波電路
特制取能線圈從線路上感應(yīng)出來(lái)的電勢(shì)是交流電壓，而后段電子電路所需要的是直流電壓，因此從鐵心線圈感應(yīng)出來(lái)的電壓首先要整流。本裝置選擇了橋式整流。當(dāng)一次電流較大時(shí)，感應(yīng)出來(lái)的二次電流雖然其平均值并不太大，但其脈沖峰值可達(dá)上百伏，因此整流電路要有較高的耐壓值，因此選用DB107整流橋，其耐壓值達(dá)到1000V，可滿足實(shí)際要求。
[0014]為了改善電壓的脈動(dòng)程度，需在整流后再加入濾波電路，濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波?？紤]到復(fù)雜濾波電路會(huì)增加電路的功耗從而提高啟動(dòng)電流，本系統(tǒng)選擇了 LC濾波電路，整流濾波電路如圖2所示，LI為10mH, Cl為1000 μ F。
[0015](2) DC-DC 轉(zhuǎn)換電路
由于電流的變化范圍大，感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)整流、濾波后將會(huì)得到寬范圍的直流電壓，需要通過(guò)一個(gè)DC-DC模塊處理后得到一個(gè)高質(zhì)量的5 V直流電壓，以滿足監(jiān)測(cè)裝置的供電需要。電源DC-DC模塊選擇了 AMC34063A，電壓輸入范圍為3-40V，輸出電壓5V，最大輸出電流1.5Α,約2mA的靜態(tài)電流，具有高轉(zhuǎn)換效率，高轉(zhuǎn)換效率有利于進(jìn)一步降低啟動(dòng)電流，提高電源輸出功率，電路圖如圖3所示。
[0016]DC-DC變換自身消耗的功率比較大，在感應(yīng)功率相同的情況下，減小供能電路自身的功耗，無(wú)疑會(huì)使得供能方案的輸出總功率大大增加。而減小供能電路自身功耗的關(guān)鍵就是降低DC-DC的功耗，AMC34063A具有較小的功耗，很好的滿足了電源的要求。
[0017]DC/DC模塊電路連接:
將DC/DC芯片AMC34063A的引腳1、7和8連接在一起;引腳4接地GND ;引腳3對(duì)地接電容C6 ;引腳6接寬范圍輸入電壓Vin，其對(duì)地連接電容C2，再經(jīng)過(guò)電阻RSC連到引腳7 ；引腳2對(duì)地反接二極管D1，經(jīng)過(guò)電感L2連到輸出5V端子Vo ;Vo對(duì)地接電容C3，反饋電阻RT1和RT2串聯(lián)后接在Vo與GND之間；RT1和RT2的中點(diǎn)連接到引腳5。
[0018](3)電壓保護(hù)與能量泄放電路
整流濾波后DC-DC模塊端電壓&隨著電流升高而升高，鐵心飽和后，感應(yīng)的電壓也較高，為了保護(hù)DC-DC模塊，必須把電壓限制在模塊技術(shù)要求的范圍內(nèi)，采用圖4所示的電壓保護(hù)與能量泄放電路。當(dāng)電壓大于10V時(shí)，分壓電阻R2上的電壓高于參考電壓Vref，電壓比較器LM393輸出高電平，大功率M0S管導(dǎo)通，多余能量通過(guò)大功率M0S管泄放掉；當(dāng)&較低時(shí)，電路不工作，因此不會(huì)影響電源啟動(dòng)電流和小電流下正常工作。
[0019](4)暫態(tài)保護(hù)
當(dāng)發(fā)生雷擊或線路出現(xiàn)短路大電流時(shí)，此時(shí)鐵心會(huì)感應(yīng)出一個(gè)很高的沖擊電壓，這對(duì)后端電路極為不利；為了保護(hù)后端線路，在整流橋前的線圈兩端接一個(gè)雙極性TVS管，以限制感應(yīng)線圈輸出的沖擊電壓。TVS 二極管選用P6KE68CA，使整流橋輸入交流電壓峰-峰值維持在100V以內(nèi)，可以保證后續(xù)電路不受沖擊能量破壞。
[0020](5)儲(chǔ)能電路
采用超級(jí)電容SC作為儲(chǔ)能元件，解決快速充放電及低溫工作環(huán)境的問(wèn)題，超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)蓄電池與傳統(tǒng)靜電電容器之間的新概念能量?jī)?chǔ)存器件。與傳統(tǒng)電容器相比，它具有較大的容量、較高的能量密度、較寬的工作溫度范圍和極長(zhǎng)的使用壽命的特點(diǎn)。適合北方冬季復(fù)雜的戶外使用環(huán)境，可以使負(fù)載適應(yīng)能力(尤其是大功率脈動(dòng)負(fù)載)有較大的提尚ο
[0021]電纜接地電流監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)傳送采用無(wú)線通訊方式，數(shù)據(jù)收發(fā)瞬間功率較大，達(dá)到1Α左右，而待機(jī)情況下工作電流僅為10-20毫安。負(fù)載波動(dòng)較大，采用感應(yīng)取能方式在小電流情況下電源輸出功率很小，不足以為數(shù)據(jù)收發(fā)傳輸時(shí)提供足夠的大功率電能。加入了超級(jí)電容器儲(chǔ)能，解決了瞬間大功率供電這個(gè)難點(diǎn)，為了增加電源供電的可靠性，在超級(jí)電容器后加入了以色列TADIRAN鋰電池Batt，正常情況下該鋰電池不為裝置供電。以色列TADIRAN鋰電池可在-55°C到+85°C的溫度之間使用，具有很高的能量密度，特別低的自身放電特性，保質(zhì)期在室溫下可長(zhǎng)達(dá)10年以上，選擇了額定容量為2Ah的以色列TADIRAN鋰電池，標(biāo)準(zhǔn)電壓3.6V。
[0022]電源充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)使用的各種情況，能夠在低溫及大電流變化的情況下能夠穩(wěn)定可靠供電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控裝置供電電源，其特征在于:是由整流濾波電路、DC-DC轉(zhuǎn)換電路、電壓保護(hù)與能量泄放電路、暫態(tài)保護(hù)、儲(chǔ)能電路構(gòu)成；感應(yīng)取電CT套在電纜線路Cable上；CT 二次側(cè)線圈兩端并聯(lián)雙向瞬態(tài)放電管TVS1 ;TVS1兩端連接到二極管整流CB的交流輸入端子2，3 ;電感L1串聯(lián)電容C1后，并聯(lián)到CB的直流正負(fù)輸出端子1，4之間；電容C1兩端并聯(lián)一個(gè)單向瞬態(tài)放電管TVS2 ；TVS2的陰極連到MOS管Q1的漏極D，TVS2的陽(yáng)極連到MOS管Q1的源極S ;電阻R1和R2串聯(lián)后并聯(lián)在漏極D和源極S值之間，再與電容C2并聯(lián)；R1和R2的中點(diǎn)連接到電壓比較器A1的“ + ”輸入端，輸入端接參考電壓Vref，比較器輸出端連到MOS管的門極G ; DC/DC變換器的輸入端Vin連到MOS漏極D，地GND連到源極S，輸出端Vout和GND之間并聯(lián)肖特基二極管D1 ;電感L2和電容C3串聯(lián)后與D1并聯(lián)；二極管D2、電阻R3及超級(jí)電容SC依次串聯(lián)后與D1并聯(lián)；鋰電池Batt串聯(lián)二極管D3后，并聯(lián)到超級(jí)電容兩端；最后，在超級(jí)電容兩端引出正負(fù)端子接負(fù)載RL ; 其中DC/DC模塊連接:將DC/DC芯片AMC34063A的引腳1、7和8連接在一起；引腳4接地GND ;引腳3對(duì)地接電容C6 ;引腳6接寬范圍輸入電壓Vin，其對(duì)地連接電容C2，再經(jīng)過(guò)電阻RSC連到引腳7 ;引腳2對(duì)地反接二極管D1，經(jīng)過(guò)電感L2連到輸出5V端子Vo ；Vo對(duì)地接電容C3，反饋電阻RT1和RT2串聯(lián)后接在Vo與GND之間；RT1和RT2的中點(diǎn)連接到引腳5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控裝置供電電源，其特征在于:其工作原理是: (1)整流、濾波電路:特制取能線圈從線路上感應(yīng)出來(lái)的電勢(shì)是交流電壓，從鐵心線圈感應(yīng)出來(lái)的電壓首先通過(guò)橋式整流電路進(jìn)行整流，整流后采用LC濾波電路進(jìn)行濾波； (2)DC-DC轉(zhuǎn)換電路:經(jīng)過(guò)整流、濾波后通過(guò)DC-DC模塊處理后得到高質(zhì)量的5 V直流電壓； (3)電壓保護(hù)與能量泄放電路:整流濾波后DC-DC模塊端電壓仏。連接電壓保護(hù)與能量泄放電路保護(hù)DC-DC模塊； (4)暫態(tài)保護(hù):在整流橋前的線圈兩端接一個(gè)雙極性TVS管，以限制感應(yīng)線圈輸出的沖擊電壓，保證后續(xù)電路不受沖擊能量破壞； (5)儲(chǔ)能電路:采用超級(jí)電容SC作為儲(chǔ)能元件，超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)蓄電池與傳統(tǒng)靜電電容器之間的新概念能量?jī)?chǔ)存器件。
【專利摘要】一種3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控裝置供電電源，屬于電力系統(tǒng)輔助設(shè)備領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是提供一種電力電纜線路上的3G無(wú)線視頻裝置直接提供電源的3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控裝置供電電源。本發(fā)明是由整流濾波電路、DC-DC轉(zhuǎn)換電路、電壓保護(hù)與能量泄放電路、暫態(tài)保護(hù)、儲(chǔ)能電路構(gòu)成。本發(fā)明充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)使用的各種情況，能夠在低溫及大電流變化的情況下能夠穩(wěn)定可靠供電。解決了瞬間大功率供電這個(gè)難點(diǎn),為了增加電源供電的可靠性。保質(zhì)期在室溫下可長(zhǎng)達(dá)10年以上。
【IPC分類】H02M7/04, H02J9/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105245020
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510668894
【發(fā)明人】張喜林, 戴斌, 龐丹, 趙昌鵬, 邵偉艷, 王振浩, 王朝斌
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司長(zhǎng)春供電公司, 東北電力大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月18日