智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源，包括交流輸入、隔爆電磁開關(guān)、交流變壓器、整流濾波電路1、整流濾波電路2、手動機械裝置、穩(wěn)壓充電電路、蓄電池、切換電路、穩(wěn)壓開關(guān)電路、雙路過壓、過流、短路保護電路、降壓穩(wěn)壓電路、微控制器系統(tǒng)電路、CAN接口電路、本安電源輸出端口。微控制器實時采集電源的本安輸出電壓值、電流值、備用蓄電池電壓值等參數(shù)，獲得電源當前的運行狀態(tài)，并通過計算、推理和判斷，實現(xiàn)對電源未來運行狀態(tài)的預(yù)測，同時通過CAN總線將所得結(jié)果上傳到監(jiān)控室，值班人員根據(jù)這些參數(shù)可了解電源的運行狀況，可遠程控制本安電源的輸出狀態(tài)，以實現(xiàn)本安電源的智能化管理。
【專利說明】智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種電源裝置，尤其是一種用在礦山井下的各種監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng) 的直流穩(wěn)壓電源裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭資源是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，是維持我國經(jīng)濟高速發(fā)展的重要保障。隨著煤 礦現(xiàn)代化程度的不斷提高，對煤礦供電的可靠性、安全性、連續(xù)性提出越來越高的要求。本 安電源是煤礦井下的重要電氣設(shè)備，它的安全運行是現(xiàn)代化煤礦中其它礦井下各類電氣設(shè) 備高效率、高質(zhì)量運轉(zhuǎn)的保證。但是由于礦井下特殊的工作環(huán)境和其它原因，目前煤礦井下 本安電源的管理還存在若干問題：首先，礦井下本安電源種類繁多，獨立性強，若不在現(xiàn)場 很難檢測它們的工作狀態(tài)。其次，這些電源的功能參數(shù)各不相同，電源的維護管理也不統(tǒng) 一。如果礦井下現(xiàn)場設(shè)備的供電情況不能在第一時間獲取，一旦發(fā)生電源故障，不僅影響設(shè) 備運行，還可能導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。礦井下本安電源的智能化、網(wǎng)絡(luò)化是目前實現(xiàn)數(shù)字化 礦山的前提。物聯(lián)網(wǎng)時代的本安電源已經(jīng)由獨立的外部設(shè)備產(chǎn)品發(fā)展成為整個通信系統(tǒng)不 可分割的一部分，這就要求本安電源具備智能通訊接口，包括CAN通信接口、以太網(wǎng)通信接 口、RS485通訊接口等，以實現(xiàn)本安電源可方便快捷的接入數(shù)字通信系統(tǒng)中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的是提供一種智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源，其具備通 訊接口，利用CAN總線傳輸技術(shù)，把微控制器采集的本安輸出電壓值、備用蓄電池電壓值以 及各種報警狀態(tài)等參數(shù)上傳到監(jiān)控室，值班人員根據(jù)這些參數(shù)可了解電源的運行狀況，可 遠程控制本安電源的輸出狀態(tài)，以實現(xiàn)本安電源的智能化。
[0004] 為實現(xiàn)以上目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為：一種智能型礦用隔爆兼本安型 直流穩(wěn)壓電源，包括交流輸入、隔爆電磁開關(guān)、交流變壓器、整流濾波電路1、整流濾波電路 2、手動機械裝置、穩(wěn)壓充電電路、蓄電池、切換電路、穩(wěn)壓開關(guān)電路、雙路過壓、過流、短路保 護電路、降壓穩(wěn)壓電路、微控制器系統(tǒng)電路、CAN接口電路、本安電源輸出端口；其特征在 于：所述的交流輸入通過隔爆電磁開關(guān)輸入到交流變壓器，交流變壓器降壓后分兩路輸出： 一路通過整流濾波電路1后再經(jīng)過穩(wěn)壓充電電路給蓄電池充電；另外一路通過整流濾波電 路2后與蓄電池經(jīng)過切換電路的比較選擇一路輸出直流電壓，再經(jīng)過穩(wěn)壓開關(guān)電路、雙路 過壓、過流、短路保護電路輸出可靠的本安輸出。從切換電路輸出端取一直流電壓經(jīng)過降壓 穩(wěn)壓電路給CAN接口電路供電，利用CAN總線傳輸技術(shù)，把微控制器STM32F103采集的備用 蓄電池電壓值、本安輸出電壓值以及各種報警狀態(tài)等參數(shù)上傳到監(jiān)控室，值班人員根據(jù)這 些參數(shù)可了解電源的運行狀況，可遠程控制本安電源的輸出狀態(tài)，以實現(xiàn)本安電源的智能 化。所述的CAN總線接口電路包括微控制器U1、光耦合器U3和U4、CAN接口收發(fā)器U2 ;微 控制器U1通過A/D轉(zhuǎn)換電路采集該智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源的本安輸出電 壓值、本安輸出電流值以及蓄電池電壓值等參數(shù)，然后進行數(shù)據(jù)處理，處理完畢的數(shù)據(jù)按照 約定的協(xié)議通過光耦合器U3和U4隔離后發(fā)送至CAN接口收發(fā)器U2,然后通過U2進行電平 轉(zhuǎn)換，最后把CAN信號傳送到CAN總線上去。
[0005] 有益效果
[0006] 本實用新型利用CAN總線傳輸技術(shù)，把微控制器STM32F103采集的備用蓄電池電 壓值、本安輸出電壓值以及各種報警狀態(tài)等參數(shù)上傳到監(jiān)控室，值班人員根據(jù)這些參數(shù)可 了解電源的運行狀況，可遠程控制本安電源的輸出狀態(tài)，以實現(xiàn)本安電源的智能化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1為本實用新型的原理框圖。
[0008] 圖2為本實用新型的CAN總線接口電路。
[0009] 圖中標號說明：U1為微控制器，U2為CAN接口收發(fā)器，U3和U4均為光耦合器，C1、 C2、C3為電容，1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8為電阻，05(：為晶體振蕩器，11，12，13為接插端子。

【具體實施方式】
[0010] 為了更清楚地表述本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，以下結(jié)合附圖中的實施 例，對本實用新型作進一步的說明。
[0011] 如圖1所示的智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源，包括交流輸入、隔爆電磁 開關(guān)、交流變壓器、整流濾波電路1、整流濾波電路2、手動機械裝置、穩(wěn)壓充電電路、蓄電 池、切換電路、穩(wěn)壓開關(guān)電路、雙路過壓、過流、短路保護電路、降壓穩(wěn)壓電路、微控制器系統(tǒng) 電路、CAN接口電路、本安電源輸出端口； 127VAC/660VAC的交流輸入通過隔爆電磁開關(guān)輸 入到交流變壓器，交流變壓器降壓后分兩路輸出：一路通過整流濾波電路1后再經(jīng)過穩(wěn)壓 充電電路給蓄電池充電；另外一路通過整流濾波電路2后與蓄電池經(jīng)過切換電路的比較選 擇一路輸出直流電壓，再經(jīng)過穩(wěn)壓開關(guān)電路、雙路過壓、過流、短路保護電路輸出可靠的本 安輸出。從切換電路輸出端取一直流電壓經(jīng)過降壓穩(wěn)壓電路給CAN接口電路供電，利用CAN 總線傳輸技術(shù)，把微控制器采集的備用蓄電池電壓值、本安輸出電壓值以及各種報警狀態(tài) 等參數(shù)上傳到監(jiān)控室，值班人員根據(jù)這些參數(shù)可了解電源的運行狀況，可遠程控制本安電 源的輸出狀態(tài)，以實現(xiàn)本安電源的智能化。
[0012] 如圖2所示，所述的CAN總線接口電路包括微控制器U1、光耦合器微U3和U4、CAN 接口收發(fā)器U2 ;微控制器U1通過A/D轉(zhuǎn)換電路采集該智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓 電源的本安輸出電壓值VIN_V、本安輸出電流值VIN_I以及蓄電池電壓值BATT_V等參數(shù)，然 后進行數(shù)據(jù)處理，處理完畢的數(shù)據(jù)按照約定的協(xié)議通過微控制器U1的45腳和46腳發(fā)送給 光耦合器U3和U4,數(shù)字信號經(jīng)光耦合器U3和U4光電耦合后連接到CAN接口收發(fā)器U2,然 后通過U2進行電平轉(zhuǎn)換，可把CAN信號傳送到CAN總線上去。
[0013] 以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，并不局限于上述實施方式，只要在本 實用新型的構(gòu)思之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護 范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源，包括交流輸入、隔爆電磁開關(guān)、交流變 壓器、整流濾波電路1、整流濾波電路2、手動機械裝置、穩(wěn)壓充電電路、蓄電池、切換電路、 穩(wěn)壓開關(guān)電路、雙路過壓、過流、短路保護電路、降壓穩(wěn)壓電路、微控制器系統(tǒng)電路、CAN接口 電路、本安電源輸出端口；其特征在于：所述的交流輸入通過隔爆電磁開關(guān)輸入到交流變 壓器，交流變壓器降壓后分兩路輸出：一路通過整流濾波電路1后再經(jīng)過穩(wěn)壓充電電路給 蓄電池充電；另外一路通過整流濾波電路2后與蓄電池經(jīng)過切換電路的比較選擇一路輸出 直流電壓，再經(jīng)過穩(wěn)壓開關(guān)電路、雙路過壓、過流、短路保護電路輸出可靠的本安輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源，其特征在于： 所述的CAN總線接口電路包括微控制器U1、光耦合器U3和U4、CAN接口收發(fā)器U2 ;其中所 述微控制器U1通過A/D轉(zhuǎn)換電路采集該直流穩(wěn)壓電源的本安輸出電壓值、本安輸出電流值 以及蓄電池電壓值等參數(shù)，然后進行數(shù)據(jù)處理，處理完畢的數(shù)據(jù)按照約定的協(xié)議通過光耦 合器U3和U4耦合后發(fā)送至CAN接口收發(fā)器U2,然后通過U2進行電平轉(zhuǎn)換，最后把CAN信 號傳送到CAN總線。
【文檔編號】H02J9/06GK203871916SQ201420015737
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月12日
【發(fā)明者】藺超文, 唐翔, 宓國棟, 侯立兵, 李子龍 申請人:徐州工程學(xué)院