一种专用于直流偏磁带电测试仪的电源供电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种专用于直流偏磁带电测试仪的电源供电装置，具体是为带电测试设备提供多种取电接入，实现设备长时间连续运行的电源装置，属电源设备技术领域。
【背景技术】
[0002]目前电力系统对交直流混合电网直流电流的测量需求相当广泛，特别在大型电力变压器直流偏磁测试，换流站大型接地极分流测试等项目上，直流电流的测试越来越多。因为换流站每年单极和双极不平衡运行持续I?2周时间，为获取整个时间段监测点直流电流分流数据，测量使用的直流偏磁带电测试仪必须长时间连续运行，实现对交直流混合电网直流电流分布的全面监测。在一些直流偏磁监测项目中，监测点取电相当困难，而带电测试设备因自身功耗及电池容量限制，造成设备无法长时间连续运行。通常带电测试仪一次充电后只能连续工作8小时左右，无法满足项目上要求带电测试仪长时间连续运行需求。
[0003]公知的发明或新型专利及文献报道，主要是针对自带可充电电池或外接电源方式连续供电，一种综合利用太阳能及交流电源取电方式的互补式连续供电电源方案成为必需。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对【背景技术】提出的问题，提供一种专用于直流偏磁带电测试仪长时间连续运行的电源供电装置，可满足项目上要求带电测试仪长时间连续运行需求。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种专用于直流偏磁带电测试仪的电源供电装置，所述装置包括太阳能电池板或交流外接电源、EMC防护和电源整流电路、高频变压器、PWM控制器和开关管、输入欠压检测电路、输入过流检测电路、恒压反馈控制电路、主备电检测电路、电池充电控制电路、电池电量检测电路、小型功率转换器；其特征在于:
[0006]所述主备电检测电路是检测外部电源供电或备用电池供电状态模块；
[0007]所述EMC防护是抑制太阳能电池板或交流电源引入的电磁传导骚扰模块；
[0008]所述电源整流电路是对输入电源极性调整模块；
[0009]所述电池电量检测电路是对备用电池电量进行实时监测模块；
[0010]所述电池充电控制电路是实现电池的充电和放电控制的N沟道MOS管；
[0011]所述小型功率转换器是将高频变压器二次侧输出能量分配给各功能模块供电装置；
[0012]所述太阳能电池板的输出端连接到EMC防护和电源整流电路，电源整流电路输出连接到高频变压器；
[0013]所述PWM控制器分别连接恒压反馈控制电路、输入欠压检测电路及输入过流检测电路，PWM控制器和开关管输出连接到高频变压器；
[0014]所述高频变压器输出分别连接到主备电检测电路、电池充电控制电路、电池电量检测电路及小型功率转换器。
[0015]本实用新型有益效果是:
[0016]I)设计的电源装置具备极宽的电压输入动态范围，电源装置输入兼容太阳能电池板及交流电源；
[0017]2)电路上采用低功耗的PWM控制器及轨对轨的低功耗运放等器件，使电源装置具备85%以上的能量转换效率；
[0018]3)通过主备电检测和备用电池电量检测，电源装置可实现主电和备用电源的智能化管理；
[0019]4)电源电路通过选用新型器件及电路上采用的多重保护设计，使电源装置寿命大巾畐提尚;
[0020]5)电源装置在直流偏磁带电测试仪上的运用，保证测试仪在取电困难条件下，能长时间连续运行。
【附图说明】
[0021]附图1为本实用新型电源装置原理方框图；
[0022]附图2为本实用新型欠压及过流检测原理图；
[0023]附图3为N沟道MOS管对备用电池的充放电控制原理图。
[0024]附图中的标记说明:1 一太阳能电池板或交流电源，2 — EMC防护和电源整流电路，3—高频变压器，4-PWM控制器和开关管，5—输入欠压检测电路，6—输入过流检测电路，7—恒压反馈控制电路，8—主备电检测电路，9—电池充电控制电路，10—电池电量检测电路，11一小型功率转换器。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型实施例作进一步说明:
[0026]一、总体结构说明
[0027]如图1所示的一种专用于直流偏磁带电测试仪的电源装置，包括太阳能电池板或交流电源1、EMC防护和电源整流电路2、高频变压器3、PWM控制器和开关管4、输入欠压检测电路5、输入过流检测电路6、恒压反馈控制电路7、主备电检测电路8、电池充电控制电路9、电池电量检测电路10、小型功率转换器11。
[0028]主备电检测电路8是检测外部电源供电或备用电池供电状态模块；EMC防护是抑制太阳能电池板或交流电源引入的电磁传导骚扰模块；电源整流电路是对输入电源极性调整模块；电池电量检测电路10是对备用电池电量进行实时监测模块；电池充电控制电路9是实现电池的充电和放电控制的N沟道MOS管；小型功率转换器11将高频变压器3 二次侧输出能量分配给各功能模块供电。
[0029]太阳能电池板或交流电源I输出端连接到EMC防护和电源整流电路2，EMC防护和电源整流电路2输出连接高频变压器3 ;PWM控制器和开关管4分别与恒压反馈控制电路7、输入欠压检测电路5及输入过流检测电路6相连，PWM控制器和开关管4输出连接到高频变压器3 ;高频变压器3输出分别连接到恒压反馈控制电路7、主备电检测电路8、电池充电控制电路9、电池电量检测电路10及小型功率转换器11。
[0030]二、本实用新型的工作原理及功能实现
[0031]如附图1?2所示，本实用新型是一种针对直流偏磁带电测试仪应用需求开发的电源供电装置，装置能提供多种取电接入方式，通过内部能量管理及传输，提供带电测试设备长时间连续运行的电源。
[0032]电源装置从太阳能电池板或交流电源获取能量，高频变压器完成能量的高效率传送及电源装置初次级隔离；转换后的电压源通过内部智能化主备电管理及小型功率转换器传输，提供不间断、多种电平、可控的电源输出。
[0033]首先电源装置需要将多种取电方式获取的能量转换为稳定的电平。电源装置先通过EMC防护和电源整流电路将交流或直流电源转换为单向脉动的电源，经过电源滤波后接入高频变压器。具有跳过周期模式的低功耗PWM控制器检测恒压反馈控制电路信号，控制开关管驱动高频变压器，从O?100%全范围调整流过高频变压器原方的电流脉冲宽度，将宽范围输入的电压源，转换为低压恒定电平。为保护输入过低电压影响电源板工作状态，通过输入欠压检测电路判断接入电源装置的电平，低于设置的参考电压阈值，PWM控制器将关断开关管，则高频变压器次级无电平输出；为限制输入电源装置超负荷工作，通过输入过流检测电路判断接入电源装置的电流，高于设置的参考电流阈值，PWM控制器将关断开关管，防止电源装置使用的开关器件因过载而损坏。
[0034]其次电源装置采用智能化主备电管理设计，通过集成的主备电检测电路和电池电量检测电路，可判断电源装置状态；高频变压器降压及整流滤波输出的稳定电平，接入到电池充电控制电路，对备用电池恒流充电；同时小型功率转换器为直流偏磁带电测试仪提供长时间连续供电。
[0035]如附图3所示，电池充电控制电路选用一个N沟道MOS管，实现对备用电池的充电及放电控制；通过对充电电流的取样及比较，控制MOS管实现备用电池的恒流充电；通过调节可控基准电压，实现对充电电流大小及关断控制。
[0036]小型功率转换器采用100%占空比，具备低噪声的PWM型DC—DC变换器，将高频变压器降压及整流滤波输出的稳定电源或备用电池提供的电源，转换为直流偏磁带电测试仪各功能模块工作的电压源。
【主权项】
1.一种专用于直流偏磁带电测试仪的电源供电装置，所述装置包括太阳能电池板或交流外接电源、EMC防护和电源整流电路、高频变压器、PWM控制器和开关管、输入欠压检测电路、输入过流检测电路、恒压反馈控制电路、主备电检测电路、电池充电控制电路、电池电量检测电路、小型功率转换器；其特征在于: 所述主备电检测电路是检测外部电源供电或备用电池供电状态模块； 所述EMC防护是抑制太阳能电池板或交流电源引入的电磁传导骚扰模块； 所述电源整流电路是对输入电源极性调整模块； 所述电池电量检测电路是对备用电池电量进行实时监测模块； 所述电池充电控制电路是实现电池的充电和放电控制的N沟道MOS管； 所述小型功率转换器是将高频变压器二次侧输出能量分配给各功能模块供电装置；所述太阳能电池板的输出端连接到EMC防护和电源整流电路，电源整流电路输出连接到高频变压器； 所述PWM控制器分别连接恒压反馈控制电路、输入欠压检测电路及输入过流检测电路，PWM控制器和开关管输出连接到高频变压器； 所述高频变压器输出分别连接到主备电检测电路、电池充电控制电路、电池电量检测电路及小型功率转换器。
【专利摘要】本实用新型公开一种专用于直流偏磁带电测试仪的电源供电装置，包括太阳能电池板或外接市电的互补式外接电源、EMC防护和电源整流电路、高频变压器、PWM控制器和开关管、输入欠压检测电路、输入过流检测电路、恒压反馈控制电路、主备电检测电路、电池充电控制电路、电池电量检测电路、小型功率转换器。采用低功耗PWM控制器及轨对轨的低功耗运放等器件，使电源装置具备85%以上能量转换效率，通过主备电检测和备用电池电量检测，电源装置可实现主电和备用电源的智能化管理，电源电路通过选用新型器件及多重保护设计，使电源装置寿命大幅提高，使用时可保证测试仪在取电困难条件下，能长时间连续运行。
【IPC分类】H02M5-10, H02J9-06, H02H7-10
【公开号】CN204408001
【申请号】CN201420864834
【发明人】叶立刚, 罗汉武, 李文震, 喻明华, 贺建军
【申请人】国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司, 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月31日