延時(shí)斷電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種延時(shí)斷電裝置，包括充電電路、超級(jí)電容組、電源模塊、電壓比較電路和智能檢測(cè)控制模塊，充電電路的輸入端接外部電源，充電電路的輸出端連接超級(jí)電容組，超級(jí)電容組的輸出端分別連接電源模塊和電壓比較電路，電壓比較電路的輸出端與智能檢測(cè)控制模塊中的繼電器輸出模塊連接，智能檢測(cè)控制模塊與超級(jí)電容組的輸出端連接，智能檢測(cè)控制模塊的輸入端與外部電源連接。本實(shí)用新型采用簡(jiǎn)單可靠的器件，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，能夠檢測(cè)控制器等核心的外部供電單元的供電情況，在供電電源掉電時(shí)，能迅速切入，為控制器等核心設(shè)備繼續(xù)提供電源；同時(shí)發(fā)送信號(hào)給控制器等核心設(shè)備，控制器等核心設(shè)備執(zhí)行保存數(shù)據(jù)和關(guān)機(jī)動(dòng)作，保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份以及系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】延時(shí)斷電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及延時(shí)斷電技術(shù)，具體地說，涉及一種礦用延時(shí)斷電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在很多電控系統(tǒng)操作過程當(dāng)中，均存在需要延時(shí)斷電的情況。尤其是煤礦設(shè)備的電控系統(tǒng)中，根據(jù)主控器的工作狀況，需要頻繁斷電，而主控器記錄數(shù)據(jù)時(shí)間過于短暫，使得記錄的數(shù)據(jù)無法保存，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失；或者在主控器工作時(shí)因故障導(dǎo)致頻繁斷電，同樣需要主控器記錄數(shù)據(jù)，但因時(shí)間短不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄，導(dǎo)致無法判斷故障的原因。這樣就要求煤礦設(shè)備具有延時(shí)斷電功能，延長(zhǎng)斷電的時(shí)間，可以及時(shí)的保存記錄的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的斷電延時(shí)裝置其儲(chǔ)能單元大多采用鋰電池，無法滿足煤礦設(shè)備的要求，存在安全隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有煤礦設(shè)備頻繁斷電時(shí)存在的數(shù)據(jù)無法保存、故障難于處理等上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性高、能夠保證煤礦設(shè)備關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份及系統(tǒng)可靠性的延時(shí)斷電裝置。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種延時(shí)斷電裝置，該裝置包括充電電路、超級(jí)電容組、電源模塊、電壓比較電路和智能檢測(cè)控制模塊，其中，充電電路的輸出端與超級(jí)電容組輸入端連接，為超級(jí)電容組充電；電源模塊與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于輸出穩(wěn)定的電壓；電壓比較電路的輸入端與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于檢測(cè)超級(jí)電容組的電壓，電壓比較電路的輸出端與智能檢測(cè)控制模塊中的繼電器輸出模塊連接，用于控制繼電器動(dòng)作；智能檢測(cè)控制模塊與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于檢測(cè)超級(jí)電容組的電壓，且智能檢測(cè)控制模塊的輸入端與外部電源連接，用于檢測(cè)外部電源是否掉電。
[0005]進(jìn)一步的，電壓比較電路包括一個(gè)達(dá)林頓陣列和分別與該達(dá)林頓陣列輸入端連接的四路電壓比較器，達(dá)林頓陣列的輸出端與繼電器模塊的輸入端連接；四路電壓比較器中，三路電壓比較器的輸入端與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于檢測(cè)超級(jí)電容組的電壓，一路電壓比較器的輸入端與外部電源連接，用于檢測(cè)外部電源的電壓。
[0006]進(jìn)一步的，所述繼電器輸出模塊的輸出端與充電電路和電源模塊的輸出端連接，用于控制電源模塊和充電電路的輸出。
[0007]進(jìn)一步的，智能檢測(cè)控制模塊包括STC單片機(jī)以及分別與STC單片機(jī)連接的放電電路、繼電器輸出模塊、斷電檢測(cè)電路、模擬量信號(hào)處理模塊、供電模塊和通訊模塊，其中，供電模塊為STC單片機(jī)供電；所述斷電檢測(cè)電路的輸入端與外部電源連接，用于檢測(cè)外部電源是否掉電；所述模擬量信號(hào)處理模塊的輸入端與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于檢測(cè)超級(jí)電容組的電壓。
[0008]優(yōu)選的是，通訊模塊設(shè)置有與上位機(jī)連接的通訊接口。
[0009]進(jìn)一步的，所述STC單片機(jī)與超級(jí)電容組之間連接有分壓電阻和電容容量指示燈，用于控制放電電路放電。
[0010]優(yōu)選的是，充電電路設(shè)置有三級(jí)充電電阻，三級(jí)充電電阻設(shè)置為階梯式連接。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用簡(jiǎn)單可靠的器件，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，能夠檢測(cè)控制器等核心的外部供電單元的供電情況，當(dāng)檢測(cè)到外部供電電源掉電時(shí)，能夠迅速切入，為控制器等核心設(shè)備繼續(xù)提供電源；同時(shí)本實(shí)用新型延時(shí)斷電裝置也會(huì)發(fā)出供電單元掉電命令信號(hào)，發(fā)送給控制器等核心設(shè)備，控制器等核心設(shè)備可以在檢測(cè)到該信號(hào)后，執(zhí)行保存數(shù)據(jù)和關(guān)機(jī)動(dòng)作，從而保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份以及系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型充電電路中的充電電阻，采用階梯式連接，通過三級(jí)切換，保證了超級(jí)電容組的快速充電；采用超級(jí)電容組作為儲(chǔ)能單元，充電電流大，充放電無次數(shù)限制，且充電容量大；智能檢測(cè)控制模塊大部分采用分立元件，直接控制繼電器模塊，單片機(jī)僅作為放電控制使用，有限保證了充放電的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0014]一種延時(shí)斷電裝置，該裝置包括充電電路、超級(jí)電容組、電源模塊、電壓比較電路和智能檢測(cè)控制模塊，其中，充電電路的輸出端與超級(jí)電容組輸入端連接，為超級(jí)電容組充電；電源模塊與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于輸出穩(wěn)定的電壓；電壓比較電路的輸入端與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于檢測(cè)超級(jí)電容組的電壓，電壓比較電路的輸出端與智能檢測(cè)控制模塊中的繼電器輸出模塊連接，用于控制繼電器動(dòng)作；所述繼電器輸出模塊的輸出端與充電電路和電源模塊的輸出端連接，用于控制電源模塊和充電電路的輸出；智能檢測(cè)控制模塊與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于檢測(cè)超級(jí)電容組的電壓，且智能檢測(cè)控制模塊的輸入端與外部電源連接，用于檢測(cè)外部電源是否掉電。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的控制和對(duì)超級(jí)電容組的電壓檢測(cè)，所述電壓比較電路包括一個(gè)達(dá)林頓陣列和分別與該達(dá)林頓陣列輸入端連接的四路電壓比較器，達(dá)林頓陣列的輸出端與繼電器模塊的輸入端連接；四路電壓比較器中，三路電壓比較器的輸入端與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于檢測(cè)超級(jí)電容組的電壓，一路電壓比較器的輸入端與外部電源連接，用于檢測(cè)外部電源的電壓。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電源和對(duì)超級(jí)電容組的電壓檢測(cè)，上述智能檢測(cè)控制模塊包括STC單片機(jī)以及分別與STC單片機(jī)連接的放電電路、繼電器輸出模塊、斷電檢測(cè)電路、模擬量信號(hào)處理模塊、供電模塊和通訊模塊，其中，供電模塊為STC單片機(jī)供電；所述斷電檢測(cè)電路的輸入端與外部電源連接，用于檢測(cè)外部電源是否掉電；所述模擬量信號(hào)處理模塊的輸入端與超級(jí)電容組的輸出端連接，用于檢測(cè)超級(jí)電容組的電壓。
[0017]上述通訊模塊設(shè)置有與上位機(jī)連接的通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的通訊。
[0018]所述STC單片機(jī)與超級(jí)電容組之間連接有分壓電阻和電容容量指示燈，用于控制放電電路放電。
[0019]充電電路設(shè)置有三級(jí)充電電阻，三級(jí)充電電阻設(shè)置為階梯式連接。
[0020]工作原理:
[0021]圖1中電壓比較器LM339A中的U1B、U1C、UlD均是用來檢測(cè)超級(jí)電容組上的電壓值。當(dāng)UlC檢測(cè)到超級(jí)電容組電壓值到達(dá)5V時(shí)，LM339A引腳14輸出高電平；當(dāng)UlB檢測(cè)到超級(jí)電容組電壓值到達(dá)1V時(shí)，LM339A引腳I輸出高電平；當(dāng)UlD檢測(cè)到超級(jí)電容組電壓值到達(dá)18V時(shí)，LM339A引腳13輸出高電平。LM339A引腳14輸出高電平時(shí)，通過通過達(dá)林頓陣列ULN2003控制繼電器K16吸合，LM339A引腳I輸出高電平時(shí)，通過通過達(dá)林頓陣列ULN2003控制繼電器K17吸合。繼電器K16、K17的吸合實(shí)現(xiàn)了階躍性的降低充電電路中的充電電阻，從而保證了超級(jí)電容組的快速充電。LM339A引腳13輸出高電平時(shí)，通過通過達(dá)林頓陣列ULN2003控制繼電器Kl5吸合，這時(shí)外部電源直接向延時(shí)斷電裝置的輸出供電。
[0022]圖1中電壓比較器LM339A中的UlA是用來檢測(cè)外部電源的電壓值，當(dāng)對(duì)本實(shí)施例延時(shí)斷電裝置24V上電時(shí)，LM339A引腳2輸出高電平，通過達(dá)林頓陣列ULN2003控制繼電器Κ18、Κ19吸合，繼電器Κ18的常閉點(diǎn)斷開，切斷電源模塊輸出到延時(shí)斷電裝置回路，繼電器Κ19用來向外部輸出開關(guān)量信號(hào)，指示延時(shí)斷電裝置電源狀態(tài)。
[0023]圖1中二極管D34、D37、D38為利用其二極管的單向?qū)щ娞匦杂脕矸乐闺娏鲗?dǎo)流。
[0024]當(dāng)外部能量失電或電源波動(dòng)到18V以下時(shí)，電壓比較器LM339A引腳2輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，通過達(dá)林頓陣列ULN2003控制繼電器K18釋放或直接由于外部電源停電導(dǎo)致繼電器K18失電，繼電器K18直接釋放，此時(shí)超級(jí)電容組通過電源模塊穩(wěn)定輸出到本實(shí)施例延時(shí)斷電裝置的輸出級(jí)。因?yàn)椴挥绊懙窖b置供電，其它繼電器的狀態(tài)會(huì)根據(jù)各自的情況進(jìn)行動(dòng)作。
[0025]圖1中單片機(jī)U20是一款低功耗的單片機(jī)，帶有10路AD轉(zhuǎn)換功能，單片機(jī)U20通過分壓電阻R123和R124分壓超級(jí)電容組電壓，間接檢測(cè)超級(jí)電容組上的電壓值，根據(jù)電壓情況控制電壓指示燈及超級(jí)電容組電壓放電到設(shè)定的最低電壓時(shí)，控制放電電路中的雙向可控硅BTl導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容組殘余電量的釋放。
[0026]以上所舉實(shí)施例僅用為方便舉例說明本實(shí)用新型，在本實(shí)用新型所述技術(shù)方案范疇，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所作各種簡(jiǎn)單變形與修飾，均應(yīng)包含在以上申請(qǐng)專利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種延時(shí)斷電裝置，其特征在于:該裝置包括充電電路、超級(jí)電容組、電源模塊、電壓比較電路和智能檢測(cè)控制模塊，其中，充電電路的輸入端接外部電源，充電電路的輸出端連接超級(jí)電容組，超級(jí)電容組的輸出端分別連接電源模塊和電壓比較電路，電壓比較電路的輸出端與智能檢測(cè)控制模塊中的繼電器輸出模塊連接，智能檢測(cè)控制模塊與超級(jí)電容組的輸出端連接，智能檢測(cè)控制模塊的輸入端與外部電源連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的延時(shí)斷電裝置，其特征在于:電壓比較電路包括一個(gè)達(dá)林頓陣列和分別與該達(dá)林頓陣列輸入端連接的四路電壓比較器，達(dá)林頓陣列的輸出端與繼電器模塊的輸入端連接；四路電壓比較器中，三路電壓比較器的輸入端與超級(jí)電容組的輸出端連接，一路電壓比較器的輸入端與外部電源連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的延時(shí)斷電裝置，其特征在于:所述繼電器輸出模塊的輸出端與充電電路和電源模塊的輸出端連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的延時(shí)斷電裝置，其特征在于:智能檢測(cè)控制模塊包括STC單片機(jī)以及分別與STC單片機(jī)連接的放電電路、繼電器輸出模塊、斷電檢測(cè)電路、模擬量信號(hào)處理模塊、供電模塊和通訊模塊，其中，供電模塊為STC單片機(jī)供電；所述斷電檢測(cè)電路的輸入端與外部電源連接，所述模擬量信號(hào)處理模塊的輸入端與超級(jí)電容組的輸出端連接。
5.按照權(quán)利要求4所述的延時(shí)斷電裝置，其特征在于:通訊模塊設(shè)置有與上位機(jī)連接的通訊接口。
6.按照權(quán)利要求4所述的延時(shí)斷電裝置，其特征在于:所述STC單片機(jī)與超級(jí)電容組之間連接有分壓電阻和電容容量指示燈。
7.按照權(quán)利要求1所述的延時(shí)斷電裝置，其特征在于:充電電路設(shè)置有三級(jí)充電電阻，三級(jí)充電電阻設(shè)置為階梯式連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK204256419SQ201420646758
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】梁柱 申請(qǐng)人:青島天迅電氣有限公司