一种用于输配电状态监测传感器的取电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于输配电状态监测传感器的取电装置，包括柔性太阳能电池、最大功率点跟踪模块、升压模块、电源管理模块和高密度电池；最大功率点跟踪模块的输入端与柔性太阳能电池的输出端相连，升压模块的输入端与最大功率点跟踪模块的输出端相连，电源管理模块的输入端与升压模块的输出端相连，高密度电池的输入端与电源管理模块的第一输出端相连，电源管理模块的第二输出端用于连接负载；通过电源管理模块控制高密度电池的充放电及对负载的供电；本实用新型专利技术提供的这种用于输配电状态监测传感器的取电装置可适用于任何电压等级的交直流输电线路，并具有体积小，重量轻，耐振动，供电稳定，安全系数高的特性。

A power acquisition device for transmission and distribution state monitoring sensors

The utility model discloses a device for electric power transmission and distribution monitoring sensors, including a flexible solar cell, maximum power point tracking module, booster module, power management module and high density battery; output maximum power point tracking module and the input side of the flexible solar battery is connected with the input terminal of the boost module and the maximum power point tracking module is connected to the output end and an input end of the power management module and booster module connected to the first input and output power management module of high density battery connected to the power management module second output terminal for connecting load; high density battery charge and discharge control through the power management module and the load the power supply; this is provided by the utility model is used for the power transmission and distribution device state monitoring sensor can be applied to any voltage level The AC and DC transmission lines have the characteristics of small size, light weight, vibration resistance, stable power supply and high safety factor.

【技术实现步骤摘要】
一种用于输配电状态监测传感器的取电装置
本技术属于微电子电源
，更具体地，涉及一种用于输配电状态监测传感器的取电装置。
技术介绍
随着社会经济的高速发展，各行各业对电力供应的质量提出了更高的要求。由于输电线路纵横延伸几十甚至几百千米，处在不同的环境中，因此高压输电线路受所处地理环境和气候影响很大，每年电网停电事故主要由线路事故引起。因此，输电线路状态监测系统应用而生，其通过无线传输方式，对输配电线路环境、温湿度、风速、泄漏电流、覆冰、导线温度等参数进行实时监测，提供线路异常状况的预警，通过对线路各有效参数的监测，能够提高对输电线路安全经济运行的管理水平，并为输电线路的状态检修工作提供必要的参考。电源是输配电线路监测装置的重要组成部分，电源的优劣直接影响整个输配电线路监测装置工作的稳定性和可靠性。现有用于输配电状态监测设备的电源包括两类，一类是玻璃片式单晶硅太阳能板供电，另一类是电流互感器(CT)感应取能供电。其中，玻璃片式单晶硅太阳能板物理特性大、重、易碎、不耐振动与冲击，安装在导线上存在安全隐患；而CT感应取能供电是利用电磁感应原理直接从其所在输电线路周围电磁场截获能量，只能用于交流输电线路，不适用于直流输电线路，并且对不同电流等级输电线路需设计不同参数的CT磁环，导致产品成本高、不易批量生产。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种用于输配电状态监测传感器的取电装置，其目的在于为输电线路上的监测传感器提供安全可靠、持续稳定供电的电源。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种用于输配电状态监测传感器的取电装置，包括柔性太阳能电池、最大功率点跟踪模块、升压模块、电源管理模块和高密度电池；其中，最大功率点跟踪模块的输入端与柔性太阳能电池的输出端相连，升压模块的输入端与最大功率点跟踪模块的输出端相连，电源管理模块的第一输入端与升压模块的输出端相连，第二输入端与高密度电池的输出端相连，第一输出端与高密度电池的输入端相连，电源管理模块的第二输出端用于连接负载。优选的，上述的取电装置还包括圆柱形外壳；柔性太阳能电池弯曲设置在圆柱形外壳的外表面，用于把太阳能转换为电能。优选的，上述的取电装置中，柔性太阳能电池的弯曲角度可调，通过调整其弯曲角度可有效的匹配光照变化角度，最大程度地利用光照时间。优选的，上述的取电装置中，最大功率点跟踪模块、升压模块、电源管理模块和高密度电池构成的控制电路设于圆柱形外壳的内部；通过电源管理模块控制高密度电池的充、放电及对负载的供电。优选的，上述的取电装置中，柔性太阳能电池的弯曲弧长不小于160mm。优选的，上述的取电装置中，柔性太阳能电池的弯曲半径不小于55mm；圆柱形外壳的半径尺寸与柔性太阳能电池的弯曲半径匹配，使得柔性太阳能电池可紧密平整的置于圆柱形外壳的外表面。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本技术提供的用于输配电状态监测传感器的取电装置，通过最大功率点跟踪模块与升压模块结合来提高这种依靠太阳能供电的装置在弱光下的输出电压，使得该装置可用于不同光照环境下的输配电线路监测场合；(2)本技术提供的用于输配电状态监测传感器的取电装置，其优选方案通过将柔性太阳能电池弯曲安装在圆形外壳上，可通过调节柔性太阳能电池弯曲的角度可有效的适应光照变化角度，起到最大利用光照时间，并且减小取电装置整体体积的有益效果；(3)本技术提供的用于输配电状态监测传感器的取电装置，适用于任何电压等级的交直流输电线路并且耐振动；解决了传统电磁感应取电方式只能用于交流输电线路，不适用于直流输电线路，而其他用于输配电状态监测传感器的取电装置使用玻璃片式单晶硅电池体积大、易碎、受到导线振动冲击具有破裂安全风险的问题，为输电线路上的监测传感器提供安全可靠、持续稳定供电的电源，确保输配电线路监测系统能够持续稳定不间断的运行；(4)本技术提供的用于输配电状态监测传感器的取电装置，由于其体积小，重量轻，耐振动，安全系数高，结构简单，因此利于批量生产。附图说明图1是实施例提供的用于输配电状态监测传感器的取电装置的原理示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例提供的用于输配电状态监测传感器的取电装置，如图1所示，包括柔性太阳能电池、最大功率点跟踪模块、升压模块、电源管理模块、高密度电池和圆柱形外壳；其中，最大功率点跟踪模块的输入端与柔性太阳能电池的输出端相连，升压模块的输入端与最大功率点跟踪模块的输出端相连，电源管理模块的第一输入端与升压模块的输出端相连，第二输入端与高密度电池的输出端相连，第一输出端与高密度电池的输入端相连，电源管理模块的第二输出端用于连接负载。柔性太阳能电池是薄膜太阳能电池的一种，可弯曲，厚度为1mm左右；本实施例中，柔性太阳能电池弯曲设置在圆柱形外壳的外表面，用于把太阳能转换为电能；通过调整其弯曲的角度可有效的匹配光照变化角度，最大程度地利用光照时间；本技术中，柔性太阳能电池弯曲弧长至少为160mm，弯曲半径至少为55mm；圆柱形外壳的半径尺寸与柔性太阳能电池的弯曲尺寸匹配，至少为55mm。本实施例中，由最大功率点跟踪模块、升压模块、电源管理模块和高密度电池构成的控制电路设于圆柱形外壳的内部，通过电源管理模块控制高密度电池的充、放电及对负载的供电。柔性太阳能电池在弱光照条件下的输出电压低，本实施例中，采用基于PWM脉宽调制技术的最大功率点跟踪模块实时侦测柔性太阳能电池的发电电压，并追踪最高发电电压对应的电流值，将最大功率点电压设为开路电压的68％，最大功率点跟踪模块的输出电压不低于300mv；而升压模块则用于将输入的电压升压到预设的幅度；本实施例中，升压模块在轻负载频率脉冲调制(PFM)模式下的工作最高效率可达98％，在轻载时静态电流降至26μA。升压模块的输出电压经充放电电源管理模块分为两路，一路直接对负载供电，另一路为高密度电池充电；电源管理模块实时监测高密度电池的欠压、过压情况，当充电电压达到高密度电池的过压电平时，关断充电P型金属-氧化物-半导体(PMOS)场效应晶体管；当高密度电池放电到欠压电平时，关断负载PMOS管。在本技术的这种取电装置结构下，高密度电池与电源管理模块之间为双向连接，当外部光源不足时，可通过高密度电池负载供电；当外部光源充足，柔性太阳能电池转换获得的电能超过负载需求的情况下，多余的电能可通过高密度电池来蓄能；确保为输配电线路监测传感器持续稳定不间断的供电。本实施例中，高密度电池采用钴酸锂电池或磷酸铁锂电池，自放电小，没有记忆效应，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。总体而言，相比于现有的输配电线路状态监测设备的电源，实施例提供的上述用于输配电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于输配电状态监测传感器的取电装置，其特征在于，包括柔性太阳能电池、最大功率点跟踪模块、升压模块、电源管理模块和高密度电池；所述最大功率点跟踪模块的输入端与柔性太阳能电池的输出端相连，所述升压模块的输入端与最大功率点跟踪模块的输出端相连，所述电源管理模块的第一输入端与升压模块的输出端相连，第二输入端与所述高密度电池的输出端相连，第一输出端与高密度电池的输入端相连，所述电源管理模块的第二输出端用于连接负载。

【技术特征摘要】
1.一种用于输配电状态监测传感器的取电装置，其特征在于，包括柔性太阳能电池、最大功率点跟踪模块、升压模块、电源管理模块和高密度电池；所述最大功率点跟踪模块的输入端与柔性太阳能电池的输出端相连，所述升压模块的输入端与最大功率点跟踪模块的输出端相连，所述电源管理模块的第一输入端与升压模块的输出端相连，第二输入端与所述高密度电池的输出端相连，第一输出端与高密度电池的输入端相连，所述电源管理模块的第二输出端用于连接负载。2.如权利要求1所述的取电装置，其特征在于，还包括圆柱形外壳；所述柔性太阳能电池弯曲设置在所述圆柱形外壳的外表面。3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯，唐武兵，
申请(专利权)人：武汉三江中电科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42