[发明专利]一种基于磁饱和稳压原理的电容降压型高压电源

说明书

本发明公开了一种基于磁饱和稳压原理的电容降压型高压电源，包括：高压电容组、分压电容、磁饱和变压器、谐振电容、开关电源，高压电容组与高压电网连接、分压电容组成串联回路；分压电容与磁饱和变压器的非磁饱和绕组组成并联回路；磁饱和变压器的磁饱和绕组两端连接谐振电容，并与补偿绕组串联后输出电压；开关电源连接在磁饱和变压器的磁饱和绕组，将输入的较高的交流电压变换为较低的直流电压；利用电容在上电瞬间形成的充电电流使变压器进入饱和状态，使输出电压基本稳定，解决了工频耐压试验时输出过压的问题，做到了仅使用电工器件就实现过压保护的目的，避免了使用电子过压保护线路中电子器件带来的寿命问题和失效率高的弊端。

技术领域

本发明涉及一种基于磁饱和稳压原理的电容降压型高压电源。

背景技术

智能电网中大量使用到各类计量、监测以及保护装置，这些电子设备都需要电源；为了给电子设备供电，传统的做法是使用一台电磁式的互感器将高压电变换为220V左右的低压电，并经整流、稳压后成为电子设备能够利用的直流电源。而电磁式的互感器存在体积大、重量大，且容易铁磁谐振的问题，而且随着电子设备的功耗越来越低，出现了大马拉小车的情况。

近几年在电网上开始使用电容降压型的小型电源，这种电源很好了解决了上面提到的问题，但是在实际使用中这种电源设计中的一个缺陷使得其应用受到限制。为了保证设备的可靠性，接入高压电网的电力设备都要求通过工频耐压试验，如：10kV电压等级的设备其工频试验电压为42kV。目前使用的电容型电源都采用了电子器件过压保护的策略，但是电子器件寿命短、失效率高，无法满足电力设备对使用年限和失效率的要求，因此需要对上述产生的问题进行解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用电容降压，利用磁饱和变压器稳压原理，通过充分利用器件本身的特性，实现了过压保护的目的，解决了电子器件带来的寿命问题和失效率高的弊端，具有实用性和使用广泛性的基于磁饱和稳压原理的电容降压型高压电源。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于磁饱和稳压原理的电容降压型高压电源，包括高压电容组、分压电容、磁饱和变压器、谐振电容和开关电源，高压电容组的两端分别与高压电网、分压电容连接并组成串联回路，分压电容的一端与地N连接，所述磁饱和变压器设有非磁饱和区和磁饱和区，非磁饱和区绕制有非磁饱和绕组L1，磁饱和区绕制有磁饱和绕组L2，所述分压电容的两端同时与磁饱和变压器的非磁饱和绕组L1连接并组成并联回路，所述磁饱和变压器的非磁饱和区还绕制有补偿绕组L3，所述磁饱和变压器的非磁饱和绕组L1为输入绕组，磁饱和绕组L2从中间抽头与补偿绕组L3串联后作为输出绕组，所述非磁饱和绕组L1和补偿绕组L3绕制在磁饱和变压器的铁芯的非磁饱和区，磁饱和绕组L2绕制在同一个铁芯的磁饱和区，所述磁饱和变压器是利用电容在上电时的瞬时大电流使磁饱和变压器的磁饱和绕组L2进入饱和状态，饱和状态下，即使一次电压大幅度变化，即在饱和变压器的输入电压大幅度变化时，其输出电压能够做到基本稳定，变化量比较小。

优选的，所述开关电源连接在磁饱和变压器的由磁饱和绕组L2中间抽头与补偿绕组L3串联组成的输出绕组上。

优选的，所述高压电容组由多个电容串联而成，不同的工作电压等级采用的高压电容由不同数量的电容串联而成。

优选的，所述补偿绕组L3的电压与磁饱和绕组L2的电压相反。

优选的，所述磁饱和变压器的磁饱和绕组L2的两端与谐振电容连接，并与其构成并联谐振回路。

本发明的有益效果是：

1、其主承压元件为电容，不使用铁磁线圈避免了铁磁谐振过压，减小了过压损坏的概率；同时由于减少了铜铁材料，设备具备重量轻、体积小的特点。