一种小电流取能电路及用电设备的制作方法

本发明涉及配电自动化领域，特别涉及一种小电流取能电路及用电设备。

背景技术：

众所周知随着现代高压线路故障定位判断技术不断发展，对故障指示器悬挂架空线路上自身取电能力要求越来越高。从理论上来讲可使用的取能方式为太阳能、风能、温差能或者直接从到导线上取能等。

在实际的运行过程中，现实的方法直接使用电流互感器(CT)从导线上取能，方式简单，可靠性高而且在大量的应用过程中已经发展出较为成熟的取电方案。

在使用CT取电时，存在一定的不足，例如当导线中的电流较小时，会使二次侧取能不足，不能够支撑故障指示器或其他用电设备的正常运行，并浪费掉导线小电流时取能能量。

技术实现要素：

本发明公开了一种小电流取能电路及用电设备，可以有效的解决线路中电流较小的时，在二次侧用电设备无法正常使用的问题，且避免所采集到的电能的浪费。

本发明第一实施例提供了一种小电流取能电路，包括：整流电路、保护电路、稳压储能电路及能量供给控制电路；

所述整流电路的输入端用于连接取能装置，所述整流电路的输出端与所述保护电路的输入端电连接，所述保护电路的输出端与所述稳压储能电路的输入端电连接，所述稳压储能电路的输出端与所述能量供给控制电路的输入端电连接，所述能量供给控制电路的输出端用于连接负载。

优选地，所述保护电路包括：第一二极管、第二二极管；

所述第一二极管的正极与所述整流电路的正极电连接，所述第一二极管的负极与所述稳压储能电路的出入端电连接，所述第二二极管的负极与所述第一二极管的正极电连接，所述第二二极管的正极接地；

优选地，所述稳压储能电路包括：第一电容、第二电容及稳压芯片；

所述第一电容的第一端与所述稳压芯片的输入端电连接，所述第二电容的第一端与所述稳压芯片的输出端电连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第二端接地，所述稳压芯片的接地端接地，其中，所述稳压芯片的输入端与所述第一二极管的负极电连接。

优选地，所述能量供给控制电路包括：第一电阻、第二电阻、电三电阻、控制芯片、第三二极管及第一开关管；

所述第一电阻的第一端与所述第二电容第一端电连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地，所述第一电阻的第一端与所述控制芯片的第六端电连接，所述第一电阻的第二端与所述控制芯片的第四端电连接，所述控制芯片的第三端与第五端短接，所述控制芯片的第二端接地，所述控制芯片的的第一端与所述第三二极管的负极电连接，所述第三二极管的正极与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与所述控制芯片的第六端电连接，所述第一开关管的S极与所述第三电阻的第二端电连接，所述第一开关管的G极与所述第三电阻的第一端电连接，所述第一开关管的D极用于与负载电连接。

优选地，还包括第四二极管，所述第四二极管的正极与所述第一开关管的D极电连接，所述二极管的负极用于与负载电连接。

优选地，还包括能量检测电路，所述能量检测电路的输入端与所述整流电路的输出端电连接，所述能量检测电路的输出端用于与能量泄放电路的使能端电连接。

优选地，所述能量检测电路包括：第二开关管、第三开关管及所述第四电阻；

所述第二开关管的D极及所述第三开关管的D极与所述整流电路的正极电连接，所述第二开关管的S极及所述第三开关管的S极与所述整流电路的负极电连接，所述第二开关管的G极及所述第三开关管的G极与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端接地，其中，所述第四电阻的第一端用于与能量泄放电路的使能端电连接。

优选地，所述稳压芯片的芯片型号为XC6206P362MR，所述控制芯片的芯片型号为SGM8706YN6G/TR。

优选地，所述整流电路为桥式整流电路。

本发明第二实施例提供了一种用电设备，包括上所述的一种小电流取能电路，所述用电设备的电源输入端与所述能量供给控制电路的输出端电连接。

基于本发明提供的一种小电流取能电路及用电设备，通过在取能回路的二次侧增设一个储能回路，当一次侧回路中的电流较小时，产生的感应电能无法直接为用电设备供电，将产生的感应电能进行存储于储能回路中，等电压达到用电设备的额定电压时，通过能量供给控制电路自动导通，为用电设备进行供电。

附图说明

图1是本发明第一实施例一种小电流取能电路示意图；

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

本发明公开了一种小电流取能电路及用电设备，可以有效的解决线路中电流较小的时，在二次侧用电设备无法正常使用的问题，且避免所采集到的电能的浪费。

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种小电流取能电路，包括：整流电路1、保护电路3、稳压储能电路4及能量供给控制电路5；

所述整流电路1的输入端用于连接取能装置，所述整流电路1的输出端与所述保护电路3的输入端电连接，所述保护电路3的输出端与所述稳压储能电路4的输入端电连接，所述稳压储能电路4的输出端与所述能量供给控制电路5的输入端电连接，所述能量供给控制电路5的输出端用于连接负载。

需要说明的是，所述整流电路1的输入端接与取能装置，将交流电能转为直流电能，这里的取能装置为电流互感器，通过所述保护电路3进行稳压后传至所述储能电路4，其中，所述保护电路3还可避免电流回流至所述整流电路1，对一次侧造成损害，所述储能回路4中的电压到达所述能量供给控制电路1的阀值时，所述能量供给控制电路1上的芯片做出相应的动作，为负载进行供电。

在本实施例中，所述保护电路3包括：第一二极管D1、第二二极管D2；

所述第一二极管D1的正极与所述整流电路1的正极电连接，所述第一二极管D1的负极与所述稳压储能电路4的出入端电连接，所述第二二极管D2的负极与所述第一二极管D1的正极电连接，所述第二二极管D2的正极接地；需要说明的是，所述第一二极管D1用于防止所述稳压储能电路4的能量回流至所述整流电路1内，避免其造成不必要的损坏，此外，所述第二二极管D2用于稳定回路中的电压，避免电压波动较大，对所述稳压储能电路4起到保护作用，当然，在其他实施例中，还可以是其他可以正向导通及可起到稳压作用的电子元件，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，所述稳压储能电路4包括：第一电容C1、第二电容C2及稳压芯片U1；

所述第一电容C1的第一端与所述稳压芯片U1的输入端电连接，所述第二电容C2的第一端与所述稳压芯片U1的输出端电连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第二电容C2的第二端接地，所述稳压芯片U1的接地端接地，其中，所述稳压芯片U1的输入端与所述第一二极管D1的负极电连接。需要说明的是，所述稳压芯片U1为起到降压的作用，当所述第一电容C1的值较大，即超过所设定的阀值时，所述稳压芯片U1将所述第一电容C1的电压降低之后给所述第二电容C2进行存储，若所述稳压芯片U1检测到的电压未超过阀值，则所述第一电容C1直接给所述第二电容C2进行储能，此外，上述第二二极管D2对所述稳压芯片U1进行保护。这里设置的所述第一电容C1的阀值电压3.6V，当然还可以是其他的阀值，如4.0V，4.5V等，这些方案可以根据实际情况对应设置，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

所述稳压芯片的芯片型号为XC6206P362MR，当然，在其他实施例中，也可以是其他的芯片型号，可以起到对检测电容电压过高时，对其降压后存储至下级电容中，这里不做具体的限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，所述能量供给控制电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、电三电阻R3、控制芯片U6、第三二极管D3及第一开关管Q1；其中，所述控制芯片U6的芯片型号为SGM8706YN6G/TR。

所述第一电阻R1的第一端与所述第二电容C2第一端电连接，所述第一电阻R1的第二端通过所述第二电阻R2接地，所述第一电阻R1的第一端与所述控制芯片U6的第六端电连接，所述第一电阻R1的第二端与所述控制芯片U6的第四端电连接，所述控制芯片U6的第三端与第五端短接，所述控制芯片U6的第二端接地，所述控制芯片U6的的第一端与所述第三二极管D3的负极电连接，所述第三二极管D3的正极与所述第三电阻R3的第一端电连接，所述第三电阻R3的第二端与所述控制芯片U6的第六端电连接，所述第一开关管的S极与所述第三电阻R3的第二端电连接，所述第一开关管Q1的G极与所述第三电阻的第一端电连接，所述第一开关管Q1的D极用于与负载电连接。需要说明的是，所述第一电阻R1及所述第二电阻R2起到分压作用，所述第三电阻R3用于保护所述第一开关管Q1，所述控制芯片U6的第四脚与第六脚到达正常工作电压时，所述控制芯片U6的第三脚输出固定电压1.2V至第五脚,第一脚直接自锁输出低电平，使得所述第一开关管Q1导通，电流流向负载，为其进行供电。所述控制芯片U6的正常工作电压为1.8V-6V之间，这里VDD设置电压为2.7V，其中，所述第三二极管D3用于防止所述控制芯片U6的输出端输出电平误导通所述第一开关管Q1，对负载造成损害。

需要说明的是，所述第一开关管Q1为P沟道场效应管，当然，在其他实施例中，还可以是N沟道场效应管，可根据场效应管的结构连接方式对应改变，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，还包括第四二极管D4，所述第四二极管D4的正极与所述第一开关管的D极电连接，所述二极管的负极用于与负载电连接。需要说明的是，所述第四二极管D4正向导通，用于防止负载的电流回流至所述能量供给控制电路中。

在本实施例中，还包括能量检测电路，所述能量检测电路的输入端与所述整流电路的输出端电连接，所述能量检测电路的输出端用于与能量泄放电路的使能端电连接。需要说明的是，所述能量检测电路2包括：第二开关管S1、第三开关管S2及所述第四电阻R4；

所述第二开关管S1的D极及所述第三开关管S2的D极与所述整流电路1的正极电连接，所述第二开关管S1的S极及所述第三开关管S2的S极与所述整流电路1的负极电连接，所述第二开关管S1的G极及所述第三开关管S2的G极与所述第四电阻R4的第一端电连接，所述第四电阻R4的第二端接地，其中，所述第四电阻R4的第一端用于与能量泄放电路的使能端电连接。

其中，第四电阻用于保护所述第二开关管S1及所述第三开关管S2，值得注意的是，这里当所述整流电路1中的电流较大时，所述第二开关管S1及所述第三开关管S2导通使得所述能量检测电路2发送一电信号至外部的能量泄放电路进行放电，避免对后级电路造成冲击。

需要说明的是，所述第二开关管S1及所述第三开关管S2为N沟道场效应管,当然，在其他实施例中，也可以是P沟道场效应管，可根据场效应管的结构连接方式对应改变，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，所述整流电路为桥式整流电路。请继续参阅图1，所述桥式整流电路由四个二极管构成，当然，在其他实施例中，也可以是其他的整流电路，用于将交流电能转成直流电能，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

本发明第二实施例提供了一种用电设备，包括上所述的一种小电流取能电路，所述用电设备的电源输入端与所述能量供给控制电路的输出端电连接。

基于本发明提供的一种小电流取能电路及用电设备，通过在取能回路的二次侧增设一个储能回路，当一次侧回路中的电流较小时，产生的感应电能无法直接为用电设备供电，将产生的感应电能进行存储于储能回路中，等电压达到用电设备的额定电压时，通过能量供给控制电路自动导通，为用电设备进行供电。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。