一种用于智能量测开关的宽电压输入电源及其使用方法与流程

本发明属于电力系统，具体涉及一种用于智能量测开关的宽电压输入电源及其使用方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、基于能源互联网和电力物联网的建设要求，电网采用全面信息化和智能化；为提升台区精益化管理水平，依托采用2.0、hplc通信技术、台区智能终端、智能量测开关等新应用技术，实现台区下各级分支节点设备状态感知和数据的全量采集；各类用户停电事件并在3分钟内主动上报，准确分级定位停电范围，异常停电发生后实现客户精准主动通知；依托台区自动拓扑技术，开展分相、分箱、分时段线损统计分析；依托用电信息采集或反窃电监控系统，能够及时发现窃电和违约用电行为。

3、智能量测开关，作为低压台区物联体系中的重要设备，目前主要安装于多表位表箱中，具有数据采集、数据分析处理、hplc通讯等特性，具备时钟同步、精准计量、开关本体状态识别、线路状态识别、拓扑关系识别、停电事件上报、窃电分析、温度检测等功能，是实现表箱进线计量与线路状态感知的关键。

4、据发明人了解，智能量测开关作为智能台区的关键设备，要求寿命长，可靠稳定工作；因此电源方案起着关键作用，现有的技术方案大多不具备宽电压输入能力，且对外输出电源带载能力不足。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种用于智能量测开关的宽电压输入电源及其使用方法，通过对电源电路结构上的改进，实现了智能量测开关的ac/dc转换以及dc/dc转换，能够实现交流宽范围输入，采用了稳压输出隔离dc/dc电源方案，使得对外输出电源带载能力大幅提升。

2、根据一些实施例，本发明的第一方案提供了一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，采用如下技术方案：

3、一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，包括输入保护电路、高压buck电路、供电电路和隔离稳压电源电路；其中，所述输入保护电路的输出端连接所述高压buck电路的输入端，所述高压buck电路的输出端分别连接所述供电电路和所述隔离稳压电源电路的输入端；所述输入保护电路对输入的三相四线制交流电进行整流钳位处理，输出高压直流电；所输出的高压直流电经所述高压buck电路的buck变换得到低压直流电；所述高压buck电路输出的低压直流电分别输入到所述供电电路和所述隔离稳压电源电路，实现稳压输出。

4、作为进一步的技术限定，所述输入保护电路包括依次连接的输入整流电路、第一控制单元和输出限流电路，以及分别与所述第一控制单元相连接的第一启动控制电路和输出钳位电路。

5、进一步的，所输入的三相四线制交流电进入输入整流电路后输出脉动的直流电，当第一控制单元的电源引脚电压超过预设电压时，第一控制单元开始启动工作，第一控制单元的电源引脚电压被钳位于预设钳位电压，通过外围电路设定第一控制单元的控制引脚电压，当脉动直流电压大于设定钳位电压时输出电压为设定钳位电压

6、作为进一步的技术限定，所述高压buck电路包括第二控制单元和输出滤波电路，以及分别与所述第二控制单元相连接的第二启动控制电路和反馈控制电路。

7、作为进一步的技术限定，所述供电电路用于供电电压的转换，包括第三控制单元、超级电容、buck电路和升压boost电路；转换后的供电电压给超级电容充电，当交流失电时实现供电电压的无缝切换。

8、进一步的，所述隔离稳压电源电路用于输出隔离电源，将转换后的供电电压转化为隔离电压，用于为接口电路供电，包括第四控制单元、隔离变压器和输出整流电路。

9、进一步的，所述第三控制单元采用三通道pmu，所述第四控制单元用于将非稳压电源转换为隔离稳压电源。

10、根据一些实施例，本发明的第二方案提供了一种用于智能量测开关的宽电压输入电源的使用方法，采用了第一方案所提供的用于智能量测开关的宽电压输入电源，采用如下技术方案：

11、一种用于智能量测开关的宽电压输入电源的使用方法，包括：

12、对所输入的三相四线制交流电进行整流钳位处理，得到高压直流电；

13、所得到的高压直流电经高压buck电路的buck变换得到低压直流电；

14、所得到的低压直流电通过供电电路实现供电电压的转换，通过隔离稳压电源电路实现隔离电源输出，实现电源的稳压输出。

15、作为进一步的技术限定，所输入的三相四线制交流电进入输入整流电路后输出脉动的直流电，当第一控制单元的电源引脚电压超过预设电压时，第一控制单元开始启动工作，第一控制单元的电源引脚电压被钳位于预设钳位电压，通过外围电路设定第一控制单元的控制引脚电压，当脉动直流电压大于设定钳位电压时输出电压为设定钳位电压。

16、作为进一步的技术限定，在供电电压转换的过程中，基于供电电路内设的第三控制单元进行电压上的转换；同时给供电电路内设的超级电容充电，以实现当三相四线制交流电断电时供电的无缝切换。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、本公开提供了一种用于智能量测开关的宽电压输入电源电路，通过智能量测开关电源的主要组成部分以及各组成部分之间的协调配合，实现宽电压输入，通过输入保护电路配置整流电路、启动电路、输出钳位以及输出限流电路，能够使智能量测开关工作在比现有开关更宽的电源范围，具有更好的抗干扰能力以及更稳定的性能；通过主控芯片搭配外围电路设置实现高压脉动直流电转换为低压直流稳压电压，在小功率电源实现上具有成本低、效率高以及工作稳定的特点；实现一种高度集成的系统供电电路，通过一个三合一智能pmu实现高压buck输出直流电转换为系统供电电压，同时实现超级电容的充放电管理；过主控芯片搭配外围电路实现低压直流电源隔离输出，集成有过流保护、过功率保护、输出短路保护、输出过压保护以及过温保护，保证电源稳定。

技术特征：

1.一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，其特征在于，包括输入保护电路、高压buck电路、供电电路和隔离稳压电源电路；其中，所述输入保护电路的输出端连接所述高压buck电路的输入端，所述高压buck电路的输出端分别连接所述供电电路和所述隔离稳压电源电路的输入端；所述输入保护电路对输入的三相四线制交流电进行整流钳位处理，输出高压直流电；所输出的高压直流电经所述高压buck电路的buck变换得到低压直流电；所述高压buck电路输出的低压直流电分别输入到所述供电电路和所述隔离稳压电源电路，实现稳压输出。

2.如权利要求1中所述的一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，其特征在于，所述输入保护电路包括依次连接的输入整流电路、第一控制单元和输出限流电路，以及分别与所述第一控制单元相连接的第一启动控制电路和输出钳位电路。

3.如权利要求2中所述的一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，其特征在于，所输入的三相四线制交流电进入输入整流电路后输出脉动的直流电，当第一控制单元的电源引脚电压超过预设电压时，第一控制单元开始启动工作，第一控制单元的电源引脚电压被钳位于预设钳位电压，通过外围电路设定第一控制单元的控制引脚电压，当脉动直流电压大于设定钳位电压时输出电压为设定钳位电压。

4.如权利要求1中所述的一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，其特征在于，所述高压buck电路包括第二控制单元和输出滤波电路，以及分别与所述第二控制单元相连接的第二启动控制电路和反馈控制电路。

5.如权利要求1中所述的一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，其特征在于，所述供电电路用于供电电压的转换，包括第三控制单元、超级电容、buck电路和升压boost电路；转换后的供电电压给超级电容充电，当交流失电时实现供电电压的无缝切换。

6.如权利要求5中所述的一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，其特征在于，所述隔离稳压电源电路用于输出隔离电源，将转换后的供电电压转化为隔离电压，用于为接口电路供电，包括第四控制单元、隔离变压器和输出整流电路。

7.如权利要求6中所述的一种用于智能量测开关的宽电压输入电源，其特征在于，所述第三控制单元采用三通道pmu，所述第四控制单元用于将非稳压电源转换为隔离稳压电源。

8.一种用于智能量测开关的宽电压输入电源的使用方法，采用了如权利要求1-7中任一项所述的用于智能量测开关的宽电压输入电源，其特征在于，包括：

9.如权利要求8中所述的一种用于智能量测开关的宽电压输入电源的使用方法，其特征在于，所输入的三相四线制交流电进入输入整流电路后输出脉动的直流电，当第一控制单元的电源引脚电压超过预设电压时，第一控制单元开始启动工作，第一控制单元的电源引脚电压被钳位于预设钳位电压，通过外围电路设定第一控制单元的控制引脚电压，当脉动直流电压大于设定钳位电压时输出电压为设定钳位电压。

10.如权利要求8中所述的一种用于智能量测开关的宽电压输入电源的使用方法，其特征在于，在供电电压转换的过程中，基于供电电路内设的第三控制单元进行电压上的转换；同时给供电电路内设的超级电容充电，以实现当三相四线制交流电断电时供电的无缝切换。

技术总结
本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种用于智能量测开关的宽电压输入电源及其使用方法，包括输入保护电路、高压BUCK电路、供电电路和隔离稳压电源电路；其中，所述输入保护电路的输出端连接所述高压BUCK电路的输入端，所述高压BUCK电路的输出端分别连接所述供电电路和所述隔离稳压电源电路的输入端；所述输入保护电路对输入的三相四线制交流电进行整流钳位处理，输出高压直流电；所输出的高压直流电经所述高压BUCK电路的BUCK变换得到低压直流电；所述高压BUCK电路输出的低压直流电分别输入到所述供电电路和所述隔离稳压电源电路，实现稳压输出。

技术研发人员：栾磊,李静,顾延祥,刘同壮,律俊华,李伟生,李勇,范作鹏,郑永平,刘启科,贾增东,张轲舜,仝庆跃
受保护的技术使用者：山东鲁软数字科技有限公司智慧能源分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19