CN212969458U - 光电传输隔离电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光电传输隔离电源，包括发射端单元、光路整直器和接收端单元。发射端单元用于由外接电源获得电源信号并转换为光信号。光路整直器用于整直光信号并传输整直后的光信号。接收端单元用于接收整直后的光信号并转换为电信号提供给负载。发射端单元包括隔离变压器、发光源、用于进行交直流转换并管理发光源的发光效率的AC/DC发光功率管理电路。光路整直器包括整直镜。接收端单元包括光电转换器、用于进行直交流转换或直流转换并管理负载的DC/AC或DC/DC负载管理电路。接收端单元还包括用于将负载的工况反馈至输入模块的通讯模块。本实用新型以光作为能源传输介质，传输距离长、绝缘耐受电压应力高，具有抗短路能力强，运行安全可靠等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源装置。
背景技术
2020年6月25日张北500kV柔直电网试验示范工程组网成功，意味着直流特高压组网技术趋向成熟，直流特高压线路的大规模组网即将拉开序幕。紧接着直流800kV和直流1100kV特高压电网的组网即将推进。根据直流800kV和直流1100kV特高压电网的技术要求，特高压装备对供能电源设备的绝缘耐受电压应力要求也越来越高，传统的隔离电源已无法满足特高压装备的绝缘耐受电压应力要求，这将成为制约直流800kV以及直流1100kV特高压电网的组网技术前进的步伐。因此，为了满足供能电源设备的绝缘耐受电压应力要求，提高特高压直流电网的运行可靠性，需要设计一种新型电源装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种绝缘耐受电压高、可靠性高，尤其是适用于直流特高压柔性组网中为特高压装备供能的光电传输隔离电源。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种光电传输隔离电源，用于为负载供电，所述光电传输隔离电源包括：
发射端单元，所述发射端单元用于由外接电源获得电源信号并将所述电源信号转换为光信号；
光路整直器，所述光路整直器用于整直所述光信号并传输整直后的所述光信号；
接收端单元，所述接收端单元用于接收整直后的所述光信号并转换为电信号提供给所述负载；
所述发射端单元、所述接收端单元分别设置于所述光路整直器的两端。
所述发射端单元包括发光源、用于进行交直流转换并管理所述发光源的发光效率的AC/DC发光功率管理电路，所述发光源与所述AC/DC发光功率管理电路的直流侧相连接。
所述发射端单元还包括隔离变压器，所述隔离变压器的原边与所述外接电源相连接，所述隔离变压器的副边与所述AC/DC发光功率管理电路的交流侧相连接。
所述发光源包括若干个并联的LED。
所述光路整直器包括整直镜，所述整直镜与所述接收端单元之间形成用于传输整直后的所述光信号的光路传输空间。
整直后的所述光信号的传输距离为0.1~1000米。
所述光路整直器还包括设置于所述整直镜外的壳体，所述壳体内形成所述光路传输空间。
所述接收端单元包括光电转换器、用于进行直交流转换或直流转换并管理所述负载的DC/AC或DC/DC负载管理电路，所述光电转换器与所述DC/AC或DC/DC负载管理电路的输入侧相连接，所述负载与所述DC/AC或DC/DC负载管理电路的输出侧相连接。
所述接收端单元还包括用于将所述负载的工况反馈至所述发射端单元的通讯模块，所述通讯模块与所述DC/AC或DC/DC负载管理电路相连接。
所述通讯模块为RS485通讯模块。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型以光作为能源传输介质，传输距离长、绝缘耐受电压应力高，具有抗短路能力强，运行安全可靠等优点，适于为直流特高压柔性组网中的特高压装备供能。
附图说明
附图1为本实用新型的光电传输隔离电源的原理图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一：如附图1所示，一种光电传输隔离电源，包括依次设置的发射端单元、光路整直器和接收端单元。光路整直器的两端分别为其输入端和输出端，则发射端单元、接收端单元分别设置于光路整直器的两端，即发射端单元设置在光路整直器的输入端一侧，接收端单元设置在光路整直器的输出端一侧。
发射端单元用于由外接电源获得电源信号并将电源信号转换为光信号。发射端单元包括隔离变压器、AC/DC发光功率管理电路和发光源，隔离变压器用于电压转换以及电压隔离，AC/DC发光功率管理电路用于进行交直流转换并管理发光源的发光效率，发光源发光而将电信号转换为光信号。隔离变压器的原边与交流外接电源相连接，隔离变压器的副边与AC/DC发光功率管理电路的交流侧相连接，发光源与AC/DC发光功率管理电路的直流侧相连接。发光源包括若干个并联的高效率的LED。
光路整直器用于整直光信号并传输整直后的光信号。光路整直器包括整直镜，整直镜与接收端单元之间形成用于传输整直后的光信号的光路传输空间。整直后的光信号的传输距离为0.1~1000米，且在光路传输空间的空气介质中传输。光路整直器还可以包括壳体，壳体设置于整直镜外，且壳体内形成光路传输空间。
接收端单元用于接收整直后的光信号并转换为电信号提供给负载。接收端单元包括光电转换器、DC/AC或DC/DC负载管理电路。光电转换器用于将整直后的光信号转换为电信号，DC/AC或DC/DC负载管理电路用于进行直交流转换或直流转换并管理负载的电源。光电转换器与DC/AC或DC/DC负载管理电路的输入侧相连接，负载与DC/AC或DC/DC负载管理电路的输出侧相连接。接收端单元还可以包括通讯模块，如RS485通讯模块。通讯模块与DC/AC或DC/DC负载管理电路相连接，用于将负载的工况反馈至发射端单元，从而可以通过发射端对负载进行管理。
上述光电传输隔离电源用于为负载（如特高压装备）供电，其原理为：交流外接电源由隔离变压器隔离、变压后送入AC/DC发光功率管理电路，转换为直流电源信号并提供给发光源，发光源在AC/DC发光功率管理电路的管理下发光，从而将电能转换为光能。隔离变压器的应用可以进一步提高隔离电压耐受可靠性。为了使能量传输最大化，光路传输采用光路整直器。发光源发出的光经整直镜后，被整直为一组同向传输的光线并在光路传输空间内传输。整直后的光信号的传输距离为0.1~1000米，也可以超过1000米（光信号的传输距离为由整直镜到光电转换器之间的距离），则电源的发射端单元到接收端单元之间所耐受的电压从10kV到10000kV或大于10000kV，即随着光信号传输距离的增加，所能耐受的电压随之增加。高效率的光电转换器接收由光路传输空间输出的整直后的光信号并转换为电信号。为了进一步提高能源转换效率，接收端采用负载管理电路保持最高的传输效率，则光电转换器转换的到的电信号经负载管理电路提供给负载使用。
本实用新型实现了利用光传输能源，有效提高了供能电源设备的绝缘耐受电压应力，从而提高了特高压直流电网的运行可靠性，具有抗短路能力强，运行安全可靠等优点。该技术将推进直流特高压电网及相关技术的进步。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光电传输隔离电源，用于为负载供电，其特征在于：所述光电传输隔离电源包括：
发射端单元，所述发射端单元用于由外接电源获得电源信号并将所述电源信号转换为光信号；
光路整直器，所述光路整直器用于整直所述光信号并传输整直后的所述光信号；
接收端单元，所述接收端单元用于接收整直后的所述光信号并转换为电信号提供给所述负载；
所述发射端单元、所述接收端单元分别设置于所述光路整直器的两端。
2.根据权利要求1所述的光电传输隔离电源，其特征在于：所述发射端单元包括发光源、用于进行交直流转换并管理所述发光源的发光效率的AC/DC发光功率管理电路，所述发光源与所述AC/DC发光功率管理电路的直流侧相连接。
3.根据权利要求2所述的光电传输隔离电源，其特征在于：所述发射端单元还包括隔离变压器，所述隔离变压器的原边与所述外接电源相连接，所述隔离变压器的副边与所述AC/DC发光功率管理电路的交流侧相连接。
4.根据权利要求2所述的光电传输隔离电源，其特征在于：所述发光源包括若干个并联的LED。
5.根据权利要求1所述的光电传输隔离电源，其特征在于：所述光路整直器包括整直镜，所述整直镜与所述接收端单元之间形成用于传输整直后的所述光信号的光路传输空间。
6.根据权利要求5所述的光电传输隔离电源，其特征在于：整直后的所述光信号的传输距离为0.1~1000米。
7.根据权利要求5所述的光电传输隔离电源，其特征在于：所述光路整直器还包括设置于所述整直镜外的壳体，所述壳体内形成所述光路传输空间。
8.根据权利要求1所述的光电传输隔离电源，其特征在于：所述接收端单元包括光电转换器、用于进行直交流转换或直流转换并管理所述负载的DC/AC或DC/DC负载管理电路，所述光电转换器与所述DC/AC或DC/DC负载管理电路的输入侧相连接，所述负载与所述DC/AC或DC/DC负载管理电路的输出侧相连接。
9.根据权利要求8所述的光电传输隔离电源，其特征在于：所述接收端单元还包括用于将所述负载的工况反馈至所述发射端单元的通讯模块，所述通讯模块与所述DC/AC或DC/DC负载管理电路相连接。
10.根据权利要求9所述的光电传输隔离电源，其特征在于：所述通讯模块为RS485通讯模块。
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| CN113410916A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-09-17 | 成都金迈微科技有限公司 | 一种光纤供电***中光伏功率变换器的监控***及方法 |
| CN115459594A (zh) * | 2022-10-17 | 2022-12-09 | 广东工业大学 | 一种新型隔离型光子变换器及其控制方法 |
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| CN115459594B (zh) * | 2022-10-17 | 2023-05-23 | 广东工业大学 | 一种新型隔离型光子变换器及其控制方法 |
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