本發(fā)明屬于電力領(lǐng)域，尤其涉及一種取電裝置及具有該取電裝置的傳感器。

背景技術(shù)：

高壓電力輸變電系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，需要對(duì)關(guān)健部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，傳感器作為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的終端裝置，通常靠近或直接接觸高電壓物體，例如開(kāi)關(guān)觸頭、母排、電纜接頭等等，以便獲得溫度、電流等重要數(shù)據(jù)，傳感器工作電能，最常見(jiàn)的來(lái)源有電池供電、溫差發(fā)電、ct取電(電流互感)rf輸電等等，但都存在種種的限制和不足。在高壓電場(chǎng)中收集獲取電能作為一種更可靠簡(jiǎn)單的取電途徑，一直為業(yè)界關(guān)注重視。

現(xiàn)有的技術(shù)方案中，取能效率都較為低下，要想能獲得實(shí)用的能量值，通常以提高適用高電壓等級(jí)和增加金屬極板面積為主要手段，由于被測(cè)量帶電導(dǎo)體的電壓等級(jí)和空間、安全距離的限制，實(shí)際難以有效推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種取電裝置，旨在解決現(xiàn)有的取電裝置取電效率低下的問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種取電裝置，包括：高壓微電流整流電路、高壓儲(chǔ)能電路、開(kāi)關(guān)元件、變壓器以及整流濾波電路；

高壓微電流整流電路的輸入端與高壓交流電連接，輸出端與高壓 儲(chǔ)能電路連接，用于把交流電轉(zhuǎn)化成直流電，再給高壓儲(chǔ)能電路充電；

高壓儲(chǔ)能電路通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與變壓器初級(jí)繞組連接，變壓器次級(jí)繞組與整流濾波電路連接；當(dāng)開(kāi)關(guān)元件閉合時(shí)，高壓儲(chǔ)能電路的直流電通過(guò)變壓器給整流濾波電路充電；

整流濾波電路與負(fù)載連接，用于給負(fù)載供電。

進(jìn)一步地，高壓微電流整流電路包括整流橋d1，整流橋d1包括第一輸入端、第二輸入端、正電壓輸出端、負(fù)電壓輸出端；

整流橋d1的第一輸入端與高壓交流電連接，整流橋d1的第二輸入端與金屬極板連接。

進(jìn)一步地，高壓儲(chǔ)能電路包括電容c1,電容c1的一端與整流橋d1的正電壓輸出端連接，另一端與整流橋d1的負(fù)電壓輸出端連接,開(kāi)關(guān)元件的一端與電容c1的一端連接，開(kāi)關(guān)元件的另一端與變壓器初級(jí)繞組的一端連接，變壓器初級(jí)繞組的另一端與電容c1的另一端連接。

進(jìn)一步地，整流濾波電路包括整流管d2和電容c2,整流管d2的正極與變壓器次級(jí)繞組的一端連接，整流管d2的負(fù)極與電容c2的一端連接，電容c2的另一端與變壓器次級(jí)繞組的另一端連接。

進(jìn)一步地，金屬極板為pcb板上的銅泊。

進(jìn)一步地，電容c1采用高壓儲(chǔ)能電容，所述電容c2采用低壓儲(chǔ)能電容。

進(jìn)一步地，開(kāi)關(guān)元件為硅雙向開(kāi)關(guān)元件。

進(jìn)一步地，變壓器為降壓變壓器。

進(jìn)一步地，變壓器采用非晶、超微晶磁性材料繞制的高頻脈沖變壓器。

本發(fā)明還提供了一種無(wú)線傳感器，無(wú)線傳感器包括上述的取電裝置。

本發(fā)明取電裝置有益效果:取電裝置利用硅雙向開(kāi)關(guān)元件本身特性，以電容c1快速升高的電壓作為雙向開(kāi)關(guān)元件開(kāi)啟條件，使脈沖變壓器t初級(jí)繞組形成脈動(dòng)直流，本發(fā)明取電裝置元件少體積小，不受電壓等級(jí)和空間、安全距離的限制，實(shí)現(xiàn)微小體積下高效地獲取電場(chǎng)能量功能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的取電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的取電裝置的電路圖。

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的取電裝置的硅雙向開(kāi)關(guān)元件v-i特性曲線圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的取電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1，本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種取電裝置，包括：高壓微電流整流電路100、高壓儲(chǔ)能電路200、開(kāi)關(guān)元件300、變壓器400以及整流濾波電路500；

高壓微電流整流電路100的輸入端與高壓交流電連接，輸出端與 高壓儲(chǔ)能電路200連接，用于把交流電轉(zhuǎn)化成直流電，再給高壓儲(chǔ)能電路200充電；

高壓儲(chǔ)能電路200通過(guò)開(kāi)關(guān)元件300與變壓器400初級(jí)繞組連接，變壓器400次級(jí)繞組與整流濾波電路500連接；當(dāng)開(kāi)關(guān)元件300閉合時(shí)，高壓儲(chǔ)能電路200的直流電通過(guò)變壓器400給整流濾波電路500充電；

整流濾波電路500與負(fù)載連接，用于給負(fù)載供電。

優(yōu)選地，變壓器400為降壓變壓器。

利用開(kāi)關(guān)元件300的通斷，配合變壓器400降壓的特性，將高壓端的微小電流變換成低壓端的較大電流向整流濾波電路500充電，實(shí)現(xiàn)高效的能量積累，元件少體積小，適用電壓等級(jí)更寬。

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的取電裝置的電路圖，參考圖2，高壓微電流整流電路100包括整流橋d1，整流橋d1包括第一輸入端1、第二輸入端2、正電壓輸出端3、負(fù)電壓輸出端4；

整流橋d1的第一輸入端1與高壓交流電連接，整流橋d1的第二輸入端2與金屬極板連接。

優(yōu)選地，金屬極板為pcb板上的銅泊。

由于pcb板上的銅泊與大地間存在寄生電容，高壓交流電與大地之間實(shí)際上構(gòu)成了回路，整流橋有微弱的電流。

高壓儲(chǔ)能電路200包括電容c1,電容c1的一端與整流橋d1的正電壓輸出端3連接，另一端與整流橋d1的負(fù)電壓輸出端4連接,開(kāi)關(guān)元件k的一端與電容c1的一端連接，開(kāi)關(guān)元件k的另一端與變壓 器t初級(jí)繞組的一端連接，變壓器t初級(jí)繞組的另一端與電容c1的另一端連接。

優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)元件k為硅雙向開(kāi)關(guān)元件。

優(yōu)選地，電容c1采用高壓儲(chǔ)能電容。

整流濾波電路500包括整流管d2和電容c2,整流管d2的正極與變壓器t次級(jí)繞組的一端連接，整流管d2的負(fù)極與電容c2的一端連接，電容c2的另一端與變壓器t次級(jí)繞組的另一端連接。

優(yōu)選地，電容c2采用低壓儲(chǔ)能電容。

優(yōu)選地，變壓器為降壓變壓器。

本發(fā)明另一實(shí)施例提供的取電裝置的電路工作原理：經(jīng)整流橋d1整流后的微弱直流電對(duì)電容c1充電，高壓儲(chǔ)能電容c1上的電壓不斷上升，當(dāng)電壓達(dá)到硅雙向開(kāi)關(guān)元件k的導(dǎo)通閥值vbo時(shí)，硅雙向開(kāi)關(guān)元件k迅速導(dǎo)通，電流在變壓器t初級(jí)繞組迅速釋放，變壓器t次級(jí)繞組感應(yīng)出的電流通過(guò)整流管d5整流向低壓儲(chǔ)能電容c2充電，而硅雙向開(kāi)關(guān)元件k二端僅殘留的電壓vt也一直減少，對(duì)應(yīng)著電流it也一直減少，當(dāng)it減少到硅雙向開(kāi)關(guān)k的維持電流ih時(shí)，硅雙向開(kāi)關(guān)元件k自動(dòng)斷開(kāi)，高壓儲(chǔ)能電容c1又開(kāi)始積累電荷，積累到電壓達(dá)到硅雙向開(kāi)關(guān)元件k的導(dǎo)通閥值vbo時(shí)，硅雙向開(kāi)關(guān)元件k迅速導(dǎo)通，再一次給低壓儲(chǔ)能電容c2充電。

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的取電裝置的硅雙向開(kāi)關(guān)元件v-i特性曲線圖，參考圖3，硅雙向開(kāi)關(guān)元件在斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，電流隨電壓的變化參考直線(開(kāi)關(guān)斷開(kāi)狀態(tài))，隨著電壓的上升，電流也上升， 上升到電壓為硅雙向開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通閥值vbo時(shí)，硅雙向開(kāi)關(guān)元件迅速導(dǎo)通，電流隨電壓的變化參考另一直線(開(kāi)關(guān)開(kāi)啟狀態(tài))，高壓儲(chǔ)能電容c1的電壓隨電荷的釋放迅速下降，當(dāng)放電電流低于開(kāi)關(guān)元件k的維持電流ih時(shí)，開(kāi)關(guān)元件k自動(dòng)關(guān)斷，高壓儲(chǔ)能電容c1又開(kāi)始增加電荷，電壓上升，如此循環(huán)，高壓儲(chǔ)能電容c1不斷充電放電，使低壓儲(chǔ)能電容c2上的電壓快速積累提升。

優(yōu)選地，變壓器采用非晶、超微晶磁性材料繞制的高頻脈沖變壓器。非晶、超微晶磁性材料能得到較小的渦流損耗和極好的磁特性，即使是在高頻范圍內(nèi)也有效地實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

本發(fā)明還提供了一種無(wú)線傳感器，無(wú)線傳感器包括上述的取電裝置。上述的取電裝置與其他電路組成具有完整功能的無(wú)線傳感器，取電裝置為無(wú)線傳感器工作提供電能，現(xiàn)場(chǎng)使用無(wú)線傳感器時(shí)，只需將無(wú)線傳感器與被測(cè)高壓帶電導(dǎo)體接觸，無(wú)需其它有線連接。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少有以下技術(shù)效果：

1)高壓儲(chǔ)能電容c1不斷充電放電，使低壓儲(chǔ)能電容c2上的電壓快速積累提升，實(shí)現(xiàn)高效的能量積累，元件少體積小，適用電壓等級(jí)更寬。

2)硅雙向開(kāi)關(guān)元件k利用硅開(kāi)關(guān)元件的通斷特性，配合非晶、超微晶磁性材料繞制的高頻脈沖變壓器t，將高壓端的微小電流變換成低壓端的較大電流向儲(chǔ)能電容充電，實(shí)現(xiàn)高效的能量積累。

3)取電裝置與其他電路組成具有完整功能的無(wú)線傳感器，取電 裝置為無(wú)線傳感器工作提供電能，現(xiàn)場(chǎng)使用無(wú)線傳感器時(shí)，只需將無(wú)線傳感器與被測(cè)高壓帶電導(dǎo)體接觸，無(wú)需其它有線連接。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。