压控制模块，用于采集电压升压模块输入和输出的电压值并控制电压升压模块；

所述电压升压模块，用于调节并稳定输出负载所需的电压值；

所述电流采集模块，用于采集电压升压模块输入端和输出端的电流值并向升压控制模块反馈。

进一步，所述电压升压模块的输入端分别为火线输入端和零线输入端，电压升压模块的输出端分别为火线输出端和零线输出端，所述零线输入端与零线输出端相连；电压升压模块包括继电器开关控制电路和可调变压器，所述可调变压器的初级线圈设置有与零线输入端相连的公共端口X0及若干个与公共端口X0组合连接不同圈数的线圈的子端口，所述可调变压器次级线圈的S1端口与火线输入端相连，次级线圈的S2端口与火线输出端相连，所述继电器开关控制电路包括若干个继电器K以及每个继电器K对应控制的开关；每一个所述继电器K一端均与升压控制模块对应的控制端口连接，继电器K的另一端均接地；其中一个所述开关并联于所述可调变压器的次级线圈两端，其余所述开关的一侧分别与对应的一个子端口连接，所述开关的另一侧均与火线输入端相连。

进一步，所述可调变压器的子端口设有三个，所述继电器开关控制电路设有四个继电器K以及四个继电器K对应控制的开关，其中一个所述开关并联于所述可调变压器的次级线圈两端，其余三个所述开关分别连接于所述可调变压器的初级线圈对应子端口和火线输入端之间。

进一步，所述电流采集模块包括电感LH1、电感LH2、电感LH3以及电感LH4，所述电感LH1和电感LH2分别并联于升压控制模块的第一电流检测端口组和第二电流检测端口组，所述电感LH3串联于火线输入端与供电线路的火线L之间，所述电感LH4串联于火线输出端与负载之间，所述电感LH1和电感LH3电感值相同并耦合连接，所述电感LH2和电感LH4电感值相同并耦合连接。

进一步，所述升压控制模块包括控制芯片，所述控制芯片的多个控制端与电压升压模块相连，所述控制芯片的多个电流检测端口组与采集电流模块相连。

进一步，所述升压控制模块还包括交直流转换器，所述交直流转换器的输入端分别与火线输入端和零线输入端相连，交直流转换器的输出端分别与控制芯片的电压正极端和电压负极端相连。

进一步，所述控制芯片的第一电压检测端与火线输入端相连，控制芯片的第二电压检测端与火线输出端相连，控制芯片的零线检测端与零线输入端相连。

进一步，所述第一电压检测端与火线输入端之间串联有第一保险丝FU1，所述第二电压检测端与火线输出端之间串联有第二保险丝FU2，所述零线检测端与零线输入端之间串联有第三保险丝FU3。

本实用新型的有益效果是：本装置结构简单，成本低，性能可靠，可大面积推广，利用升压控制模块以及电流采集模块可实时监测供电线路的电压及功率负载情况，并通过控制电压升压模块在额定功率的范围内对电压进行调控，保证输出的电压满足标准值的范围内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的一种较优实施例的电路模块原理图；

图2是本实用新型的一种较优实施例的电路结构连接图。

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，以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

参照图1和图2，为一种较优的实施方式，一种单相智能升压装置，包括升压控制模块1、电压升压模块2和电流采集模块3；所述升压控制模块1分别与所述电压升压模块2和电流采集模块3连接，所述电压升压模块2还与所述电流采集模块连接；所述电压升压模块2的输入端与供电线路端口连接，电压升压模块2的输出端连接于负载两端；

所述升压控制模块，用于采集电压升压模块2输入和输出的电压值并控制电压升压模块2；

所述电压升压模块2，用于调节并稳定输出负载所需的电压值；

所述电流采集模块3，用于采集电压升压模块2输入端和输出端的电流值并向升压控制模块1反馈。

本实施例中，所述电压升压模块2的输入端分别为火线输入端和零线输入端，火线输入端和零线输入端分别与供电线路的火线L和零线N相连；电压升压模块2的输出端分别为火线输出端和零线输出端，所述火线输出端和零线输出端分别接入负载两端；所述零线输入端与零线输出端相连。

本实施例中，所述升压控制模块1包括控制芯片，控制芯片的型号为AK200H，所述控制芯片的第一电压检测端P2:9连接于火线输入端，控制芯片的第二电压检测端P2:11连接于火线输出端，控制芯片的零线检测端P2：10与零线输入端相连；所述控制芯片的接地端P1:1直接接入大地；所述第一电压检测端P2:9与零线检测端P2:10所检测的电压差值为输入电压升压模块2的电压值U1，所述第二电压检测端P2:11与零线检测端P2:10所检测的电压差值为电压升压模块2输出的电压值U。

本实施例中，所述升压控制模块1还包括交直流转换器，所述交直流转换器型号为EP2402，所述交直流转换器的输入端分别连接于火线输入端和零线输入端，交直流转换器的输出端分别与控制芯片的电压正极端P1:3和电压负极端P1:4相连，向控制芯片提供24V直流工作电源。

本本实施例中，所述电压升压模块2包括继电器开关控制电路和可调变压器21，所述可调变压器21的初级线圈设置有与零线输入端相连的公共端口X0及三个与公共端口X0组合连接不同圈数的线圈的子端口，每一个所述子端口均与火线输入端相连，三个子端口分别为第一子端口X1、第二子端口X2以及第三子端口X3，所述可调变压器21的次级线圈的S1端口与火线输入端相连，次级线圈的S2端口与火线输出端相连，所述继电器开关控制电路包括四个继电器K以及每个继电器K对应控制的开关；四个继电器分别为第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3以及第四继电器K4，第一继电器K1的一端与控制芯片的第一控制端P3:2连接，第二继电器K2的一端与控制芯片的第二控制端P3:4连接，第三继电器K3的一端与控制芯片的第三控制端P3:6连接，第四继电器K4的一端与控制芯片的第二控制端P3:8连接，所述第一、第二、第三、第四继电器K1、K2、K3、K4的另一端均接地。

其中第四继电器K4控制的开关并联于所述可调变压器21的次级线圈两端，第一继电器K1控制的开关串联连接于所述可调变压器21的初级线圈第一子端口X1和火线输出端之间,第二继电器K2控制的开关串联连接于所述可调变压器21的初级线圈第二子端口X2和火线输出端之间，第三继电器K3控制的开关串联连接于所述可调变压器21的初级线圈第三子端口X3和火线输出端之间。所述第一、第二、第三、第四继电器K1、K2、K3、K4根据控制芯片的对应控制端口是否输出高电平而控制对应开关的闭合和断开。从而实现电压升压模块2输出电压U符合标准值。

本实施例中，所述电流采集模块3包括电感LH1、电感LH2、电感LH3以及电感LH4，所述电感LH1和电感LH2分别接入升压控制模块1的第一电流检测端口组和第二电流检测端口组，所述第一电流检测端口组分别为控制芯片的第一电流检测输入端P2:1和第一电流检测输出端P2:2，所述第二电流检测端口组分别为控制芯片的第二电流检测输入端P2:5和第二电流检测输出端P2:6，所述电感LH3串联于火线输入端与火线L之间，所述电感LH4串联于火线输出端与负载之间，所述电感LH1和电感LH3电感值相同并耦合连接，所述电感LH2和电感LH4电感值相同并耦合连接，对电压升压模块2的输入端和输出端进行采集电流，一是为了判断电压升压模块2内部是否有异常，二是与控制芯片检测的输出电压值结合计算，避免负载两端的总功率超过额定功率。

工作原理：本实施例中，在任何情况下，电压升压模块2输出电压值U必须符合210V≤U≤220V，所连接的负载才可以正常工作；

控制芯片会通过第一电压检测端P2:9及零线检测端P2:10所检测的电压差值进行判断，设电压升压模块2的输入电压值为U1，当U1≥210V时，则第四继电器K4得电，第一、第二、第三继电器K1、K2、K3断电，第四继电器K4控制的开关闭合，使电压升压模块的输出电压U＝U1；当输入电压210V>U1≥195V时，第一继电器K1得电，第二、第三、第四继电器K2、K3、K4断电，则可调变压器21的次级线圈两端电压为U2，则电压升压模块2的输出电压U＝U1+U2；当输入电压195V>U1≥185V时，第二继电器K2得电，第一、第三、第四继电器K1、K3、K4断电，则可调变压器21的次级线圈两端电压为U3，则电压升压模块2的输出电压U＝U1+U3；当输入电压185V>U1≥175V时，第二继电器K3得电，第一、第二、第四继电器K1、K2、K4断电，则可调变压器21的次级线圈两端电压为U4，则电压升压模块2的输出电压U＝U1+U4；当U1≤175V，线路损压处于过大的情况，此时应对供电线路进行检修，并不会继续对线路末端进行供电，因此控制芯片无需对U1≤175V的情况进行处理；同时在控制调节电压升压模块2的输出电压U时，必须进行采集电压升压模块2的输出端输出的电流I，使实时的总功率P＝UI必须小于等于额定功率，避免超负荷运载的情况出现。

本实施例中，为了保护控制芯片，避免控制芯片的检测端口电压电流过大而烧坏控制芯片，所述第一电压检测端P2:9与火线输入端之间串联有第一保险丝FU1，所述第二电压检测端P2:11与火线输出端之间串联有第二保险丝FU2，所述零线检测端P2:10与零线输入端之间串联有第三保险丝FU3。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。