[实用新型]一种高效宽范围输入的CT取电电路

说明书

技术领域

本实用新型可以广泛应用于电力设备、自动化控制系统等现场辅助供电难度大，可以通过电流互感器取电的小功率供电场合。 

背景技术

户外智能开关柜是一种潮流，传统的户外开关柜由高压开关、电缆、母线、操作附件等组成，由于缺少电源，很少包括二次设备，部分用电压互感器TV引出电源的方式实现了简单的智能控制，但该方式体积较大、成本高、安装不方便，特别是给高压PT带来很大的安全隐患，远不如电流感应电源可靠，如能用电流感应电源、电容储能等技术实现电流感应电源供电，将对智能环网柜等设备的自动化水平带来极大的提高。 

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种高效宽范围输入的取电电路，利用大容量电容作为蓄能元件，通过电压比较电路实时监控蓄能电容充电电压，控制用场效应管组成的电子开关对蓄能电容的充电，在充电间隙将CT二次侧短路，有效降低因输出开路后造成互感器铁心过度饱和磁化，从而大大降低发热的情况，并对CT取电的电流变化具有很强的适应能力，输出采用二次稳压电路，可为各类输电线路在线监测和监控设备提供可靠的电源。 

本实用新型解决其技术问题，所采用的技术方案是： 为了解决现有技术存在的不足，本实用新型提出一种高效宽范围输入的CT取电电路，由取电整流电路（1）、电子开关（2）、电容蓄能电路（3）、电压比较电路（4）、二次稳压滤波电路（5）和基准电压源（6）组成，其特征在于：所述取电整流电路（1）与电子开关（2）并联，所述取电整流电路（1）获取的电能通过防倒灌二极管D2为所述电容蓄能电路（3）充电，由电阻R3、电容C4、可调电位器RP1、电容C5组成电压比较电路（4）连接运算放大器U3A的正相端，由基准电路U4、电阻R5组成基准电压源（6）连接运算放大器U3A反相输入端，二极管D1、电阻R2组成比较滞后电路连接运算放大器U3A输出端和同相输入端，所述电压比较电路（4）通过实时检测电容蓄能电路（3）充电电压来控制电子开关电路（2），所述二次稳压滤波电路（5）由三端稳压集成电路U1、电容C1组成，所述二次稳压滤波电路（5）将电容蓄能电路（3）中波动的电压稳压成恒定输出电压。 

所述取电整流电路（1）由电流互感器TA1与整流桥U2组成。 

所述电子开关（2）由场效应管Q1、电阻R4、电阻R1组成。 

所述电压比较电路（4）通过实时检测电容蓄能电路（3）充电电压来控制电子开关电路（2）。 

所述二次稳压滤波电路（5）由三端稳压集成电路U1、电容C1组成，并将电容蓄能电路（3）中波动的电压稳压成恒定输出电压。 

本实用新型采用通用CT取电整流电路（1）作为获取能量的元件接入线路中，当线路中有电流流过时取电整流电路（1）的二次侧感应出电动势，经过外部整流后给电容蓄能电路（3）充电，但随着电容蓄能电路（3）被逐渐充满，取电整流电路（1）二次侧电流将逐渐减小趋于零，此时取电整流电路（1）铁芯将严重饱和，磁饱和使铁损增大，取电整流电路（1）发热，为了解决这种情况，引入了电压比较电路（4），实时检测电容蓄能电路（3）的充电电压，当检测到充电电压高于基准电压源（6）时，将取电整流电路（1）二次侧通过电子开关（2）短路，较大的二次侧电流产生的磁通势对一次侧电流产生的磁通势起到去磁作用，铁芯不会产生磁饱和，避免空载铁芯发热，同时也停止对电容蓄能电路（3）的充电。随着电容蓄能电路（3）对外部放电，电压逐渐降低，当电压低于基准电压源（6）时，电子开关（2）断开，CT开始对电容蓄能电路（3）补充电能，电容蓄能电路（3）因在设定的基准电压源（6）电压中反复，因此输出通过二次稳压滤波电路（5），使得输出稳定的直流电压。 

本实用新型其特征在于因采用电压比较电路（4）实时电容蓄能电路（3）的电压，通过并联于取电整流电路（1）二次侧的电子开关（2），让取电整流电路（1）始终处于充电或者短路状态，较大电流输出，避免了取电整流电路（1）因输出负载减小而出现发热的情况，同时适应了一次侧宽范围的电流变化和输出负载动态变化较大的情况，提高了效率。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）相比采用PWM作为控制的电路，本电路具有简单、成本低廉的优势。 

（2）相比过去采用采样电阻来取电的电路，本电路具有适应了一次侧宽范围的电流变化和输出负载动态变化较大的情况。 

（3）相比传统的取电电路，具有更小的体积，高效的优势。 

（4）本电路适合允许输出空载的情况。 

附图说明