高壓弱電流降壓增流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力行業(yè)變壓設(shè)備領(lǐng)域，具體地說是一種高壓弱電流降壓增流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國高電壓變換均為大電流驅(qū)動，對于10mA級別下的弱電流電壓變換由于磁渦流損耗等問題長期無法解決降壓問題。雖然一些高頻變壓器可以達(dá)到降壓目的但轉(zhuǎn)換效率過低，普遍低于50%，無法達(dá)到實用目的。同時，10kV電壓的降壓對器件和繞組導(dǎo)線都提出了較高要求，除極少數(shù)高壓功率半導(dǎo)體器件可以安全工作外，10kV已經(jīng)接近了其工作上限，而此類高壓功率半導(dǎo)體器件普遍是為了高壓大電流開關(guān)設(shè)計的，功率損耗較大，不適用于較小電流工況，也就無法完成高壓弱電流的變壓工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述的問題，本發(fā)明提供了一種高壓弱電流降壓增流裝置，能夠?qū)?0kV以上10mA以下的高壓源變換至30V以下電壓，并能夠以相對較低的損耗達(dá)到降壓的目的，同時提供較大的電流。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種高壓弱電流降壓增流裝置，它包括用于適應(yīng)高電壓電源的前置能量緩沖單元，所述前置能量緩沖單元的信號輸入端連接需要降壓的高電壓；
用于采集前置緩能量沖單元的信息并根據(jù)采集信息采用相應(yīng)策略的自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元，所述自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元的信號采集輸入端連接前置能量緩沖單元的信號輸出端；
用于進(jìn)行變壓處理的脈沖高頻變壓器單元，所述脈沖高頻變壓器單元的信號輸入端連接自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元的信號輸出端，脈沖高頻變壓器單元的信號輸出端通過用于為高壓弱電流減壓增流裝置提供有功補(bǔ)償穩(wěn)定輸出的有功補(bǔ)充電容池單元輸出最終的轉(zhuǎn)換后的電壓。
[0005]作為對本發(fā)明的限定:所述前置能量緩沖單元包括10個串聯(lián)的高壓大容量的第一電容器；
所述自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元包括微控制器，場效應(yīng)管陣列，以及采樣模塊，所述采樣模塊的信號輸入端采集前置能量緩沖單元的串聯(lián)第一電容器的各點電壓，采樣模塊的信號輸出端連接微控制器的采集信號輸入端，微控制器的控制信號輸出端通過場效應(yīng)陣列連接脈沖高頻變壓器單元的信號輸入端。
[0006]作為對本發(fā)明的進(jìn)一步限定:所述脈沖高頻變壓器單元包括兩個呈框狀的環(huán)形鐵氧體磁芯、初級繞組、次級繞組，所述環(huán)形鐵氧體磁芯設(shè)于變壓器基座上，初級繞組包括在微控制器的控制下分別單獨工作的第一初級繞組、第二初級繞組、第三初級繞組，所述第一初級繞組、第二初級繞組、第三初級繞組分別連接對應(yīng)的場效應(yīng)管陣列，且第一初級繞組與第二初級繞組分別固設(shè)于第一個環(huán)形鐵氧體磁芯的兩端，所述次級繞組固設(shè)于第一初級繞組與第二初級繞組之間，且位于第一個環(huán)形鐵氧體磁芯的中部；所述第三初級繞組固設(shè)于第二個環(huán)形鐵氧體磁芯上，且與設(shè)置有第一初級繞組、第二初級繞組、次級繞組的第一個環(huán)形鐵氧體磁芯不位于同一平面內(nèi)，而是與所述第一個環(huán)形鐵氧體磁芯垂直設(shè)置；
所述有功補(bǔ)償電容池單元包括若干個并聯(lián)的大功率的第二電容器，所述所有第二電容器并接于脈沖高頻變壓器單元的次級繞組的兩端。
[0007]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明可以達(dá)到如下的技術(shù)效果:
(1)本發(fā)明具有前置能量緩沖單元，能夠?qū)θ蹼娏麟娫催M(jìn)行緩沖，結(jié)合自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元，利用電容器的串聯(lián)原理與能量儲存原理，對高壓源進(jìn)行電容分壓與能量儲存，在自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元分別打開時釋放能量驅(qū)動脈沖高頻變壓器單元進(jìn)行降壓，并同時解決自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元中場效應(yīng)管陣列的耐壓問題；
(2)本發(fā)明的自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元的核心部件采用微控制器控制，可以根據(jù)實際情況采用不同策略驅(qū)動場效應(yīng)管陣列，實時調(diào)整使整個高壓弱電流降壓增流裝置保持最高轉(zhuǎn)換效率；
(3)本發(fā)明的脈沖高頻變壓器單元的部件，利用低阻銅鎳合金繞組與大型環(huán)形鐵氧體磁芯等技術(shù)手段，降低了高頻變壓器啟動電流，同時對磁耦合產(chǎn)生的磁通損耗進(jìn)一步降低，結(jié)合以上兩點使本裝置的脈沖高頻變壓器部件可以工作在初級工作電流偏低、工作脈沖間隔短的環(huán)境中成為了可能。
[0008]綜上所述，本發(fā)明能夠?qū)?0mA級別以下的弱電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，且解決了磁渦流損耗的問題，保證了最終電流轉(zhuǎn)換的效果。
[0009]本發(fā)明適用于對任意10kV級別以上、10mA級別以下的高電壓、弱電流電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例的原理框圖；
圖2是本發(fā)明實施例中脈沖高頻變壓器單元3的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例自適應(yīng)高壓開關(guān)單元2的三組場效應(yīng)管22的電路原理圖。
[0011 ] 圖中:1 一前置能量緩沖單元，2-自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元，21—微控制器，22-場效應(yīng)管陣列，23—采樣模塊，3—脈沖高頻變壓器單元，31—環(huán)形鐵氧體磁芯，32—初級繞組，33—次級繞組，4一有功補(bǔ)充電容池單元。
【具體實施方式】
[0012]實施例一種高壓弱電流降壓增流裝置
本實施例為一種高壓弱電流降壓增流裝置，如圖1，它包括:
(1)前置能量緩沖單元1，用于適應(yīng)高電壓電源，本實施例中是對10kV以上級別的高壓電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為了令前置能量緩沖單元1適應(yīng)10kv以上級別的高電壓電源，本實施例中采用10個串聯(lián)的高壓大容量(ΙΚν/lOOOuF)的第一電容器作為前置能量緩沖單元1，所述前置能量緩沖單元1的信號輸入端連接需要降壓的高電壓。
[0013](2)自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元2，用于采集前置緩能量沖單元1的信息并根據(jù)采集信息采用相應(yīng)策略，所述自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單，2的信號采集輸入端連接前置能量緩沖單元1的信號輸出端。本實施例中的自適應(yīng)高頻高壓開關(guān)單元2如圖1所示，包括微控制器21，三個場效應(yīng)管陣列22，以及采樣模塊23，所述采樣模塊23的信號輸入端采集前置能量緩沖單元1的串聯(lián)第一電容器的各點電壓，采樣模塊23的信號輸出端連接微控制器21的采集信號輸入端，微控制器21的三個控制信號輸出端分別通過場效應(yīng)陣列22輸出電源信號。
[0014]而場效效應(yīng)管陣列22如圖3所示，包括由若干個場效應(yīng)管串聯(lián)而成的電路，且每組場效應(yīng)管的串聯(lián)電路均相同。
[0015](3)脈沖高頻變壓器單