一种防窃电电流互感器专用电源电路的制作方法

1.本实用新型属于电源电路技术领域，将互感器在电力线上取出的交流电转换为直流电作为直流电源供给使用，特别是一种防窃电电流互感器专用电源电路。


背景技术：

2.在新型的电力表防窃电技术中，可以采用增加一个互感器来进行实时测量电力线上的电流数据，以便与电能表中的数据进行对比，方可发现窃电行为以及给出窃电量的起始时间、累计窃电量等等数据。这就需要对增加的互感器配套一个专用的数据监控电路板进行数据处理，这个专用的电路板会随着现有技术中的计量互感器一起被浇注在浇注体内，形成“电力黑匣子”，目的是一旦发现窃电行为后，可以提供窃电数据的证据，达到惩戒不法分子的目的。但是互感器中没有可以用的直流电源，数据监控电路板就无法进行正常工作。因此考虑如何将这个电流互感器上采集的交流电流用于数据监控电路板，难度非常大。一是要考虑电力线上有可能电流非常小，因为有可能出现负载不工作的情况，还有可能电流非常大，多个负载同时工作，这样的交流电流范围非常大，对后面的数据监控电路板的电压稳定性提出了更高的要求。二是要考虑到这些电路今后都会浇封起来，在电流过大时，电路产热较多后的散热处理问题。目前以上问题还无法解决，影响了本领域技术人员的研发进度。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种可以为电流互感器匹配的专用电源电路，通过设计泄能电路来解决在电流互感器上应用。
4.本实用新型的技术方案是，一种防窃电电流互感器专用电源电路，所述的专用电源电路通过电流互感器采集电力线上的交流电进行电流处理后提供直流电压，包括保护电路、整流滤波电路、稳压电路，关键是：所述的电源电路中增设泄能电路，泄能电路的输入端与电流互感器二次侧感应电流端连接，泄能电路的输出端与稳压电路的输入端连接。
5.所述的泄能电路包括连接在电流互感器二次侧线路两端的可控硅三极管、与可控硅三极管发射极连接的光耦、比较器、以及配套电阻电容元件，光耦连接在比较器的输出端，比较器的正向输入端连接分压电阻的分压端入地，电阻输出端连接稳压电路的输入端，比较器的负向输入端连接分压电阻分压端入地，电阻的输出端连接稳压电路的输出端。
6.所述的稳压电路包括稳压芯片、超级电容以及外围配套电阻电容元件，稳压芯片连接整流滤波电路的输出端，借助电感输出稳定的5.6v直流电压，并借助压降二极管降至5v，在5.6v和5v电压节点上还分别设置可充放电的超级电容，超级电容正向端提供5v直流电压作为整个电源电路的输出端。
7.所述的整流滤波电路包括依次连接在开路保护电路后面的整流桥二极管、整流二极管以及超级电容。
8.所述的开路保护电路为设置在互感器二次侧线路两端的tvs二极管。
9.本实用新型的有益效果是，
10.1、通过电源电路的设计，实现了电流互感器的自持取电，低功耗，可以将电流互感器中采集的交流电压转换为直流电压供给后面的数据监测电路使用，一次侧电流大于额定电流10％即可正常工作。
11.2、电源电路中采用了泄能稳压电路的结构设计，功耗低，内置多重保护电路，可保证电流互感器不会开路，整体取电电路采用低功耗设计，保障热稳定可靠。当电压大于30v时，保护电路开启钳位回路，把电压钳位在30v左右，从而有效防止了二次开路产生高压的危险，有效保护了后面电路的安全。
12.3、采用大功率器件，可以使产生的电流较小，通过减少器件的发热量来降低散热难度。
附图说明
13.图1是本实用新型的电路结构原理框图。
14.图2是本实用新型中电源电路的结构实施例原理图。
15.附图1中，1是开关保护电路，2是整流滤波电路，3是稳压电路，4是泄能电路，ct是电流互感器，d1是tvs二极管，d2-d5是整流桥二极管，d6是整流二极管，d7、d8是压降二极管，r1-r12是电阻，c1、c2是电容，ec1-ec3是超级电容，l1是电感，q1是可控硅三极管，u1是稳压芯片，u2是光耦，u3是比较器。
具体实施方式
16.下面结合附图以及具体实施方式说明本实用新型的电路工作原理以及效果。
17.本实用新型重点的改进在于在现有的电源电路增加泄能电路4，泄能电路4主要由比较器u3、光耦u2、可控硅三极管q1构成，当电流互感器ct的一次电流较大时其二次侧取出的能量较大经由电路产生的直流电压也非常高，这样的高压会损坏后面的稳压等电路，泄能电路4的作用就是通过比较直流电压来控制泄能开关器件—可控硅三极管q1，当直流电压高于+15v时，可控硅三极管q1导通泄放掉多余的能量使直流电压基本钳位在+30v左右从而保护了后面的电路，经过泄能电路钳位的直流电压经由稳压芯片u1输出稳定的直流电压+5.6v。超级电容ec2、ec3可以进行一定电能的存储，当需要检修、测量或读取数据时，需要电流互感器ct，此时超级电容ec2、ec3存储的能量后续的电路进行供电。
18.开路保护电路11由tvs二极管d1构成，电流互感器ct的二次侧电路因故障断开时，在一次侧电流较大时其二次侧会产生高压，当二次侧电压升高到一定程度后开路保护电路1的开关会自动闭合把电压拉低，通过开路保护电路1可以在电流互感器ct的二次侧开路的情况下有效的钳位二次侧电压，防止二次侧产生危险的高压。
19.整流滤波电路2主要由整流桥二极管d2-d5、整流二极管d6、超级电容ec1构成，电流互感器ct的交流电压通过整流滤波电路2后成为直流电压。
20.另外，由于“电力黑匣子”需要浇封起来，考虑到整个电路的散热问题，电子元器件采用大功率器件并集中布置在易于散热的位置，可以降低电流，另外整个电路系统在大部分时间里都处于休眠状态，只有在需要工作时才启动全面工作状态。在关键耗电回路增加合适的限流电阻。尽可能的使电路中的电流更小，发热量更小。


技术特征：
1.一种防窃电电流互感器专用电源电路，所述的专用电源电路通过电流互感器(ct)采集电力线上的交流电进行电流处理后提供直流电压，包括开路保护电路(1)、整流滤波电路(2)、稳压电路(3)，其特征在于：所述的电源电路中增设泄能电路(4)，泄能电路(4)的输入端与电流互感器(ct)的二次侧感应电流端连接，泄能电路(4)的输出端与稳压电路(3)的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种防窃电电流互感器专用电源电路，其特征在于：所述的泄能电路(4)包括连接在电流互感器(ct)二次侧线路两端的可控硅三极管(q1)、与可控硅三极管(q1)发射极连接的光耦(u2)、比较器(u3)、以及配套电阻电容元件，光耦(u2)连接在比较器(u3)的输出端，比较器(u3)的正向输入端连接分压电阻(r9、r10)的分压端入地，电阻r9的输出端连接稳压电路(3)的输入端，比较器(u3)的负向输入端连接分压电阻(r11、r12)的分压端入地，电阻r11的输出端连接稳压电路(3)的输出端。3.根据权利要求1所述的一种防窃电电流互感器专用电源电路，其特征在于：所述的稳压电路(3)包括稳压芯片(u1)、超级电容(ec2、ec3)以及外围配套电阻电容元件，稳压芯片(u1)连接整流滤波电路(2)的输出端，借助电感(l1)输出稳定的5.6v直流电压，并借助压降二极管(d8)降至5v，在5.6v和5v电压节点上还分别设置可充放电的超级电容(ec2、ec3)，超级电容ec3的正向端提供5v直流电压作为整个电源电路的输出端。4.根据权利要求1所述的一种防窃电电流互感器专用电源电路，其特征在于：所述的整流滤波电路(2)包括依次连接在开路保护电路(1)后面的整流桥二极管(d2、d3、d4、d5)、整流二极管(d6)以及超级电容ec1。5.根据权利要求1所述的一种防窃电电流互感器专用电源电路，其特征在于：所述的开路保护电路(1)为设置在互感器(ct)二次侧线路两端的tvs二极管(d1)。

技术总结
本实用新型公开了一种防窃电电流互感器专用电源电路，所述的专用电源电路通过电流互感器采集电力线上的交流电进行电流处理后提供直流电压，包括保护电路、整流滤波电路、稳压电路，关键是：所述的电源电路中增设泄能电路，泄能电路的输入端与电流互感器二次侧感应电流端连接，泄能电路的输出端与稳压电路的输入端连接。本实用新型的有益效果是通过电源电路的设计，实现了电流互感器的自持取电，低功耗，可以将电流互感器中采集的交流电压转换为直流电压供给后面的数据监测电路使用，一次侧电流大于额定电流10％即可正常工作。流大于额定电流10％即可正常工作。流大于额定电流10％即可正常工作。


技术研发人员：刘继志 任贵军 王晓辉 高进杰 赵晟罡 王力崇
受保护的技术使用者：河北申科电力股份有限公司
技术研发日：2022.05.25
技术公布日：2022/12/12