高效电场感应取电装置，用于高压交流设备的供电，在现有电场感应取电装置中加入间歇工作制的降压型开关电源，该电源工作状态分为工作期与休眠期2种，工作期有电能输入输出，休眠期电源基本不工作，无输出，基本无电能消耗，工作期与休眠期2种状态轮流出现，该电源输入电压高于80V；加入该类型开关电源后，电场感应取电装置可以大幅度摄取更多电能。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】—.
本专利技术涉及高压交流设备的供电系统。二.
技术介绍
现有高压交流设备除了直接使用高压交流电源，需要另行供电的多为市电供电，自带电源，感应取电3类方式供电；市电供电多用于给功耗大的大型设备供电，需要设置输电线路，使用中多有不便；自带电源通常由化学一次电池供电，或化学二次电池加太阳能电池或风力发电组合，一次电池供电需要定期更换电池，一次与二次电池有漏液与在高温下爆炸的危险，电池泄漏出的物质具有导电性，会造成高压电力系统短路的危险；感应取电直接从高压输电线路中摄取电能，具体分为电流感应取电与电场感应取电2种，电流感应取电利用电流互感器原理，从输电线路产生的磁场中摄取电能，高压输电线路中的电流不稳定，电流小时取得的电能也小，甚至取不到电，电流大时有磁芯过热的问题，电流感应取电取得的电能很不稳定。电场感应取电利用感应电极(如图1中I)对大地，大地对三相高压输电线路的空中分散电容耦合，与三相高压输电线路中之一路相连接的高压端(如图1中2)形成电压差，以此作为原始电源，该电源特点是开路电压高，等于相电压，短路电流与感应电极外形与高压端对地电压高低有关，是个极小的数值，通常在μΑ或数十μΑ数量级；原始电源经过整流电路(如图1中3)进行整流，之后经过倍流电路，即整流电路(如图1中3)后部的电路，进行降压增流，电路原理如下: 整流电路(如图1中3)输出的直流电流经过电容与电容串联的二极管，对电容进行串联充电，后级电容电压超过双向触发二极管(如图1中5)触发电压时，可控硅(如图1中6)被触发，形成大电流放电，原始电源输出电流能力极低，电压被拉低，电容通过与整流电路(如图1中3)输出端连接的二极管以并联方式进行放电，放电电流减小到可控硅(如图1中6)维持电流时，可控硅截止，电路重复充电过程；由前述倍流电路工作原理可知，倍流电路有多少单节储能电路(如图1中4)，就相应有多少倍率的降压增流能力，其中首尾单节储能电路中二极管数目有所减少。要使负载得到最大功率，负载与电源阻抗必须匹配，使负载阻抗等于电源阻抗，电场感应取电的电源输出端是感应电极(如图1中I)与高压端(如图1中2)，电源阻抗为感应电极(如图1中I)对大地，大地对三相线路高压输电线路的空中分散电容，为纯容性阻抗，负载阻抗为整流电路(如图1中3)与之连接的倍流电路与后级电路，其伏安特性可以视为纯电阻，是个非线性电阻，倍流电路起阻抗变换器作用，电源的电容性阻抗与负载的电阻性阻抗相等时，负载2端的电压受电源的电容性阻抗移相影响，相位超前电源相位45°，对应电压值为电源UXsin45°，对于常见的1kV线电压输电线路，感应电极(如图1中I)对高压端(如图1中2)电压为相电压5.8kV，达到理想阻抗匹配时，负载2端的电压=5.8kVX sin45=4.1 kVD与倍流电路输出端相连接的负载电路，典型工作电压为5V或12V，要把4.1kV变换成12V，倍流电路中的单节储能电路(如图1中4)，必须要4.lkV/12V?342节，受电路体积限制，实际上倍流电路中单节储能电路(如图1中4)通常不超过8节，感应电极(如图1中I)与高压端(如图1中2)的输出电压为12VX8=96V，离理想阻抗匹配时电压4.1kV偏离得极大，这导致电场感应取电方式取电效率极低，输出电能极小。电场感应取电方式的感应电极(如图1中I)形状与位置固定时，取得的电能值只与高压端(如图1中2)对地电压有关，该电压与输电线路的线电压成正比例关联，输电线路的线电压极为稳定，因此电场感应取电方式取得的电能极为稳定。三.
技术实现思路
本专利技术在现有电场感应取电方式中增加如下新技术，倍流电路输出端接入间歇工作方式的降压型开关电源(如图2中5)，开关电源输出端为最终输出端，实际使用中倍流电路(如图2中4)也可以省略，整流电路(如图2中3)输出端并联储能电容，再与降压型开关电源(如图2中5)连接，使用倍流电路时，降压型开关电源(如图2中5)与倍流电路(如图2中4)之间也可以并联上储能电容。倍流电路(如图2中4)输出的电流虽然比原始输入电流增加了几倍，但通常还是不到20 μΑ，这小于普通开关电源的空载电流，普通开关电源无法工作，开关电源必须处于间歇工作方式才能实现电压转变功能。本专利技术中间歇工作方式的降压型开关电源(如图2中5)的工作状态分为工作期与休眠期2种状态，工作期特征是开关电源基本构成电路都在通电工作状态，功率开关管处于开通与关闭轮流切换状态，休眠期特征是开关电源基本构成电路有部分或者全部处于断电状态，功率开关管处于一直关闭状态，输入电流显著小于平均输入电流，开关电源基本构成电路的通电与断电由电子开关切换；开关电源工作期与休眠期2种状态轮流出现，使得开关电源在极小的输入电流条件下，也能实现电压转变功能。本专利技术所述开关电源(如图2中5)工作期与休眠期变换过程可以如下所述实施: 1.检测倍流电路(如图2中4)中储能电容电压高低或者检测连结在开关电源前端储能电容电压高低，电压达到一定阀值时由电子开关接通开关电源基本构成电路与前级倍流电路(如图2中4)或储能电容的通路，开关电源基本构成电路得到电源，进入工作期，前级电路对开关电源进行放电，电压下降到一定阀值时，由电子开关断开与开关电源基本构成电路的通路，开关电源基本构成电路处于断电状态，进入休眠期。当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
高效电场感应取电装置，用于高压交流设备的供电，包含感应电极，高压端，整流电路，通常还有倍流电路，其特征在于，倍流电路接入间歇工作方式的降压型开关电源，或整流电路输出端并联储能电容后再接入间歇工作方式的降压型开关电源，开关电源的输出端为最终输出端；该开关电源工作状态分为工作期与休眠期2种状态，工作期开关电源基本构成电路都在通电工作状态，功率开关管处于开通与关闭轮流切换状态，休眠期开关电源基本构成电路有部分或者全部处于断电状态，功率开关管处于一直关闭状态，输入电流显著小于平均输入电流，工作期与休眠期2种状态轮流出现，开关电源基本构成电路的通电与断电由电子开关切换；该开关电源输入电压高于80V。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜金昌，
申请(专利权)人：杜金昌，
类型：发明
国别省市：四川;51
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