CN203933169U - 一种电磁感应取电射频测温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的电磁感应取电射频测温装置，包括电源管理单元，所述电源管理单元输入端连接感应线圈，所述电源管理单元输出端连接射频测温单元，所述电源管理单元包括升压取电电路、能量存储电路和低电压检测电路，所述升压取电电路输入端之间并联限压电路后连接感应线圈，所述升压取电电路输出端连接能量存储电路，且升压取电电路与能量存储电路之间串联限流电路，所述能量存储电路输出端连接电池输入端，所述电池输出端连接低电压检测电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种射频测温装置，特别是一种通过感应线圈进行电磁感应取电的射频测温装置，该射频测温装置应用于高压隔离开关触头的温度监测。
背景技术
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》修订版，国家电网生〔2012〕352号文件中明确指出：加强开展开关柜温度检测，对温度异常的开关柜强化监测、分析和处理，防止导电回路过热引发的柜内短路故障。预防开关设备载流回路过热定期用测温设备监测开关设备的接头部、隔离开关的导电部分(重点部位：触头、出线座等)特别是在重负荷或高温期间，加强对运行设备温升的设置，发现问题应及时采取措施。
在高压环境下使用的测温装置，目前市场上常用的供电方式有电池供电、CT取电、非接触感应取电、混合供电等，这些供电方式中都有各自的缺点。采用电池供电时，由于工作环境比较复杂，电池耗尽更换不方便。CT取电时候，CT体积比较大，安装相对不方便，由于每个厂家的开关柜触头臂大小不一样，因此CT要做很多的大小不同的型号线圈，CT启动电流要高达50A以上，因此，发明一种安装方便、制作成本低廉，启动电流小的高效取电方式是十分必要的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电磁感应取电射频测温装置，安装方便，制作成本低廉，启动电流小。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的电磁感应取电射频测温装置，包括电源管理单元，所述电源管理单元输入端连接感应线圈，所述电源管理单元输出端连接射频测温单元，所述电源管理单元包括升压取电电路、能量存储电路和低电压检测电路，所述升压取电电路输入端之间并联限压电路后连接感应线圈，所述升压取电电路输出端连接能量存储电路，且升压取电电路与能量存储电路之间串联限流电路，所述能量存储电路输出端连接电池输入端，所述电池输出端连接低电压检测电路。通过感应线圈从距离高压母线0～50mm范围内取电，安装方便。
其中，所述低电压检测电路包括低电压检测芯片和开关元件，所述低电压检测芯片的输入端分别连接电池的输出端所述开关元件串联在电池与射频测温单元之间，所述低电压检测芯片输出端连接开关元件控制端。若电源管理单元的输出端电压(即电池两端电压)低于2.2V，开关元件断开，电池停止向射频测温单元放电，能量储存电路继续给电池充电，直到电池输出端电压达到3.3v以上，开关元件闭合，电池重新为射频测温单元供电。
其中，所述开关元件为MOS管，全控型开关，便于通断控制。
其中，所述感应线圈30由磁芯、绕线骨架和线圈组成，所述磁芯为“工”形，且所述磁芯放置在绕线骨架内，所述线圈绕制在正对磁芯中部的绕线骨架中部，磁芯对线圈的作用均匀。
其中，所述升压取电电路13由二极管D1、D2、D3、D4和储能电容C1、C2、C3、C4组成，所述二极管D1、D2、D3、D4依次反向并联在感应线圈30两端，所述储能电容C1串联在二极管D1阴极与感应线圈30之间，所述储能电容C2串联在二极管D1阳极与二极管D2阴极之间，所述储能电容C3串联在二极管D2阳极与二极管D3阴极之间，所述储能电容C4串联在二极管D3阳极与二极管D4阴极之间，所述二极管D4两端为输出端，感应线圈产生的感应交流电压经过升压取电电路进行升压后倍压输出，升压取电电路结构简单，体积小，使用的元器件是只有二极管和电容，成本低廉。
其中，所述二极管D1、D2、D3、D4的导通压降为0.3v，所述储能电容C1、C2、C3、C4的容量为10uF，均为常用元件，采购方便，价格便宜。
其中，所述射频测温单元20设有金属屏蔽罩，增强了抗电场干扰能力。
本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：通过感应线圈从距离高压母线0～50mm范围内取电，安装方便；电源管理单元中的升压取电电路结构简单，体积小，使用的元器件是只有二极管和电容，成本低廉；电源管理单元中的能量存储电路对电池进行充电，因而无需经常更换电池，使用方便。通过升压取电电路进行倍压输出，减小了启动电流。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种电磁感应取电射频测温装置的结构示意图。
图2为图1中升压取电电路的电路示意图。
图3为图1中射频测温单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
如图1所示，本实用新型提供的电磁感应取电射频测温装置，包括电源管理单元10、射频测温单元20和感应线圈30，电源管理单元10输入端连接从高压母线取电的感应线圈30，感应线圈30两端的感应电压经电源管理单元10变换处理后，由电源管理单元10输出端连接射频测温单元20，为射频测温单元20供电。通过感应线圈从距离高压母线0～50mm范围内取电，安装操作方便。
电源管理单元10包括升压取电电路13、能量存储电路15和低电压检测电路17，升压取电电路13输入端连接感应线圈30输出，感应线圈30输出的感应电压经升压取电电路13进行升压后以两倍感应电压输出。升压取电电路13运用倍压原理，从而可以用工作电流小，但工作电压较高的方式为负载供电，减小了启动电流，对本实用新型的电磁感应取电射频测温装置，一般启动电流为10A的情况下就能够工作。
为防止电压过高，升压取电电路13输入端之间并联限压电路12，限压电路12对升压取电电路13的输入电压(即感应电压)的幅值进行限制，对整个装置起到保护作用。升压取电电路13输出端连接能量存储电路15输入端，且升压取电电路13与能量存储电路15之间串联限流电路14，通过串联限流电路14限制升压取电电路13向能量存储电路15输出的电流幅值，起到限流保护作用。能量存储电路15输出端连接电池16输入端(充电端)，为电池16进行充电。电池16输出端(放电端)连接射频测温单元20，为射频测温单元20供电。
电池16输出端还连接检测输出电压的低电压检测电路17。低电压检测电路17中的低电压检测芯片171的两个输入端连接电池16输出端，开关元件S串联在开关元件S串联在电池16与射频测温单元20之间，低电压检测芯片171输出端连接开关元件S控制端，低电压检测芯片171检测电池16输出端电压，若电池16输出端两端电压(即电源管理单元10的输出端电压)低于2.2V，开关元件S断开停止向射频测温单元10放电，能量储存电路15继续给电池16充电，直到电池16输出端电压达到3.3v以上，开关元件S闭合，电池S重新为射频测温单元10供电。加入低电压检测电路17提高了供电稳定性，防止因升压取电电路13能量过低是导致整个测温装置不稳定。
如图2所示，升压取电电路13由二极管D1、D2、D3、D4和储能电容C1、C2、C3、C4组成，所述二极管D1、D2、D3、D4依次反向并联在感应线圈30两端，所述储能电容C1串联在二极管D1阴极与感应线圈30之间，所述储能电容C2串联在二极管D1阳极与二极管D2阴极之间，所述储能电容C3串联在二极管D2阳极与二极管D3阴极之间，所述储能电容C4串联在二极管D3阳极与二极管D4阴极之间，所述二极管D4两端为输出端。升压取电电路13仅由二极管和电容组成，结构简单，体积小，成本低廉。通常二极管D1、D2、D3、D4的导通压降为0.3v，储能电容C1、C2、C3、C4的容量为10uF，均为常用元件，采购方便，价格便宜。
如图3所示，电源管理单元10的输出分别为射频测温单元20中的射频电路21、信号处理电路22和温度传感器电路23提供电源，温度传感器电路23接收温度传感器24的检测信号，信号处理电路22输入端连接温度传感器电路23，输出端连接射频电路21，经射频电路21向外发射信号，实现射频测温。通常射频测温单元20设有金属屏蔽罩，或者仅在射频电路21和信号处理电路22设置金属屏蔽罩，增强了抗电场干扰能力。
实际应用时，开关元件S常选为MOS管，采购方便，全控型开关，便于控制通断；感应线圈30一般由磁芯、绕线骨架和线圈组成，磁芯为“工”形，且磁芯放置在绕线骨架内，线圈绕制在正对磁芯中部的绕线骨架中部，磁芯对线圈的作用均匀。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种电磁感应取电射频测温装置，包括电源管理单元(10)，所述电源管理单元(10)输入端连接感应线圈(30)，所述电源管理单元(10)输出端连接射频测温单元(20)，其特征在于，所述电源管理单元(10)包括升压取电电路(13)、能量存储电路(15)和低电压检测电路(17)，所述升压取电电路(13)输入端之间并联限压电路(12)后连接感应线圈(30)，所述升压取电电路(13)输出端连接能量存储电路(15)，且升压取电电路(13)与能量存储电路(15)之间串联限流电路(14)，所述能量存储电路(15)输出端连接电池(16)输入端，所述电池(16)输出端连接低电压检测电路(17)。
2.根据权利要求1所述的电磁感应取电射频测温装置，其特征在于，所述低电压检测电路(17)包括低电压检测芯片(171)和开关元件(S)，所述低电压检测芯片(171)的输入端分别连接电池(16)的输出端，所述开关元件(S)串联在电池(16)与射频测温单元(20)之间，所述低电压检测芯片(171)输出端连接开关元件(S)控制端。
3.根据权利要求2所述的电磁感应取电射频测温装置，其特征在于，所述开关元件(S)为MOS管。
4.根据权利要求1所述的电磁感应取电射频测温装置，其特征在于，所述感应线圈(30)由磁芯、绕线骨架和线圈组成，所述磁芯为“工”形，且所述磁芯放置在绕线骨架内，所述线圈绕制在正对磁芯中部的绕线骨架中部。
5.根据权利要求1所述的电磁感应取电射频测温装置，其特征在于，所述升压取电电路(13)由二极管(D1、D2、D3、D4)和储能电容(C1、C2、C3、C4)组成，所述二极管(D1、D2、D3、D4)依次反向并联在感应线圈(30)两端，所述储能电容(C1)串联在二极管(D1)阴极与感应线圈(30)之间，所述储能电容(C2)串联在二极管(D1)阳极与二极管(D2)阴极之间，所述储能电容(C3)串联在二极管(D2)阳极与二极管(D3)阴极之间，所述储能电容(C4)串联在二极管(D3)阳极与二极管(D4)阴极之间，所述二极管(D4)两端为输出端。
6.根据权利要求5所述的电磁感应取电射频测温装置，其特征在于，所述二极管(D1、D2、D3、D4)的导通压降为0.3v，所述储能电容(C1、C2、C3、C4)的容量为10uF。
7.根据权利要求1所述的电磁感应取电射频测温装置，其特征在于，所述射频测温单元(20)设有金属屏蔽罩。
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