本发明专利技术公开了一种强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置，属于电源变换装置，包括：泄放电路包括强干扰宽输入范围的交流电源、第一退耦电感、石墨间隙、第二退耦电感和多层压敏器件，隔离端过电压保护电路包括气体放电管、共模电感和双向瞬态抑制管，稳压/限压电路包括电压控制电路和滞后分级控制器，DC‑DC电源变换电路包括第一级DC‑DC模块、第二级DC‑DC模块和输出保护开关，还包括输出保护电路。该装置能在强干扰条件下实现20:1宽范围输入的电源变换，利用多模式多分级干扰抑制技术，确保电源在即使直击雷电干扰条件下不会损坏，从而提高电源系统整体的抗干扰和宽范围输入变化承受能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电源变换装置，具体涉及一种强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置。
技术介绍
随着国民经济的高速发展，各种在野外环境使用的电气设备越来越多，比如各种外场的环境监测、设备监测设备、输电线路监测设备等。在这些外场特殊环境下，经常没有供电网络为其提供电源，需要通过一些特殊的方法从用电设备环境周边收获其它形式的能量，如从日照、风力、电磁波、高压供电线路感应取电、超高压输电线路防雷地线取电等。这类供电方式有两个主要问题，一是由于野外使用，非常容易受到雷击、强电磁异常、电网负荷波动、太阳风暴等强干扰影响而损坏电源装置；二是这些获取的电源受条件限制，输出电压极为不稳定，输出电压动态变化范围可以达到几十倍以上，可能从几伏到上百伏都有可能。为了使用这些从野外环境中获取的能源，电源变换装置必须能够在野外环境下承受强干扰的影响，并能够对极端不稳定的、宽动态范围的电压进行调理。目前绝大多数的外场供电设备只采用基本的一级或两级抗干扰部件抑制电源的干扰，这对一般的空间干扰形式可以起到防护作用，但对于完全暴露在野外，甚至直接会遭受到雷击的某些电源装置来说，不能起到保护作用。现有的绝大多数电源变换装置对输入电压范围的限制都比较窄，一般电源的输入电压范围多为额定电压的±20％，一些宽范围的电源也只能达到2:1或4:1的输入范围，能见到报道的某些特殊用途电源在10:1的输入范围下工作已算是具有很宽的输入适应能力了，但这些电源在某些特殊应用中仍不能满足动态范围的需求，很容易出现电源损坏的情况。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置。本专利技术是通过下述技术方案解决上述技术问题的：本专利技术提供了一种强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置，包括泄放电路及与所述泄放电路依次电连接的饱和式隔离变压器、隔离端过电压保护电路、桥式整流器、稳压/限压电路、DC-DC电源变换电路和输出保护电路；所述泄放电路包括交流电源及与所述交流电源依次并联的石墨间隙和多层压敏器件，所述交流电源和所述石墨间隙之间串联有第一退耦电感，所述石墨间隙和所述多层压敏器件之间串联有第二退耦电感，所述多层压敏器件与所述饱和式隔离变压器的输入端口连接；所述隔离端过电压保护电路包括依次并联的气体放电管、共模电感和双向瞬态抑制管，所述气体放电管与所述饱和式隔离变压器的输出端口连接，所述双向瞬态抑制管的第一端与所述桥式整流器的第一输入端连接，所述双向瞬态抑制管的第二端与所述桥式整流器的第二输入端连接；所述稳压/限压电路包括可设定限压控制电路和滞后分级控制器，所述DC-DC电源变换电路包括第一级DC-DC模块、第二级DC-DC模块和输出保护开关；所述桥式整流器的第一输出端通过第一开关和第二开关与所述第一级DC-DC模块的输入端连接，所述桥式整流器的第一输出端还通过所述第一开关和第三开关与所述第二级DC-DC模块的输入端连接，所述可设定限压控制电路的控制端控制所述第一开关的断开或闭合，所述可设定限压控制电路的输出端与所述滞后分级控制器的输入端连接，所述第一级DC-DC模块的输出端通过第四开关与所述输出保护电路的输入端连接，所述第二级DC-DC模块的输出端通过第五开关与所述输出保护电路的输入端连接，所述滞后分级控制器的第一控制端控制所述第二开关和所述第四开关的断开或闭合，所述滞后分级控制器的第二控制端控制所述第三开关和所述第五开关的断开或闭合，所述第一级DC-DC模块的输出端通过第四开关与所述输出保护开关的输入端连接，所述第二级DC-DC模块的输出端通过第五开关与所述输出保护开关的输入端连接，所述输出保护开关的控制端与所述输出保护电路的输出端连接，所述输出保护电路通过所述输出保护开关的输出端将直流电源输出；所述桥式整流器的第二输出端、所述可设定限压控制电路的接地端、所述滞后分级控制器的接地端、所述第一级DC-DC模块的接地端和所述第二级DC-DC模块的接地端均接至隔离接地端。优选地，所述饱和式隔离变压器的第一输出端和所述气体放电管第一端之间串联有第一自恢复保险，所述饱和式隔离变压器的第二输出端和所述气体放电管的第二端之间串联有第二自恢复保险。优选地，所述桥式整流器的第一输出端和所述第二开关之间还串联有第三电感，所述稳压/限压电路还包括储能电容器，所述储能电容器的第一端连接在所述第三电感和第二开关之间，所述储能电容器的第二端接至隔离接地端。优选地，所述DC-DC电源变换电路还包括第一隔离二极管和第二隔离二极管，所述第一隔离二极管连接在所述第四开关和所述输出保护电路之间，且所述第一隔离二极管的负极与所述输出保护电路的输入端及所述输出保护开关的输入端连接，所述第二隔离二极管连接在所述第五开关和所述输出保护电路之间，且所述第二隔离二极管的负极与所述输出保护电路的输入端及所述输出保护开关的输入端连接。本专利技术提供的强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置具有以下有益效果：1、减少野外交流电源受强干扰损害的可能；2、可将野外大动态范围的电源转换为稳定的输出供监测设备使用；3、将强干扰防护与大动态范围稳压进行一体化设计，简化了外场设备的体积；4、该装置能在强干扰条件下实现20:1宽范围输入的电源变换，利用多模式多分级干扰抑制技术，确保电源在即使直击雷电干扰条件下不会损坏；5、采用多级串并电源转换技术，确保在输入电压达到20:1的大动态范围时，电源能够正常输出稳定的电压，从而提高电源系统整体的抗干扰和宽范围输入变化承受能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置电路模块连接图；图2为本专利技术实施例提供的强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置100/200/300和400的电路结构图；图3为本专利技术实施例提供的强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置400/500/600和700的电路结构图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1本专利技术提供了一种强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置，如图1至图3所示，包括泄放电路100及与泄放电路100依次电连接的饱和式隔离变压器200、隔离端过电压保护电路300、桥式整流器400、稳压/限压电路500、DC-DC电源变换电路600和输出保护电路700。泄放电路100包括强干扰宽输入范围的交流电源101及与交流电源101依次并联的石墨间隙102和多层压敏器件103，交流电源101和石墨间隙102之间串联有第一退耦电感104，石墨间隙102和多层压敏器件103之间串联有第二退耦电感105，多层压敏器件103与饱和式隔离变压器200的输入端口连接。本实施例中，强干扰是指雷击、强电磁异常、电网负荷波动、太阳风暴等对电源装置的干扰损坏，超宽外围是指电压达到20:1的大动态输入范围。隔离端过电压保护电路300本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置，其特征在于，包括泄放电路(100)及与所述泄放电路(100)依次电连接的饱和式隔离变压器(200)、隔离端过电压保护电路(300)、桥式整流器(400)、稳压/限压电路(500)、DC‑DC电源变换电路(600)和输出保护电路(700)；所述泄放电路(100)包括交流电源(101)及与所述交流电源(101)依次并联的石墨间隙(102)和多层压敏器件(103)，所述交流电源(101)和所述石墨间隙(102)之间串联有第一退耦电感(104)，所述石墨间隙(102)和所述多层压敏器件(103)之间串联有第二退耦电感(105)，所述多层压敏器件(103)与所述饱和式隔离变压器(200)的输入端口连接；所述隔离端过电压保护电路(300)包括依次并联的气体放电管(301)、共模电感(302)和双向瞬态抑制管(303)，所述气体放电管(301)与所述饱和式隔离变压器(200)的输出端口连接，所述双向瞬态抑制管(303)的第一端与所述桥式整流器(400)的第一输入端连接，所述双向瞬态抑制管(303)的第二端与所述桥式整流器(400)的第二输入端连接；所述稳压/限压电路(500)包括可设定限压控制电路(501)和滞后分级控制器(502)，所述DC‑DC电源变换电路(600)包括第一级DC‑DC模块(601)、第二级DC‑DC模块(602)和输出保护开关(609)；所述桥式整流器(400)的第一输出端通过第一开关(503)和第二开关(603)与所述第一级DC‑DC模块(601)的输入端连接，所述桥式整流器(400)的第一输出端还通过所述第一开关(503)和第三开关(604)与所述第二级DC‑DC模块(602)的输入端连接，所述可设定限压控制电路(501)的控制端控制所述第一开关(503)的断开或闭合，所述可设定限压控制电路(501)的输出端与所述滞后分级控制器(502)的输入端连接，所述第一级DC‑DC模块(601)的输出端通过第四开关(605)与所述输出保护电路(700)的输入端连接，所述第二级DC‑DC模块(602)的输出端通过第五开关(606)与所述输出保护电路(700)的输入端连接，所述滞后分级控制器(502)的第一控制端控制所述第二开关(603)和所述第四开关(605)的断开或闭合，所述滞后分级控制器(502)的第二控制端控制所述第三开关(604)和所述第五开关(606)的断开或闭合，所述第一级DC‑DC模块(601)的输出端通过第四开关(605)与所述输出保护开关(609)的输入端连接，所述第二级DC‑DC模块(602)的输出端通过第五开关(606)与所述输出保护开关(609)的输入端连接，所述输出保护开关(609)的控制端与所述输出保护电路(700)的输出端连接，所述输出保护电路(700)通过所述输出保护开关(609)的输出端将直流电源输出；所述桥式整流器(400)的第二输出端、所述可设定限压控制电路(501)的接地端、所述滞后分级控制器(502)的接地端、所述第一级DC‑DC模块(601)的接地端和所述第二级DC‑DC模块(602)的接地端均接至隔离接地端。...
【技术特征摘要】
1.一种强干扰条件下的超宽范围输入电源变换装置，其特征在于，包括泄放电路(100)及与所述泄放电路(100)依次电连接的饱和式隔离变压器(200)、隔离端过电压保护电路(300)、桥式整流器(400)、稳压/限压电路(500)、DC-DC电源变换电路(600)和输出保护电路(700)；所述泄放电路(100)包括交流电源(101)及与所述交流电源(101)依次并联的石墨间隙(102)和多层压敏器件(103)，所述交流电源(101)和所述石墨间隙(102)之间串联有第一退耦电感(104)，所述石墨间隙(102)和所述多层压敏器件(103)之间串联有第二退耦电感(105)，所述多层压敏器件(103)与所述饱和式隔离变压器(200)的输入端口连接；所述隔离端过电压保护电路(300)包括依次并联的气体放电管(301)、共模电感(302)和双向瞬态抑制管(303)，所述气体放电管(301)与所述饱和式隔离变压器(200)的输出端口连接，所述双向瞬态抑制管(303)的第一端与所述桥式整流器(400)的第一输入端连接，所述双向瞬态抑制管(303)的第二端与所述桥式整流器(400)的第二输入端连接；所述稳压/限压电路(500)包括可设定限压控制电路(501)和滞后分级控制器(502)，所述DC-DC电源变换电路(600)包括第一级DC-DC模块(601)、第二级DC-DC模块(602)和输出保护开关(609)；所述桥式整流器(400)的第一输出端通过第一开关(503)和第二开关(603)与所述第一级DC-DC模块(601)的输入端连接，所述桥式整流器(400)的第一输出端还通过所述第一开关(503)和第三开关(604)与所述第二级DC-DC模块(602)的输入端连接，所述可设定限压控制电路(501)的控制端控制所述第一开关(503)的断开或闭合，所述可设定限压控制电路(501)的输出端与所述滞后分级控制器(502)的输入端连接，所述第一级DC-DC模块(601)的输出端通过第四开关(605)与所述输出保护电路(700)的输入端连接，所述第二级DC-DC模块(602)的输出端通过第五开关(606)与所述输出保护电路(700)的输入端连接，所述滞后分级控制器(502)的第一控制端控制所述第二开关(603)和所述第四开关(605)...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗建，罗皓宇，黄林飞，
申请(专利权)人：罗建，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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