[发明专利]脉宽调节供电方法、电子式高电压取能及采样装置和方法

说明书

本发明涉及一种脉宽调节供电方法、电子式高电压取能及采样装置和方法，该装置采用高压侧元件和低压侧元件组成的高压取能模块，使得该电子式高电压取能及采样装置能够达到高效电压取能的目的，实现功率因数高、转换效率高的特点；通过低压臂的低压侧元件的电流，间接反映出高压电源电压的波形特征，进而实现高压电源电压监测的目的；该电子式高电压取能及采样装置的电路结构简单，进而体现其体积小，使得该电子式高电压取能及采样装置能够在空间狭小的场合应用，并且该电子式高电压取能及采样装置能同时满足高电压取能和电压监测的需求，解决了现有高电压取能元件具有功率因数低、转换效率低、电路结构复杂、体积大的技术问题。

技术领域

本发明涉及高电压取能技术领域，尤其涉及一种脉宽调节供电方法、电子式高电压取能及采样装置和方法。

背景技术

配电网的柱上开关和环网箱设备均没有外接低压交流电源，需要利用高压电能自供电。一般高压电能自供电是采用电压互感器供能方式，互感器可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。

在各种高电压应用场景，比如户外柱上开关、变压器和室内的环网柜、开关柜等都需要对高电压信号进行采样用于电压测量、电量计量和继电保护，同时需要满足二次智能设备的低压用电功率要求，并维持户外传感器等电子部件正常工作。

传统电磁式电压互感器能将高电压变成低电压，用于量测或保护系统。但电磁式电压传感器体积大、成本高、安装不方便，且大量应用会给配电网系统带来铁磁谐振的风险。而电子式电压互感器体积小、功耗低，并且避免了铁磁谐振的问题。而电阻分压式电压互感器损耗过大，发热严重，不适合用于大功率高压取能。电容式电压互感器比电磁式电压互感器体积小、成本低，但取能功率也较小、效率较低，目前仅用于柱上开关等小功率二次设备。现有电容式取能装置中并没有取消变压器部件，因此功率因数低、谐波含量大，取能互感器不能同时用于采集高电压信号。

发明内容

本发明实施例提供了一种脉宽调节供电方法、电子式高电压取能及采样装置和方法，用于解决现有高电压取能元件具有功率因数低、转换效率低、电路结构复杂、体积大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种电子式高电压取能及采样装置，包括高压电源、与所述高压电源连接的高压取能模块、与所述高压取能模块连接的整流模块以及与所述整流模块连接的稳定输出模块，所述稳定输出模块与负载连接，所述高压取能模块包括高压侧元件和低压侧元件；

所述高压电源，用于提供高压交流电源；

所述高压侧元件，用于与所述高压电源串联连接组成高压臂；

所述低压侧元件，用于与所述高压侧元件串联连接组成低压臂；

所述整流模块，用于与所述低压侧元件连接并对所述低压侧元件输出的电源进行整流；

所述稳定输出模块，用于给所述负载提供稳定的直流电源。

优选地，所述稳定输出模块包括开关元件、稳压元件、反馈元件和脉宽控制器；所述开关元件包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述开关元件的第一连接端和第二连接端与所述整流模块的输出端并联连接，所述开关元件的第三连接端与所述脉宽控制器的输出端连接，所述开关元件的第一连接端还与所述稳压元件的第一端连接，所述稳压元件的第二端分别与所述反馈元件的第一端、所述脉宽控制器的第一输入端和所述负载连接，所述反馈元件的第二端接地，所述脉宽控制器的第二输入端与信号供给模块连接；所述脉宽控制器用于根据其输出脉宽信号的占空比调节所述稳压元件输出电流的脉冲宽度，以使给所述负载提供稳定的直流电源。

优选地，所述脉宽控制器用于根据所述反馈元件输出的电压高于额定电压阈值，增加所述脉宽控制器输出脉宽信号的占空比；或根据所述反馈元件输出的电压低于额定电压阈值，减少所述脉宽控制器输出脉宽信号的占空比。