一种具有耦合、测量功能的取电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压取电领域，尤其涉及一种具有耦合、测量功能的取电电路。
【背景技术】
[0002]从高压电线上获取能量，目前主要有两种方式:电流感应式取电和电压感应式取电。
[0003]电流感应取电主要运用电流的磁场感应效应，而在副线圈上感应出电压并输出电流，电流感应方式原理简单，实施较为简易。但输出的电流容易受线路的实际电流影响，输出功率随线路电流的波动大，当线路电流小于一定值，输出功率将非常小。因而，在实际使用中很受限制。而高灵敏度的电流感应式取电装置安装时必须截断电线以便电流取电装置从中穿过，安装繁琐不便。
[0004]电压感应式取电，主要运用高压电场获取能量。主要方式为电容分压，但电容分压理论上获取能量很低，结合实际条件，纯电容分压取电，理论取交流功率在5W以下，实际可供使用的直流应在2W以下，因而感应取电产品实用化程度低。
[0005]综上所述，现有的从高压电线上获取能量技术存在，输出电流不稳定，安装不便，以及工作效率低等缺点。
【发明内容】
[0006]针对现有的高压取电存在的上述问题，现提供一种旨在实现可输出稳定电流、安装方便且工作效率高的具有耦合、测量功能的取电电路。
[0007]具体技术方案如下:
[0008]一种具有耦合、测量功能的取电电路，包括:
[0009]—高压电源；
[0010]一取电单元，所述取电单元的第一供电端连接所述高压电源，用以从所述高压电源上获取低压电能，所述取电单元的电压输出端连接负载，所述取电单元的第二供电端接地，所述取电单元包括:
[0011]一变压器，所述变压器的原边的一端形成所述取电单元的第一供电端连接所述高压电源；
[0012]一第一开关，所述第一开关的电流输入端连接所述变压器的原边的另一端；
[0013]一第二开关，所述第二开关的电流输入端同时连接所述变压器的原边的另一端和所述第一开关的电流输入端；
[0014]—储能单元，所述储能单元的电流输入端连接所述第二开关的电流输出端，所述储能单元的电流输出端形成所述取电单元的第二供电端连接所述第一开关的电流输出端且接地，所述储能单元用以存储所述高压电源上的电压；
[0015]一磁自饱和控制器，所述变压器的副边为所述磁自饱和控制器供电，所述磁自饱和控制器包括两个控制端，所述磁自饱和控制器的第一控制端连接所述第一开关的控制端，用以控制所述第一开关的导通或关断；所述磁自饱和控制器的第二控制端连接所述第二开关的控制端，用以控制所述第二开关的导通或关断；
[0016]—电容，所述电容的一端同时连接所述高压电源和所述取电单元的第一供电端；
[0017]一电感，串联于所述电容的另一端与电源地之间；
[0018]一转换单元，连接所述电感的一端且接地，用以获取电压数据；
[0019]一载波发生器，并联于所述电感的两端。
[0020]优选的，所述磁自饱和控制器还包括一监测端和两个采集端；
[0021]所述磁自饱和控制器的第一采集端连接所述第一开关的电流输出端，用以采集所述第一开关的输出电流，获取第一采集信号；
[0022]所述磁自饱和控制器的第二采集端连接所述第二开关的电流输出端，用以采集所述第二开关的输出电流，获取第二采集信号；
[0023]所述磁自饱和控制器的监测端连接所述储能单元的电流输入端，用以监测所述储能单元的输入电压，获取监测信号；
[0024]所述磁自饱和控制器根据所述第一采集信号、所述第二采集信号和所述监测信号控制所述第一开关的导通或关断，以及所述第二开关的导通或关断。
[0025]优选的，还包括:
[0026]一 DC/DC转换单元，串联于所述取电单元与所述负载之间。
[0027]优选的，所述电容采用陶瓷电容。
[0028]优选的，所述陶瓷电容的电容容量范围在:3.3nF至1nF之间。
[0029]优选的，所述电感采用阻波电感。
[0030]优选的，所述阻波电感的额定电流为0.2A，电感量为4.7mH。
[0031]优选的，还包括:
[0032]显示单元，连接所述转换单元，用以对所述电压数据进行显示。
[0033]优选的，所述第一开关采用三极管，所述三极管的基极形成所述第一开关的控制端，所述三极管的集电极形成所述第一开关的电流输入端，所述三极管的发射极形成所述第一开关的电流输出端。
[0034]优选的，所述第二开关采用三极管，所述三极管的基极形成所述第二开关的控制端，所述三极管的集电极形成所述第二开关的电流输入端，所述三极管的发射极形成所述第二开关的电流输出端。
[0035]上述技术方案的有益效果:
[0036]本技术方案通过取电单元可从高压电源上获取低压电能，采用DC/DC转换单元可将获取的电压能量转换为稳定电压的直流输出，利用电容获取高频信号，采用电感防止高频载波信号短路，采用转换单元获取高压电源的电压数据，该取电电路具有安装方便以及工作效率高等优点。
【附图说明】
[0037]图1为本发明所述具有耦合、测量功能的取电电路的一实施例的电路图；
[0038]图2为本发明所述取电单元的一实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0039]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0041]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0042]如图1和图2所示，一种具有耦合、测量功能的取电电路，包括:
[0043]一高压电源HV;
[0044]—取电单元，取电单元的第一供电端连接高压电源HV，用以从高压电源HV上获取低压电能，取电单元的电压输出端连接负载，取电单元的第二供电端接地，取电单元包括:
[0045]一变压器Tl，变压器Tl的原边的一端连接高压电源HV ;
[0046]—第一开关Kl，第一开关Kl的电流输入端连接变压器Tl的原边的另一端；
[0047]一第二开关K2，第二开关K2的电流输入端同时连接变压器Tl的原边的另一端和第一开关Kl的电流输入端；
[0048]—储能单元，储能单元的电流输入端连接第二开关K2的电流输出端，储能单元的电流输出端连接第一开关Kl的电流输出端且接地，储能单元用以存储高压电源HV上的电压；
[0049]一磁自饱和控制器，变压器Tl的副边为磁自饱和控制器供电，磁自饱和控制器包括两个控制端，磁自饱和控制器的第一控制端连接第一开关Kl的控制端，用以控制第一开关Kl的导通或关断；磁自饱和控制器的第二控制端连接第二开关K2的控制端，用以控制第二开关K2的导通或关断，
[0050]一电容C，电容C的一端同时连接高压电源和取电单元的第一供电端；
[0051]一电感L，串联于电容C的另一端与电源地之间；
[0052]一转换单元，连接电感L的一端且接地，用以获取电压数据；
[0053]一载波发生器，并联于电感L的两端。
[0054]取电电路可应用于1KV线路中，输出直流功率可达30瓦，可配载波产品和其他配电终端为其提供直流电源。采用电容C可获取携带有高压电源HV电压信息的高频信号，根据该信号可检测出线路电压的状况，且电容C除了可耦合获取电能外，也可为载波信号提供输入/输出通道，其中载波信号衰耗小于3db，通信频带带宽50K?10M。
[0055]在本实施例中，通过磁自饱和控制器的磁滞特性控制两个开关的导通或关断，从而实现将高压转低压的开关变换，同时将高压能量传到低压的储能单元中；取电单元可从高压电源HV上获取低压电能，利用电容C获取高频信号，采用电感L防止高频载波信号短路，采用转换单元获取高压电源HV的电压数据，该取电电路具有安装方便以及工作效率高等优点。
[0056]在优选的实施例中，磁自饱和控制器还包括一监测端和两个采集端；
[0057]磁自饱和控制器的第一采集端连接第一开关Kl的电流输出端，用以采集第一开关Kl的输出电流，获取第一采集信号；
[0058]磁自饱和控制器的第二采集端连接第二开关K2的电流输出端，用以采集第二开关Κ2的输出电流，获取第二采集信号；
[0059]磁自饱和控制器的监测端连接储能单元的电流输入端，用以监测储能单元的输入电压，获取监测信号；
[0060]磁自饱和控制器根据第一采集信号、第二采集信号和监测信号控制第一开关Kl的导通或关断，以及第二开关Κ2的导通或关断。
[0061]如图2所示，磁自饱和控制器的工作原理为:当高压电源HV —旦接入，第一开关Kl立即打开，变压器Tl的反馈提供能量形成正反馈，致使变压器Tl原边电流随时间近似线性增加。这一过程第一开关Kl上的压降很低，可近似认为为零。当变压器Tl的原边电流接近额定的峰值电流Ipk时磁自饱和控制器逐步打开第二开关Κ2，并逐步关闭第一开关Κ1，直到变压器Tl的原边电流达到峰值电流Ipk时，第一开关Kl完全关断，第二