一种间隙式电力线路取能方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种间隙式电力线路取能方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着智能电网的快速发展和各种电力在线监测设备的广泛应用，而监测终端设备需要不间断的供电才可以长期工作，如何解决好监测终端设备的供电问题是在线监测系统稳定工作的关键。
[0003]目前监测终端设备取能方式主要有:太阳能和蓄电池协同取能供电、风能和蓄电池协同取能供电、利用取能线圈通过电力线路感应取能供电等，但是太阳能和风能的利用都受到天气和周围环境的影响，不适合广泛应用；通过取能线圈感应取能的方式不受天气和环境影响，因而逐渐被广泛使用。
[0004]在现有的技术方法中，带有感应取能的方式的电力线路在线监测终端设备均使用采样线圈和取能线圈的双线圈模式，所使用的感应取能方式都必须有独立的取能磁芯和取能线圈，不仅终端设备体积大，成本高，而且安装复杂不便维护。
【发明内容】
[0005]本发明所要提供的是一种间隙式电力线路取能方法，该取能方法利用采样线圈在信号采样的间隙进行取能，给电源电池充电，不需要独立的取能磁芯和取能线圈，缩小设备体积，降低成本，可替代现有的双线圈形式取能，提高能量利用率。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种间隙式电力线路取能方法，本方法由采样模式和取能模式两种模式组成，首先通过保护模块将采样线圈的信号分为两路，一路信号通过开关切换模块后与产品的信号采样部分相连接，另一路信号通过开关切换模块与取能电路模块相连接；然后当开关切换模块切换至采样模式时，由信号采样部分对信号进行采样，当开关切换模块切换至取能模式时，由取能电路模块通过信号进行取能，其中开关切换模块由切换控制模块控制进行模式切换。
[0007]进一步具体的，所述的保护模块由开关二极管或稳压二极管组等分压电子元器件成。
[0008]进一步具体的，所述的开关切换模块由模拟开关或继电器等开关电子元器件器件组成。
[0009]进一步具体的，所述的切换控制模块由CPLD或者FPGA等微处理单元组成。
[0010]进一步具体的，所述的取能电路模块由冲击保护电路、整流电路、能量缓存电路、过压保护电路和电源电池组成。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明所采用的取能方法不需要独立的取能磁芯和取能线圈，主要利用开关器件在信号采样和取能之间进行切换，充分获取采样线圈在信号采样间隙的能量为电池充电。本发明所采用的取能方法可以大大缩减产品体积，并且能够降低成本。本发明所采用的取能方法能够高效充分的利用采样线圈的能量，这是现有取能技术所不能实现的。
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例中一种间隙式电力线路取能方法的结构示意图。
[0013]图2是本发明实施例中取能电路模块的原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，对本发明做进一步详细说明。
[0015]如图1所示，本发明所述的一种间隙式电力线路取能方法，本方法由采样模式和取能模式两种模式组成，在一个独立的信号采集周期里，首先通过保护模块将采样线圈的信号分为两路，一路信号通过开关切换模块后与产品的信号采样部分相连接，另一路信号通过开关切换模块与取能电路模块相连接，然后当开关切换模块切换至采样模式时，由信号采样部分对信号进行采样，当开关切换模块切换至取能模式时，由取能电路模块通过信号进行取能，其中切换控制模块控制开关切换模块进行模式切换。
[0016]本发明实施为实现上述技术方案，总体思路如下:
[0017]首先在一个独立的信号采集周期里，通过保护模块将采样线圈通过采样磁芯感应到的信号分为两路，由于信号采样部分和取能电路模块对电压等级要求不同，所以两路信号的电压范围不同，一路信号通过开关切换模块后与产品的信号采样部分相连接，另一路信号通过开关切换模块与取能电路模块相连接，然后切换控制模块控制开关切换模块进入采样模式，这时采样线圈的能量主要应用于信号采样部分进行信号采样工作，此时取能电路模块不消耗采样线圈的能量，不影响信号采样精度，然后当信号采样结束时，切换控制模块控制开关切换模块进入取能模式，这时这一个采样周期的信号采集已经完成，信号采样部分处于待机状态，不消耗采样线圈的能量，此时采样线圈的能量通过取能电路模块进行取能，然后当下一个采样周期开始时，切换控制模块控制开关切换模块重新进入采样模式，进行下一周期的信号采样。
[0018]所述的保护模块，由开关二极管或稳压二极管组等分压电子元器件组成，由于信号采样部分和取能电路模块对电压等级要求不同，所以通过保护模块将采样线圈的信号分为两路电压范围不同的信号。
[0019]所述的开关切换模块，由模拟开关或继电器等开关电子元器件组成，所述的模拟开关或继电器等开关电子元器件，能保证采样线圈的信号能在采样模式和取能模式之间快速稳定的切换。
[0020]所述的切换控制模块，由CPLD或者FPGA等微处理单元组成，所述的CPLD或者FPGA等微处理单元，主要作用是控制开关切换模块快速稳定的完成两种工作模式的切换。
[0021]如图2所示，所述的取能电路模块，由冲击保护电路1、整流电路2、能量缓存电路3、过压保护电路4和电源电池5组成，所述的冲击保护电路I中的TVS管Tl通过连接端Al和A2连接至开关切换模块，所述的TVS管Tl主要作用是保护后级电路不会受到大电流冲击而损坏，所述的整流电路2中整流桥BI的交流端与TVS管Tl相连接，所述的整流桥BI主要作用是将交流信号转换为后级电路能使用的直流信号，所述的能量缓存电路3由超级电容Cl、超级电容C2、稳压二极管Dl和稳压二极管Dl组成，主要作用是对所获取的能量进行缓冲和存储，所述的过压保护电路4由可调节稳压二极管D3，电阻Rl和电阻R2组成，主要作用是将对电源电池充电的电压稳定在充电范围内，所述的电源电池5由电池BATl组成，主要作用是存储能量并驱动后级电路。
[0022]本发明对比现有技术具有以下特点:
[0023]1.不需要独立的取能磁芯和取能线圈，不仅大幅度节省材料降低成本，而且产品体积小。
[0024]2.在采样周期内的采样间隙取能，在不影响信号采样精度的情况下，充分利用了采样线圈的能量。
[0025]3.独有的采样模式和取能模式双模式切换技术，提高了产品整体能量的利用率。
[0026]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述方法由采样模式和取能模式两种模式组成，在一个独立的信号采集周期里，通过保护模块将采样线圈的感应信号分为两路，一路信号通过开关切换模块后与产品的信号采样部分相连接，另一路信号通过开关切换模块与取能电路模块相连接，然后切换控制模块控制开关切换模块进入采样模式，这时采样线圈的能量主要用于信号采样工作，取能电路模块不消耗采样线圈的能量，不影响信号采样精度；当信号采样结束时，切换控制模块控制开关切换模块进入取能模式，这时这一个采样周期的信号采集已经完成，信号采样部分处于待机状态，不消耗采样线圈的能量，采样线圈的能量通过取能电路模块用于取能；当下一个采样周期开始时，切换控制模块控制开关切换模块重新进入采样模式，进行下一周期的信号采样。2.根据权利要求1所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的采样模式和取能模式为两个独立运行的工作模式，通过切换控制模块控制开关切换模块进行模式切换，两个模式不能同时运行。3.根据权利要求1所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的保护膜快由开关二极管或稳压二极管组等分压电子元器件组成，通过保护模块将采样线圈的信号分为两路电压范围不同的信号。4.根据权利要求1所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的开关切换模块，由模拟开关或继电器等开关电子元器件组成。5.根据权利要求1所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的切换控制模块，由CPLD或者FPGA等微处理单元组成。6.根据权利要求1所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的取能电路模块，由冲击保护电路1、整流电路2、能量缓存电路3、过压保护电路4和电源电池5组成。7.根据权利要求6所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的冲击保护电路I中的TVS管Tl通过连接端Al和A2连接至开关切换模块；TVS管Tl作用是保护后级电路不会受到大电流冲击而损坏。8.根据权利要求6所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的整流电路2中整流桥BI的交流端与TVS管Tl相连接；整流桥BI将交流信号转换为后级电路能使用的直流信号。9.根据权利要求6所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的能量缓存电路3由超级电容Cl、超级电容C2、稳压二极管Dl和稳压二极管Dl组成，作用是将获取的能量缓冲和存储。10.根据权利要求6所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的过压保护电路4由可调节稳压二极管D3，电阻Rl和电阻R2组成，稳定电源电池的充电电压。11.根据权利要求6所述的一种间隙式电力线路取能方法，其特征在于:所述的电源电池5由电池BATl组成，用于存储能量和驱动后级电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种间隙式电力线路取能方法，所述方法由采样模式和取能模式两种模式组成，在一个信号采集周期内，首先保护模块将采样线圈的信号分为两路，一路信号与信号采样部分相连接，另一路信号与取能电路模块相连接，当开关切换模块切换至采样模式时，由信号采样部分对信号进行采样，信号采样结束后，开关切换模块切换至取能模式时，由取能电路模块通过信号进行取能，当下一个采集周期开始时再切换至采样模式采样；其中切换控制模块控制开关切换模块进行模式切换。本实用新型无需独立的取能磁芯和取能线圈，节省材料降低成本。本实用新型在采样周期的采样间隙取能，不影响信号采样精度，而且充分利用了采样线圈的能量，提高产品整体能量利用率。
【IPC分类】H02J5/00
【公开号】CN204858594
【申请号】CN201520630730
【发明人】张涵青, 秦江斌
【申请人】张涵青
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月20日