專利名稱：一種功率脈沖發(fā)生裝置、其驅動方法以及高壓線取電方法
技術領域：
本發(fā)明屬于輸電線路功率脈沖發(fā)生領域，具體涉及一種自供能功率脈沖發(fā)生裝置、該裝置的功率脈沖驅動方法以及高壓輸電線路取電方法。
背景技術：
迄今為止，在功率脈沖發(fā)生裝置中，絕大部分都是應用數(shù)字電子技術(邏輯門電路、555定時器以及單片機等)來產生固定頻率的脈沖，從而驅動負載來進行工作。但在一些應用領域中，這種應用數(shù)字電子技術的功率發(fā)生裝置有時會出現(xiàn)電路過于復雜從而導致成本過高等問題。另外，對于高壓輸電線路上的功率脈沖發(fā)生裝置，目前比較常用的取能方式主要有高壓電流感應、電池和激光傳輸能量等。但是，現(xiàn)有的取能方式仍存在諸多弊端。例如 電流感應取能裝置需要較大的啟動電流，電池和激光傳輸能量的取能方式存在成本較高等問題。因此，迫切需要本領域技術人員開發(fā)出一款可以自己供能、構造簡單、成本低廉的功率脈沖發(fā)生裝置。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的之一在于提供一種構造簡單，成本低廉的自供能功率脈沖發(fā)生裝置。本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的—種自供能功率脈沖發(fā)生裝置，該裝置包括取電單元，用于從高壓輸電線路上獲取交流電；整流單元，用于將取能單元所獲取的交流電轉化成直流電；功率脈沖發(fā)生單元，用于對直流電進行電能存儲，并根據控制模塊所產生的控制信號將直流電轉化成功率脈沖信號后，輸出功率脈沖信號驅動負載；和控制模塊，用于產生使MOS管導通或關斷的控制信號。進一步地，所述取電單元可采用雙極板電場感應取電的方式從高壓輸電線路上獲取交流電，所述雙極板電場感應取電的方法如下通過在高壓輸電線路與大地之間架設平行于大地的上、下極板構成一電容器C ；高壓輸電線路與大地之間的高壓電場使該電容器C的上、下極板之間產生電壓差 U。，該電壓差U。作為功率脈沖驅動電壓，該電壓即為取電單元所獲取的交流電。進一步地，所述整流單元可以采用整流橋。進一步地，所述功率脈沖發(fā)生單元可包括儲能單元，用于對直流電進行電能存儲；脈沖發(fā)生與限流模塊，用于將直流電轉化為功率脈沖信號，同時對直流電進行限流；和
脈沖信號輸出模塊，用于產生功率脈沖信號輸出，并對負載進行驅動。進一步地，所述儲能單元可包括電容器Cl，用于存儲電能，并將其自身的電壓直接作用于脈沖發(fā)生與限流模塊；所述脈沖發(fā)生與限流模塊可包括M0S管，用于將電容器Cl作用于MOS管漏極上的直流電轉化為功率脈沖信號；和電阻器R3，用于對直流電進行限流；所述脈沖信號輸出模塊可包括三極管、與三極管基極相連的電阻器Rl和與三極管發(fā)射極相連的電阻器R2，在電阻器R2的兩端產生功率脈沖信號輸出，用來驅動負載。進一步地，所述控制模塊可包括電壓檢測子模塊，用于接收施加在三極管集電極上的電壓VC作為該子模塊的輸入電壓，對該輸入電壓進行檢測并輸出延時啟動信號；延時子模塊，用于根據所接收的延時啟動信號來進行延時處理，并使控制信號輸出子模塊啟動；和控制信號輸出子模塊，用于輸出控制信號來中斷三極管的二次擊穿。進一步地，所述電壓檢測子模塊中可預存有三極管的二次擊穿電壓，當檢測到電壓檢測子模塊的輸入電壓達到三極管的二次擊穿電壓時，便輸出延時啟動信號。本發(fā)明的另一目的在于提出一種能夠自己供能、操作簡單的功率脈沖驅動方法， 該方法包括如下步驟步驟一，從高壓輸電線路上獲取交流電；步驟二，將所獲取的交流電轉化成直流電；步驟三，對直流電進行電能存儲，輸出直流電；步驟四，產生用于使MOS管導通或關斷的控制信號，從而使輸出的直流電轉化成功率脈沖信號；步驟五，根據輸出的功率脈沖信號驅動負載。進一步地，所述步驟一中獲取交流電的方法可如下通過在高壓輸電線路與大地之間架設平行于大地的上、下極板構成一電容器C ；高壓輸電線路與大地之間的高壓電場使該電容器C的上、下極板之間產生電壓差 U。，該電壓差Uc作為功率脈沖驅動電壓。進一步地，所述步驟三的具體方法可如下對電容器Cl進行充電，將電容器Cl上直流電輸出并作用于MOS管的漏極上。進一步地，所述步驟四的具體方法可如下當電容器Cl兩端的電壓達到二次擊穿電壓時，進行延時處理，延時后立即控制MOS管的控制信號為高電平，斷開MOS管，使三極管的二次擊穿中斷，即將三極管的二次擊穿電壓控制在可逆范圍內。本發(fā)明的再一目的在于提出一種通過在高壓線路上設置電容器來通過電場感應獲取電源的高壓輸電線路取電方法，該取電方法包括如下步驟通過在高壓輸電線路與大地之間架設平行于大地的上、下極板構成一電容器C ；高壓輸電線路與大地之間的高壓電場使該電容器C的上、下極板之間產生電壓差 U。，該電壓差Uc作為功率脈沖驅動電壓。進一步地，所述電容器C與高壓輸電線路采用下述任一種方法進行連接
1)將上極板直接連接到高壓交流線路上，下極板懸空；2)直接將高壓輸電線路作為上極板，下極板懸空。進一步地，所述電容器C上所分
權利要求
1.一種自供能功率脈沖發(fā)生裝置，其特征在于，該裝置包括 取電單元，用于從高壓輸電線路上獲取交流電；整流單元，用于將取能單元所獲取的交流電轉化成直流電；功率脈沖發(fā)生單元，用于對直流電進行電能存儲，并根據控制模塊所產生的控制信號將直流電轉化成功率脈沖信號后，輸出功率脈沖信號以驅動負載；和控制模塊，用于產生使MOS管導通或關斷的控制信號。
2.如權利要求1所述的自供能功率脈沖發(fā)生裝置，其特征在于所述取電單元采用雙極板電場感應取電的方式從高壓輸電線路上獲取交流電，所述雙極板電場感應取電的方法如下通過在高壓輸電線路與大地之間架設平行于大地的上、下極板構成一電容器C ； 高壓輸電線路與大地之間的高壓電場使該電容器C的上、下極板之間產生電壓差U。，該電壓差Uc即為取電單元所獲取的交流電。
3.如權利要求1所述的自供能功率脈沖發(fā)生裝置，其特征在于所述整流單元采用整流橋。
4.如權利要求1-3任一項所述的自供能功率脈沖發(fā)生裝置，其特征在于，所述功率脈沖發(fā)生單元包括儲能單元，用于對直流電進行電能存儲；脈沖發(fā)生與限流模塊，用于將直流電轉化為功率脈沖信號，同時對直流電進行限流；和脈沖信號輸出模塊，用于產生功率脈沖信號輸出，以驅動負載。
5.如權利要求4所述的自供能功率脈沖發(fā)生裝置，其特征在于 所述儲能單元包括電容器Cl，用于存儲電能，并將其自身的電壓直接作用于脈沖發(fā)生與限流模塊； 所述脈沖發(fā)生與限流模塊包括MOS管，用于將電容器Cl作用于MOS管漏極上的直流電轉化為功率脈沖信號；和電阻器R3，用于對直流電進行限流； 所述脈沖信號輸出模塊包括三極管、與三極管基極相連的電阻器Rl和與三極管發(fā)射極相連的電阻器R2，在電阻器 R2的兩端產生功率脈沖信號輸出，用來驅動負載。
6.如權利要求1-3任一項所述的自供能功率脈沖發(fā)生裝置，其特征在于，所述控制模塊包括電壓檢測子模塊，用于接收施加在三極管集電極上的電壓VC作為該子模塊的輸入電壓，對該輸入電壓進行檢測并輸出延時啟動信號；延時子模塊，用于根據所接收的延時啟動信號來進行延時處理，并使控制信號輸出子模塊啟動；和控制信號輸出子模塊，用于輸出控制信號來中斷三極管的二次擊穿。
7.如權利要求6所述的自供能功率脈沖發(fā)生裝置，其特征在于所述電壓檢測子模塊中預存有三極管的二次擊穿電壓，當檢測到電壓檢測子模塊的輸入電壓達到三極管的二次擊穿電壓時，便輸出延時啟動信號。
8.—種功率脈沖驅動方法，其特征在于步驟一，從高壓輸電線路上獲取交流電； 步驟二，將所獲取的交流電轉化成直流電； 步驟三，對直流電進行電能存儲，輸出直流電；步驟四，產生用于使103管導通或關斷的控制信號，從而使輸出的直流電轉化成功率 脈沖信號；步驟五，根據輸出的功率脈沖信號驅動負載。
9.如權利要求8所述的功率脈沖驅動方法，其特征在于，所述步驟一中獲取交流電的 方法如下通過在高壓輸電線路與大地之間架設平行于大地的上、下極板構成一電容器(； 高壓輸電線路與大地之間的高壓電場使該電容器(的上、下極板之間產生電壓差扎，該 電壓差口。作為功率脈沖驅動電壓。
10.如權利要求8所述的功率脈沖驅動方法，其特征在于，所述步驟三的具體方法如下對電容器以進行充電，將電容器以上直流電輸出并作用于103管的漏極上。
11.如權利要求8-10任一項所述的功率脈沖驅動方法，其特征在于，所述步驟四的具 體方法如下當電容器〔1兩端的電壓達到二次擊穿電壓時，進行延時處理，延時后立即控制103管 的控制信號為高電平，斷開103管，使三極管的二次擊穿中斷，即將三極管的二次擊穿電壓 控制在可逆范圍內。
12.—種高壓輸電線路取電方法，其特征在于，該取電方法包括如下步驟 通過在高壓輸電線路與大地之間架設平行于大地的上、下極板構成一電容器(； 高壓輸電線路與大地之間的高壓電場使該電容器(的上、下極板之間產生電壓差隊，該電壓差口。作為功率脈沖驅動電壓。
13.如權利要求12所述的高壓輸電線路取電方法，其特征在于所述電容器(與高壓 輸電線路采用下述任一種方法進行連接將上極板直接連接到高壓交流線路上，下極板懸空； 2、直接將高壓輸電線路作為上極板，下極板懸空。
14.如權利要求12或13所述的高壓輸電線路取電方法，其特征在于所述電容器(上所分得的電壓
全文摘要
本發(fā)明提出了一種功率脈沖發(fā)生裝置、其驅動方法以及高壓線取電方法，裝置包括取電單元、整流單元、功率脈沖發(fā)生單元和控制模塊。本發(fā)明還提出了一種功率脈沖驅動方法包括從高壓輸電線路上獲取交流電；將所獲取的交流電轉化成直流電；對直流電進行電能存儲，輸出直流電；產生用于使MOS管導通或關斷的控制信號，從而使輸出的直流電轉化成功率脈沖信號；根據輸出的功率脈沖信號驅動負載。該功率脈沖發(fā)生裝置和驅動方法具有結構簡單、易于實現(xiàn)、成本低廉等優(yōu)點，該裝置和方法通過電壓互感方式取能，不存在取能盲區(qū)，取能方便，無需外部電源，適用于驅動工作在高壓線路環(huán)境中的負載；可應用于高壓輸電線路環(huán)境中供電困難的警示燈、標靶等設備上。
文檔編號H02M9/06GK102545688SQ20111041024
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者何凡, 侯克男, 李艷, 楊立新, 趙明飛 申請人:中國電力科學研究院