一种线圈电磁感应取电的电源管理电路及电源管理方法技术

本申请公开了一种线圈电磁感应取电的电源管理电路及电源管理方法。其中，电源管理电路包括：电流传感器直供电路、恒流恒压充电电路以及超级电容储能电路；电流传感器直供电路与恒流恒压充电电路并联，恒流恒压充电电路与超级电容储能电路串联；电流传感器直供电路用于通过经过滤波电路的第一直流电，优先为微功率输出提供能量；恒流恒压充电电路用于当滤波电路的输出电压达到稳定阈值时，开通充电开关电路，通过经过滤波电路的第二直流电，为超级电容储能电路进行能量补充，其中恒流恒压充电电路包括充电开关电路；超级电容储能电路用于通过经过恒流恒压充电电路的第二直流电，输出超级电容。

【技术实现步骤摘要】
一种线圈电磁感应取电的电源管理电路及电源管理方法
本申请涉及电源管理设计
，特别是涉及一种线圈电磁感应取电的电源管理电路及电源管理方法。
技术介绍
随着电力需求的不断增加，电力系统逐步向大容量、高电压和智能化方向发展，同时各行各业对电能质量的要求也越来越高，从而线路运行的可靠性及智能控制的要求更加严格。随着行业的需求，加装在架空线路的设备也在不断增多，如线路负荷监测设备、反窃电监测设备等，此类设备无法按照常规方法进行电源供给，一般采用电池、太阳能、微波、震动、电磁感应、光供电等方式。其中，通过电磁感应原理实现供电是最不受外界因素影响的方式，可以实现长期稳定的为架空线路上的设备提供电能。目前基于取能线圈电磁感应取能的电源电路主要由整流电路、过压保护电路、储能电路、稳压电路和微功率输出电路组成，取能线圈二次侧输出接入整流电路的交流侧，整流电路的直流侧经过过压保护电路连接至储能元件，同时储能元件并联稳压电路，实现微功率输出的功能。目前的取能线圈电磁感应取能电源管理电路存在的缺点：①取能的电源电路必须先经过储能过程，直到储能元件达到一定电压才能实现微功率输出，导致功能系统启动运行时间过长；②线路电流持续较低时，通过电磁感应获得的能量持续较小，储能元件补充能量的时间间隔较长，导致后级功能系统存在供电不足的情况，因此此时需要电池来维护CPU的基本工作，电池的可使用时间较短；③现有的取能线圈电磁感应取能电路仅能满足微功率消耗系统供电，对于GPRS远程通信等大功率消耗组网技术的设备无法使用。针对上述的现有技术中存在的取能线圈电磁感应取能电路功能系统启动运行时间过长；后级功能系统存在供电不足的情况，因此此时需要电池来维护CPU的基本工作，电池的可使用时间较短；仅能满足微功率消耗系统供电，对于GPRS远程通信等大功率消耗组网技术的设备无法使用的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种线圈电磁感应取电的电源管理电路及电源管理方法，以至少解决现有技术中存在的取能线圈电磁感应取能电路功能系统启动运行时间过长；后级功能系统存在供电不足的情况，因此此时需要电池来维护CPU的基本工作，电池的可使用时间较短；仅能满足微功率消耗系统供电，对于GPRS远程通信等大功率消耗组网技术的设备无法使用的技术问题。根据本公开实施例的一个方面，提供了一种线圈电磁感应取电的电源管理电路，电源管理电路包括：电流传感器直供电路、恒流恒压充电电路以及超级电容储能电路；电流传感器直供电路与恒流恒压充电电路并联，恒流恒压充电电路与超级电容储能电路串联；电流传感器直供电路用于通过经过滤波电路的第一直流电，优先为微功率输出提供能量；恒流恒压充电电路用于当滤波电路的输出电压达到稳定阈值时，开通充电开关电路，通过经过滤波电路的第二直流电，为超级电容储能电路进行能量补充，其中恒流恒压充电电路包括充电开关电路；超级电容储能电路用于通过经过恒流恒压充电电路的第二直流电，输出超级电容。根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种线圈电磁感应取电的电源管理方法，包括：接口电路的输入端与电流传感器的二次出线连接，引入电磁感应交流电；交流电经过冲击保护电路和整流电路，整流电路将交流电转换为直流电，直流电包括第一直流电和第二直流电；第一直流电经过滤波电路后通过电流传感器直供电路、供电切换电路以及稳压电路为微功率输出电路提供能量；第二直流电经过滤波电路后通过稳压监控电路，稳压监控电路实时监控滤波电路的输出电压；当滤波电路的输出电压达到稳定阈值时，开通充电开关电路，第二直流电流经过恒流恒压充电电路为超级电容储能电路蓄能，恒流恒压充电电路通过先恒流后恒压的充电方式可以使充电效率达到最大；超级电容储能经过升压电路为大功率输出电路提供能量，同时也经过供电切换电路和稳压电路为微功率输出电路提供能量。在本专利技术中，通过一种线圈电磁感应取电的电源管理电路。经过整流桥的直流电可以经过CT直供电路优先为微功率输出提供能量，缩短了系统的工作死区，即减小了设备启动工作时间，又增加了备用电池的可使用时间。无论线路电流多大，经过恒流恒压充电电路都能实现最大效率地为储能元件进行能量补充，大大减小了后级功能系统供电不足的风险。超级电容的输出不仅可以为微功率输出提供能量，也可以经过升压电路为大功率输出提供能量，满足采用GPRS远程通信等大功率消耗组网技术的应用需求。附图说明此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：图1是根据本公开实施例所述的一种线圈电磁感应取电的电源管理电路的示意图；以及图2是根据本公开实施例所述的一种线圈电磁感应取电的电源管理方法的流程示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。根据本实施例的第一个方面，提供了一种线圈电磁感应取电的电源管理电路。电源管理电路包括：电流传感器直供电路、恒流恒压充电电路以及超级电容储能电路；电流传感器直供电路与恒流恒压充电电路并联，恒流恒压充电电路与超级电容储能电路串联；电流传感器直供电路用于通过经过滤波电路的第一直流电，优先为微功率输出提供能量；恒流恒压充电电路用于当滤波电路的输出电压达到稳定阈值时，开通充电开关电路，通过经过滤波电路的第二直流电，为超级电容储能电路进行能量补充，其中恒流恒压充电电路包括充电开关电路；超级电容储能电路用于通过经过恒流恒压充电电路的第二直流电，输出超级电容。具体地，参考图1所示，该电源管理电路包括：电流传感器直供电路(即CT直供电路)、恒流恒压充电电路以及超级电容储能电路；电流传感器直供电路与恒流恒压充电电路并联，恒流恒压充电电路与超级电容储能电路串联；电流传感器直供电路用于通过经过滤波电路的第一直流电，优先为微功率输出提供能量；恒流恒压充电电路用于当滤波电路的输出电压达到稳定阈值时，开通充电开关电路，通过经过滤波电路的第二直流电，为超级电容储能电路进行能量补充，其中恒流恒压充电电路包括充电开关电路；超级电容储能电路用于通过经过恒流恒压充电电路的第二直流电，输出超级电容。从而，可实现储能与功能系统供电同时进行。电流传感器直供电路能够优先提供微功率输出，保证在线路电流较小时设备后级系统也能快速启动并维持CPU基本工作，即减小了设备启动工作时间，又增加了电池的可使用时间；多余的能量再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线圈电磁感应取电的电源管理电路，其特征在于，所述电源管理电路包括：/n电流传感器直供电路、恒流恒压充电电路以及超级电容储能电路；/n所述电流传感器直供电路与所述恒流恒压充电电路并联，所述恒流恒压充电电路与所述超级电容储能电路串联；/n所述电流传感器直供电路用于通过经过滤波电路的第一直流电，优先为微功率输出提供能量；/n所述恒流恒压充电电路用于当所述滤波电路的输出电压达到稳定阈值时，开通所述充电开关电路，通过经过所述滤波电路的第二直流电，为所述超级电容储能电路进行能量补充，其中所述恒流恒压充电电路包括充电开关电路；/n所述超级电容储能电路用于通过经过所述恒流恒压充电电路的第二直流电，输出超级电容。/n

【技术特征摘要】
1.一种线圈电磁感应取电的电源管理电路，其特征在于，所述电源管理电路包括：
电流传感器直供电路、恒流恒压充电电路以及超级电容储能电路；
所述电流传感器直供电路与所述恒流恒压充电电路并联，所述恒流恒压充电电路与所述超级电容储能电路串联；
所述电流传感器直供电路用于通过经过滤波电路的第一直流电，优先为微功率输出提供能量；
所述恒流恒压充电电路用于当所述滤波电路的输出电压达到稳定阈值时，开通所述充电开关电路，通过经过所述滤波电路的第二直流电，为所述超级电容储能电路进行能量补充，其中所述恒流恒压充电电路包括充电开关电路；
所述超级电容储能电路用于通过经过所述恒流恒压充电电路的第二直流电，输出超级电容。


2.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，
所述电源管理电路还包括接口电路、冲击保护电路、整流电路、滤波电路、升压电路、供电切换电路、稳压电路、微功率输出电路、过压监控电路、稳压监控电路、保护开关电路以及大功率输出电路；
接口电路、冲击保护电路、整流电路、滤波电路、恒流恒压充电电路、超级电容储能电路、升压电路、供电切换电路以及稳压电路依次连接；
所述过压监控电路的输入端与所述整流电路的输出端连接，所述过压监控电路的输出端与所述保护开关电路的输入端连接；
所述稳压监控电路的输入端与所述滤波电路的输出端连接，所述稳压监控电路的输出端与所述充电开关电路的输入端连接；
所述电流传感器直供电路的输入端与所述滤波电路的输出端连接，
所述电流传感器直供电路的输出端与所述供电切换电路的输入端连接，
所述升压电路与所述大功率输出电路连接，所述稳压电路与所述微功率输出电路连接。


3.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，
所述过压监控电路采用电压监测芯片，实时采集整流电路输出电压。


4.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，
所述稳压监控电路采用电压监测芯片，实时采集滤波电路输出电压。


5.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，
所述恒流恒压充电电路采用三...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛阳，王聪，徐英辉，刘厦，杨艺宁，宋如楠，杨柳，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11