本實(shí)用新型屬于控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種超級(jí)電容供能的永磁開關(guān)控制器。

背景技術(shù)：

饋線終端裝置（FTU）是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的核心設(shè)備，當(dāng)線路因發(fā)生故障而停電時(shí)，F(xiàn)TU應(yīng)能可靠地上報(bào)故障信息并接受遠(yuǎn)方控制，因此FTU必須有可靠的備用工作電源。此外，在故障隔離以及恢復(fù)線路供電時(shí)，執(zhí)行開關(guān)操作的永磁控制單元也需要備用電源。

目前，F(xiàn)TU與永磁控制單元的備用電源一般為蓄電池，圖1是蓄電池為FTU和永磁控制單元供電的原理圖，在有220V交流電壓輸入時(shí)，模塊電源輸出兩路直流電壓，一路輸出24V為蓄電池充電、一路輸出220V為FTU和永磁控制單元供電，由于永磁開關(guān)動(dòng)作需要瞬間大功率，單獨(dú)靠模塊電源很難滿足，此功率由電解電容C1來提供。當(dāng)220V交流輸入斷電時(shí)，由蓄電池通過內(nèi)部升壓DC/DC繼續(xù)為FTU和永磁控制單元供電。這種供電方案不僅電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，而且蓄電池使用壽命短，需要定期維護(hù)，蓄電池的原材料還會(huì)造成環(huán)境污染。

為了克服蓄電池供電的上述缺陷，有的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采用超級(jí)電容作為FTU和永磁控制單元的備用電源，供電原理如圖2所示。在有220V交流輸入時(shí)，模塊電源一路輸出24V為超級(jí)電容充電、另一路輸出24V為FTU提供工作電源，并通過直流升壓電源升壓成直流220V，為永磁控制單元供電，電解電容C1為永磁控制單元提供瞬間功率。在交流輸入斷電時(shí)，由超級(jí)電容繼續(xù)為FTU和永磁控制單元供電。此種供電方案同樣存在電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高的問題，而且直流升壓電源轉(zhuǎn)換效率低，造成電能的浪費(fèi)。此外，在該供電方案中，超級(jí)電容需要大容量的模組，這樣進(jìn)一步增加了設(shè)備的制造成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種超級(jí)電容供能的永磁開關(guān)控制器，在保證控制功能的同時(shí)，降低設(shè)備的制造和維護(hù)成本，減少能源的浪費(fèi)。

本實(shí)用新型所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種超級(jí)電容供能的永磁開關(guān)控制器，包括模塊電源、超級(jí)電容、永磁控制單元和饋線終端裝置，所述模塊電源包括與交流電源相接的整流橋和分別接于整流橋輸出端的第一穩(wěn)壓模塊和第二穩(wěn)壓模塊，所述超級(jí)電容接于第一穩(wěn)壓模塊的輸出端并通過二極管分別給永磁控制單元和饋線終端裝置供電，所述第二穩(wěn)壓模塊的輸出端與所述永磁控制單元和所述饋線終端裝置連接，所述永磁控制單元的輸入端并接有電解電容。

進(jìn)一步的，兩個(gè)所述穩(wěn)壓模塊均包括運(yùn)算放大器、場(chǎng)效應(yīng)管和七個(gè)電阻，所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極經(jīng)第一電阻與整流橋直流輸出側(cè)的正極連接，源極為穩(wěn)壓模塊輸出端并依次經(jīng)第二電阻、第三電阻和阻值可調(diào)的第四電阻接整流橋直流輸出側(cè)的負(fù)極，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端接參考電壓，反相輸入端經(jīng)第五電阻接于第二電阻和第三電阻的串接點(diǎn)，輸出端分別經(jīng)第六電阻和第七電阻接場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和運(yùn)算放大器的正向輸入端。

進(jìn)一步的，所述整流橋的直流輸出端設(shè)有濾波電容，所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極設(shè)有儲(chǔ)能電容。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型采用超級(jí)電容作為FTU和永磁控制單元的備用電源，同時(shí)取消了傳統(tǒng)開關(guān)控制電路中的直流升壓電源，不僅降低了設(shè)備的制造和維護(hù)成本，而且避免了能源的浪費(fèi)。

附圖說明

圖1是蓄電池為FTU和永磁控制單元供電的原理圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中超級(jí)電容為FTU和永磁控制單元供電的原理圖；

圖3是本實(shí)用新型的電原理圖；

圖4是穩(wěn)壓模塊的電原理圖。

附圖標(biāo)記說明：WY1、第一穩(wěn)壓模塊，WY2、第二穩(wěn)壓模塊，ZQ、整流橋，D、二極管，U1、永磁控制單元，F(xiàn)TU、饋線終端裝置，F(xiàn)、運(yùn)算放大器，Q、場(chǎng)效應(yīng)管，C0、濾波電容，C1、電解電容，C2、超級(jí)電容，C3、儲(chǔ)能電容，R1～R7、第一電阻～第七電阻。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

參看圖3，本實(shí)用新型主要包括模塊電源（虛線框中的部分）、超級(jí)電容C2、永磁控制單元U1、饋線終端裝置FTU和電解電容C1；其中，模塊電源主要包括整流橋ZQ、濾波電容C0、兩個(gè)穩(wěn)壓模塊（第一穩(wěn)壓模塊WY1和第二穩(wěn)壓模塊WY2）和二極管D，兩個(gè)穩(wěn)壓模塊輸出兩路DC220V電壓，第一穩(wěn)壓模塊WY1給超級(jí)電容C2充電，超級(jí)電容C2通過二極管D給永磁控制單元U1和饋線終端裝置FTU提供備用電源，第二穩(wěn)壓模塊WY2給永磁控制單元U1和饋線終端裝置FTU提供工作電源，電解電容C1為永磁控制單元U1提供瞬間功率。

參看圖4，兩個(gè)穩(wěn)壓模塊結(jié)構(gòu)相同，均包括運(yùn)算放大器F、場(chǎng)效應(yīng)管Q和七個(gè)電阻(R1～R7)，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的漏極經(jīng)第一電阻R1與整流橋（ZQ）直流輸出側(cè)的正極連接，源極為穩(wěn)壓模塊輸出端并依次經(jīng)第二電阻R2、第三電阻R3和阻值可調(diào)的第四電阻R4接整流橋ZQ直流輸出側(cè)的負(fù)極，所述運(yùn)算放大器F的正向輸入端接參考電壓，反相輸入端經(jīng)第五電阻R5接于第二電阻R2和第三電阻R3的串接點(diǎn)，輸出端分別經(jīng)第六電阻R6和第七電阻R7接場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極和運(yùn)算放大器F的正向輸入端；其中，運(yùn)算放大器F與第七電阻R7構(gòu)成一個(gè)電壓比較器，場(chǎng)效應(yīng)管Q的源極為穩(wěn)壓模塊的輸出端，輸出穩(wěn)定的220V直流電壓，第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4構(gòu)成分壓電路，用于對(duì)穩(wěn)壓模塊的輸出電壓進(jìn)行采樣，第二電阻R2與第三電阻R3的串接點(diǎn)輸出的采樣信號(hào)與參考電壓同時(shí)送到電壓比較器的兩個(gè)輸入端，電壓比較器的輸出端接場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極。

本實(shí)用新型的工作過程如下：

在有220V交流輸入時(shí)，第一穩(wěn)壓模塊WY1輸出DC220V為超級(jí)電容C2充電，第二穩(wěn)壓模塊WY2輸出DC220V為饋線終端裝置FTU提供工作電源，并為永磁控制單元U1提供電源；當(dāng)220V交流輸入斷電時(shí)，由超級(jí)電容C2通過二極管D給饋線終端裝置FTU和永磁控制單元U1提供DC220V電壓。由于超級(jí)電容C2容量大，相對(duì)于電解電容C1充電時(shí)間較長(zhǎng)，若直接與饋線終端裝置FTU和永磁控制單元U1連接，在設(shè)備加電初期，超級(jí)電容C2兩端電壓很低，饋線終端裝置FTU和永磁控制單元U1將無法正常工作，所以模塊電源采用兩路輸出，確保饋線終端裝置FTU和永磁控制單元U1在任何時(shí)候都能正常運(yùn)行。

此種方案電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不再需要直流升壓電源，而且超級(jí)電容C2不需要后期維護(hù)，充放電次數(shù)可達(dá)一百萬次，維護(hù)成本低。

在此方案中，開關(guān)操作時(shí)需要的瞬間大功率可以由超級(jí)電容C2提供一部分，因?yàn)槌?jí)電容C2串聯(lián)后內(nèi)阻較大，無法提供所需要的功率，仍然需要電解電容C1來提供一部分，所以在此方案中電解電容的容量可以減小，進(jìn)一步降低設(shè)備成本。

以上所述的實(shí)施例僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。