放电装置和放电系统的制作方法

本发明涉及电力电子测量，尤其是涉及一种放电装置和放电系统。

背景技术：

1、目前，轨道交通供电系统的直流高压接触网放电装置，是将高压接触网放电电路通过高压继电器控制一组高压电阻阵列通断，组成高压接触网直流高压放电电路。这种放电装置包括高压继电器gj、放电电阻r和控制部件；高压继电器gj的触点端串联放电电阻r形成高压放电电路，高压放电电路的一端被配置以电连接至接触网或接触轨，高压放电电路的另一端被配置以电连接至回流轨，高压继电器gj的线圈与控制部件串联形成控制电路。这种放电装置，采用高压继电器和放电电阻的结合，可以在接触网或接触轨验电为“有电”的情况下，实现安全的放电操作，解决了轨道交通接触网(或接触轨)维修操作中存在的安全隐患问题。

2、然而，上述直流高压接触网放电装置存在以下不足：

3、(1)高压继电器将高压电阻阵列接通时，起始放电电流较大。随着残留高电压的逐步降低，放电电流将逐步减少，导致直流高压放电电路放电时间较长。

4、(2)不能精准控制调节放电装置的放电电流、放电电压、放电功率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种放电装置和放电系统，以通过使用常规元器件即可实现高隔离、多量程、恒功率、直流高压放电电路，通过单片机控制电路精确控制放电装置的放电电流、放电电压、放电功率和放电时间，可以缩短放电装置的放电时间。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种放电装置，放电装置包括：交直流供电电路、单片机控制电路、触发电路、高电压隔离电路、高电压采样电路、放电控制电路和电压/电流转换电路；交直流供电电路的输入端直流电源连接触发电路；交直流供电电路的输出端直流电源连接单片机控制电路、放电控制电路和电压/电流转换电路；触发电路、高电压隔离电路和放电控制电路依次连接；高电压采样电路和电压/电流转换电路均与外部的高压接触网连接，放电控制电路和单片机控制电路均与高压采集样电路连接；放电控制电路和电压/电流转换电路连接；高压接触网、电压/电流转换电路和外部的回流轨依次连接；单片机控制电路用于控制放电装置的放电电流、放电电压、放电功率和放电时间。

3、在本申请可选的实施例中，上述交直流供电电路包括：将工频电压整流的ac/dc转化模块、dc/dc转化模块、输入端电源与输出端电源进行隔离的高电压隔离变压器、输入端电源整流滤波线性稳压模块、输出端电源整流滤波线性稳压模块；输入端直流电源用于供电给触发电路；输出端直流电源用于供电给单片机控制电路、放电控制电路和电压/电流转换电路。

4、在本申请可选的实施例中，上述高电压隔离电路包括：印制板内嵌的高隔离耦合互感器；高隔离耦合互感器设置在多层印制板内部，高隔离耦合互感器包括：顶层印制板、初级印制板线圈、初级印制板线圈的屏蔽层、次级印制板线圈、次级印制板线圈的屏蔽层和底层印制板；在初级印制板线圈和次级印制板线圈的中心之间连接有金属化过孔磁芯。

5、在本申请可选的实施例中，上述初级印制板线圈以螺旋型自外向内盘旋，初级印制板线圈的一端在内圈的尽头与初级印制板线圈的屏蔽层连接，初级印制板线圈的另一端与触发电路输出连接。

6、在本申请可选的实施例中，上述次级印制板线圈以螺旋型自外向内盘旋，次级印制板线圈的两端分别与脉冲宽度调制解调电路连接，次级印制板线圈的屏蔽层通过金属化孔与放电装置的参考地连接。

7、在本申请可选的实施例中，上述单片机控制电路包括：微处理器、存储器、定时器、转换器和接口；定时器用于输出脉冲信号，脉冲信号用于确定放电装置的放电时间。

8、在本申请可选的实施例中，上述放电控制电路包括：电压比较器、数字电位器、电压/电流转换放大器、电阻和电容；单片机控制电路用于输出高电平的单片机控制信号至放电控制电路；放电控制电路用于基于单片机控制信号确定数字电位器的电阻比值和电压比较器的基准阈值电平，电阻比值和基准阈值电平用于确定放电装置的放电阈值电压。

9、在本申请可选的实施例中，上述电压/电流转换电路包括：电压/电流转换放大器、三极管、放电管、二极管和电阻；单片机控制电路用于控制放电管工作在恒功率放电模式，确定放电装置的放电电流。

10、在本申请可选的实施例中，上述放电管为绝缘栅双极晶体管。

11、第二方面，本发明实施例还提供一种放电系统，放电系统包括回流轨、高压接触网和上述的放电装置。

12、本发明实施例带来了以下有益效果：

13、本发明实施例提供了一种放电装置和放电系统，通过使用常规元器件即可实现高隔离、多量程、恒功率、直流高压放电电路，通过单片机控制电路精确控制放电装置的放电电流、放电电压、放电功率和放电时间，可以缩短放电装置的放电时间。

14、本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

15、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种放电装置，其特征在于，所述放电装置包括：交直流供电电路、单片机控制电路、触发电路、高电压隔离电路、高电压采样电路、放电控制电路和电压/电流转换电路；

2.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于，所述交直流供电电路包括：将工频电压整流的ac/dc转化模块、dc/dc转化模块、输入端电源与输出端电源进行隔离的高电压隔离变压器、输入端电源整流滤波线性稳压模块、输出端电源整流滤波线性稳压模块；

3.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于，所述高电压隔离电路包括：印制板内嵌的高隔离耦合互感器；

4.根据权利要求3所述的放电装置，其特征在于，所述初级印制板线圈以螺旋型自外向内盘旋，所述初级印制板线圈的一端在内圈的尽头与所述初级印制板线圈的屏蔽层连接，所述初级印制板线圈的另一端与所述触发电路输出连接。

5.根据权利要求3所述的放电装置，其特征在于，所述次级印制板线圈以螺旋型自外向内盘旋，所述次级印制板线圈的两端分别与脉冲宽度调制解调电路连接，所述次级印制板线圈的屏蔽层通过金属化孔与所述放电装置的参考地连接。

6.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于，所述单片机控制电路包括：微处理器、存储器、定时器、转换器和接口；

7.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于，所述放电控制电路包括：电压比较器、数字电位器、电压/电流转换放大器、电阻和电容；

8.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于，所述电压/电流转换电路包括：电压/电流转换放大器、三极管、放电管、二极管和电阻；

9.根据权利要求8所述的放电装置，其特征在于，所述放电管为绝缘栅双极晶体管。

10.一种放电系统，其特征在于，所述放电系统包括回流轨、高压接触网和权利要求1-9任一项所述的放电装置。

技术总结
本发明提供了一种放电装置和放电系统，包括：交直流供电电路、单片机控制电路、触发电路、高电压隔离电路、高电压采样电路、放电控制电路和电压/电流转换电路；交直流供电电路的输入端直流电源连接触发电路；交直流供电电路的输出端直流电源连接单片机控制电路、放电控制电路和电压/电流转换电路；触发电路、高电压隔离电路和放电控制电路依次连接；高电压采样电路和电压/电流转换电路均与高压接触网连接，放电控制电路和单片机控制电路均与高压采集样电路连接；放电控制电路和电压/电流转换电路连接；高压接触网、电压/电流转换电路和回流轨依次连接；单片机控制电路精确控制高压放电装置的放电电流、放电电压、放电功率和放电时间。

技术研发人员：叶涛,王卫彬,陈灿森,徐俊杰,蒋湘银,曾沛文,付远沛,赵豪
受保护的技术使用者：广州泰达创盈电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15