【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体涉及一种电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路及方法。
技术介绍
1、随着各种电力自动化设备不断发展更新，为了适应现代科学技术装备智能化趋势，采用传感器结合无线通讯的无线监测节点装置对电力自动化设备节点状态进行监测，可以真正实现万物互联、智慧管理。无线监测节点装置对空间、成本、安装、维护等有诸多严格限制条件，在这些制约因素下，无线监测节点装置电源取电设计方案是重中之重，因为其关系着无线监测节点装置是否吻合小型化和经济化的发展趋势。
2、当前，无线监测节点装置的电源取电设计方案主要有三种实现方案。
3、第一种是220v交流电转变为直流电后给无线监测节点装置供电。该取电设计方案稳定可靠，不存在功率不足的弊端，但是由于220v交流电属于强电，因此需要在电路中设置符合安规等级要求的保护电路，而这无疑会增加无线监测节点装置的体积，提高成本；同时部分无线监测节点装置的使用场所接入220v交流电受限，且该取电设计方案也会消耗电力传输线的电能，增加用户侧的电能损耗。
4、第二种是采用太阳能板和可充电电池的方式给无线监测节点装置供电。该取电设计方案是一种清洁可再生的方案，但是其对于室内环境的适用性低，且易在不良天气条件的影响下出现供电不稳定、功率不足的情况，给节点监测带来盲点；同时其安装维护成本也不占优势。
5、第三种是采用一次性电池给无线监测节点装置供电。一次性电池体积较小，价格相对低廉，便携性好，但是却存在电池容量小、工作寿命短的缺陷，在电池电量耗尽后需要及时更
技术实现思路
1、为解决以上技术问题中的至少一个，本专利技术提供了一种电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路及方法，其可以给周期性工作的电力自动化设备的无线监测节点装置提供电能。
2、本专利技术的第一方面提供一种电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，包括储能电容、稳压二极管、三极管、nmos管和分压电路，所述分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述储能电容负极与p_gnd(参考地)连接，正极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述三极管的发射极连接，所述三极管的集电极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述p_gnd连接，所述稳压二极管的阴极与所述三极管的基极连接，阳极和p_gnd连接，所述nmos管的栅极与所述第二电阻的第一端连接，源极和所述p_gnd连接，漏极和gnd(负载参考地)连接。
3、优选的是，所述电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路还包括整流电路，所述整流电路的输出端和所述储能电容的两端连接，输入端为两根连接线，用于和交流电场能量捕获装置连接。
4、上述任一方案优选的是，所述电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路还包括瞬态电压抑制二极管，其和所述储能电容并联连接。
5、上述任一方案优选的是，所述电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路还包括电源芯片，所述电源芯片的电源输入引脚与所述储能电容的正极连接。
6、上述任一方案优选的是，所述电源芯片的电源输入引脚和所述gnd之间和设置有输入电压滤波电容和最低输入电压设置电路，所述输入电压滤波电容和最低输入电压设置电路并联连接。
7、上述任一方案优选的是，所述输入电压滤波电容包括并联连接的三个电容。
8、上述任一方案优选的是，所述最低输入电压设置电路包括串联连接的两个设置电阻，两个设置电阻中间的节点与所述电源芯片的使能引脚连接。
9、上述任一方案优选的是，所述电源芯片的电压输出引脚与滤波电感的第一端连接，所述滤波电感的第二端与gnd之间设置有输出电压滤波电容和输出电压反馈电路，所述输出电压滤波电容和输出电压反馈电路并联连接。
10、上述任一方案优选的是，所述输出电压滤波电容包括并联连接的三个电容。
11、上述任一方案优选的是，所述输出电压反馈电路包括串联连接的第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一反馈电阻和第二反馈电阻的中间节点与所述电源芯片的电压反馈引脚连接。
12、上述任一方案优选的是，所述电源芯片的电压输出引脚与gnd之间还设置有续流二极管，所述续流二极管的负极与gnd连接，正极与电源芯片的电压输出引脚连接。
13、上述任一方案优选的是，所述电源芯片的电压输出引脚与滤波电感的第一端之间设置有所述电源芯片的自举电容，所述滤波电感的第一端还与所述电源芯片的sw引脚连接。
14、上述任一方案优选的是，所述电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路还包括限流电阻和加速电容，所述限流电阻设置于所述三极管的基极和gnd之间，所述加速电容和所述限流电阻并联连接。
15、本专利技术的第二方面提供一种电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电方法，通过所述电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路实现，包括周期执行的：
16、步骤1：储能电容充电，储能电容两端电压升高；
17、步骤2：储能电容两端电压达到稳压二极管的开启电压，稳压二极管导通；
18、步骤3：储能电容两端电压继续升高，三极管射基极电压达到开启电压，三极管导通，nmos管导通，p_gnd和gnd连通，形成电流回路，储能电容放电向电源芯片供电；
19、步骤4：电源芯片向负载提供电能；
20、步骤5：储能电容两端电压快速下降至低于稳压二极管稳压值，稳压二极管截止，nmos管关闭，三极管关闭，储能电容结束放电，停止向电源芯片供电，并重新开始充电。
21、本专利技术的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路及方法具有以下有益效果：
22、1、通过储能电容对交流电场能量进行收集存储，并在达到一定能量后向负载供电释放能量，后继续进行能量收集存储，进而实现对电力自动化设备的无线监测节点装置的周期性供电；
23、2、电路体积小、结构简单、价格低廉、电源稳定，适应小型化、经济化的发展趋势；
24、3、用途广泛，特别适用于作为周期性工作的电力自动化设备的无线监测节点装置的电源取电方案；
25、4、宽泛的输入电压范围，对不同等级线路和后级不同功率负载具备扩展性。
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1.一种电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：包括储能电容、稳压二极管、三极管、NMOS管和分压电路，所述分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述储能电容负极与P_GND连接，正极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述三极管的发射极连接，所述三极管的集电极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述P_GND连接，所述稳压二极管的阴极与所述三极管的基极连接，阳极和P_GND连接，所述NMOS管的栅极与所述第二电阻的第一端连接，源极和所述P_GND连接，漏极和GND连接。
2.如权利要求1所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：所还包括整流电路，所述整流电路的输出端和所述储能电容的两端连接，输入端为两根连接线，用于和交流电场能量捕获装置连接。
3.如权利要求1所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：还包括瞬态电压抑制二极管，其和所述储能电容并联连接。
4.如权利要求1所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：还包括电源芯片，所
5.如权利要求4所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：所述电源芯片的电源输入引脚和所述GND之间和设置有输入电压滤波电容和最低输入电压设置电路，所述输入电压滤波电容和最低输入电压设置电路并联连接；所述输入电压滤波电容包括并联连接的三个电容；所述最低输入电压设置电路包括串联连接的两个设置电阻，两个设置电阻中间的节点与所述电源芯片的使能引脚连接。
6.如权利要求4所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：所述电源芯片的电压输出引脚与滤波电感的第一端连接，所述滤波电感的第二端与GND之间设置有输出电压滤波电容和输出电压反馈电路，所述输出电压滤波电容和输出电压反馈电路并联连接；所述输出电压滤波电容包括并联连接的三个电容；所述输出电压反馈电路包括串联连接的第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一反馈电阻和第二反馈电阻的中间节点与所述电源芯片的电压反馈引脚连接。
7.如权利要求4所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：所述电源芯片的电压输出引脚与GND之间还设置有续流二极管，所述续流二极管的负极与GND连接，正极与电源芯片的电压输出引脚连接。
8.如权利要求4所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：所述电源芯片的电压输出引脚与滤波电感的第一端之间设置有所述电源芯片的自举电容，所述滤波电感的第一端还与所述电源芯片的SW引脚连接。
9.如权利要求1所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：还包括限流电阻和加速电容，所述限流电阻设置于所述三极管的基极和GND之间，所述加速电容和所述限流电阻并联连接。
10.一种电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电方法，其特征在于：通过如权利要求1-9任一项所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路实现，包括周期执行的：
...【技术特征摘要】
1.一种电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：包括储能电容、稳压二极管、三极管、nmos管和分压电路，所述分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述储能电容负极与p_gnd连接，正极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述三极管的发射极连接，所述三极管的集电极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述p_gnd连接，所述稳压二极管的阴极与所述三极管的基极连接，阳极和p_gnd连接，所述nmos管的栅极与所述第二电阻的第一端连接，源极和所述p_gnd连接，漏极和gnd连接。
2.如权利要求1所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：所还包括整流电路，所述整流电路的输出端和所述储能电容的两端连接，输入端为两根连接线，用于和交流电场能量捕获装置连接。
3.如权利要求1所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：还包括瞬态电压抑制二极管，其和所述储能电容并联连接。
4.如权利要求1所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：还包括电源芯片，所述电源芯片的电源输入引脚与所述储能电容的正极连接。
5.如权利要求4所述的电力自动化设备的无线监测节点装置周期供电电路，其特征在于：所述电源芯片的电源输入引脚和所述gnd之间和设置有输入电压滤波电容和最低输入电压设置电路，所述输入电压滤波电容和最低输入电压设置电路并联连接；所述输入电压滤波电容包括并联连接的三个电容；所述最低输入电压设置电路包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐明群，孙大璟，徐文，沙凯旋，周聪，
申请(专利权)人：江苏其厚智能电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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