一种功率脉冲发生装置、其驱动方法以及高压线取电方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102545688A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102545688A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201110410244.3(22)申请日2011.12.12(71)申请人中国电力科学研究院地址100192北京市海淀区清河小营东路15号(72)发明人何凡杨立新侯克男赵明飞李艳(74)专利代理机构北京安博达知识产权代理有限公司11271代理人徐国文(51)Int.Cl.H02M9/06(2006.01)H02M9/04(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图22页(54)发明名称一种功率脉冲发生装置、其驱动方法以及高压线取电方法(57)摘要本发明提出了一种功率脉冲发生装置、其驱动方法以及高压线取电方法，装置包括取电单元、整流单元、功率脉冲发生单元和控制模块。本发明还提出了一种功率脉冲驱动方法包括：从高压输电线路上获取交流电；将所获取的交流电转化成直流电；对直流电进行电能存储，输出直流电；产生用于使MOS管导通或关断的控制信号，从而使输出的直流电转化成功率脉冲信号；根据输出的功率脉冲信号驱动负载。该功率脉冲发生装置和驱动方法具有结构简单、易于实现、成本低廉等优点，该装置和方法通过电压互感方式取能，不存在取能盲区，取能方便，无需外部电源，适用于驱动工作在高压线路环境中的负载；可应用于高压输电线路环境中供电困难的警示灯、标靶等设备上。CN1025468ACN102545688A权利要求书1/2页1.一种自供能功率脉冲发生装置，其特征在于，该装置包括：取电单元，用于从高压输电线路上获取交流电；整流单元，用于将取能单元所获取的交流电转化成直流电；功率脉冲发生单元，用于对直流电进行电能存储，并根据控制模块所产生的控制信号将直流电转化成功率脉冲信号后，输出功率脉冲信号以驱动负载；和控制模块，用于产生使MOS管导通或关断的控制信号。2.如权利要求1所述的自供能功率脉冲发生装置，其特征在于：所述取电单元采用双极板电场感应取电的方式从高压输电线路上获取交流电，所述双极板电场感应取电的方法如下：通过在高压输电线路与大地之间架设平行于大地的上、下极板构成一电容器C；高压输电线路与大地之间的高压电场使该电容器C的上、下极板之间产生电压差Uc，该电压差Uc即为取电单元所获取的交流电。3.如权利要求1所述的自供能功率脉冲发生装置，其特征在于：所述整流单元采用整流桥。4.如权利要求1-3任一项所述的自供能功率脉冲发生装置，其特征在于，所述功率脉冲发生单元包括：储能单元，用于对直流电进行电能存储；脉冲发生与限流模块，用于将直流电转化为功率脉冲信号，同时对直流电进行限流；和脉冲信号输出模块，用于产生功率脉冲信号输出，以驱动负载。5.如权利要求4所述的自供能功率脉冲发生装置，其特征在于：所述储能单元包括：电容器C1，用于存储电能，并将其自身的电压直接作用于脉冲发生与限流模块；所述脉冲发生与限流模块包括：MOS管，用于将电容器C1作用于MOS管漏极上的直流电转化为功率脉冲信号；和电阻器R3，用于对直流电进行限流；所述脉冲信号输出模块包括：三极管、与三极管基极相连的电阻器R1和与三极管发射极相连的电阻器R2，在电阻器R2的两端产生功率脉冲信号输出，用来驱动负载。6.如权利要求1-3任一项所述的自供能功率脉冲发生装置，其特征在于，所述控制模块包括：电压检测子模块，用于接收施加在三极管集电极上的电压VC作为该子模块的输入电压，对该输入电压进行检测并输出延时启动信号；延时子模块，用于根据所接收的延时启动信号来进行延时处理，并使控制信号输出子模块启动；和控制信号输出子模块，用于输出控制信号来中断三极管的二次击穿。7.如权利要求6所述的自供能功率脉冲发生装置，其特征在于：所述电压检测子模块中预存有三极管的二次击穿电压，当检测到电压检测子模块的输入电压达到三极管的二次击穿电压时，便输出延时启动信号。8.一种功率脉冲驱动方法，其特征在于：2CN102545688A权利要求书2/2页步骤一，从高压输电线路上获取交流电；步骤二，将所获取的交流电转化成直流电；步骤三，对直流电进行电能存储，输出直流电；步骤四，产生用于使MOS管导通或关断的控制信号，从而使输出的直流电转化成功率脉冲信号；步骤五，根据输出的功率脉冲信号驱动负载。9.如权利要求8所述的功率脉冲驱动方法，其特征在于，所述步骤一中获取交流电的方法如下：通过在高压输电线路与大地之间架设平行于大地的上、下极板构成一电容器C；高压输电线路与大地之间的高压电场使该电容器C的上、下极板之间产生电压差Uc，该电压差Uc作为功率脉冲驱动电压。10.如权利要求8所述的功率脉冲驱动方法，其特征在于，所述步骤三的具体方法如下：对电容器C1