微机控制自动稳压矿灯充电架制造技术

本实用新型专利技术属于矿用充电设备，专用于全密封免维护矿灯充电的高稳压精度的微机控制矿灯充电架。由磁饱和稳压主回路、激磁回路和自动稳压控制电路组成，自动稳压控制电路由单片机、Ｖ／Ｆ转换器、数字锁存译码驱动器、数字显示器、接在激磁回路中的脉冲调制开关电路以及调制速率控制电路、低负荷自动加载电路构成。全数字化处理控制，技术先进，工作稳定可靠，稳压精度高，调定显示准确，也适于对现有充电架改造。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿用充电设备，特别是用于全密封免维护矿灯充电的一种高精度稳压的微机控制自动稳压的矿灯充电架。目前国内普通使用的酸性矿灯恒压充电架，大多用可控硅改变磁饱和稳压器的激磁电流实现充电电压稳压控制，这种充电架对于现有的矿灯是可用的，它能在15～150A充电电流范围内，充电电压基本达到5±0.1V。当充电电流小于10A以下时已难于稳住电压，甚至失去稳压能力。全密封免维护矿灯是近年来我国新研制出来的一种新型专利产品，它具有体积小，重量轻、自放电小、寿命长、免维护的特点，是目前普遍使用的酸性矿灯的更新换代产品。但是，全密封免维护矿灯内阻小、充电过压承受能力低，因此对充电架的电压稳定度有很高的要求，要求能在5～200A充电电流变化范围内，充电电压应稳定在4.8V±0.05V。用现有的矿灯恒压充电架充电，达不到全密封免维护矿灯的要求，容易造成矿灯损坏和缩短使用寿命，因而，极大地阻碍了这种新型矿灯的推广与使用，也影响了这种产品的出口。目前普通使用的矿灯恒压充电架，电压稳定性差的原因在于，流过磁饱和激磁回路的电流不是单纯的可控硅调制的100Hz直流脉动电流，而是三相交流电压信号与可控硅调制的直流脉动电压信号相叠加的、复杂的、不稳定的激磁电压；其次是充电电压为三相半波整流电压，采样电压信号波汶系数高，用通常的电压比较器采样存在着较大偏差，难于获得更高的电压稳压度；第三，现有的磁饱和电抗器稳压器，负荷越轻，交流压降越小，最终失去稳压作用。中国《技术专利公报》第9卷、第21号公开了名称是“矿灯充电微机控制装置”的专利，其专利号ZL92230116.6、公告号CN2134741Y、申请日92.6.30。它的目的是设计一种稳压性能好，适合对多台充电架进行巡回检测集中控制，使充电架稳压智能化，并便于旧设备技术改造；其构成是单片机经I／O扩展电路、光电耦合器接充电回路的稳压控制元件，接自充电主回路输出端的采样接线端经多路转换器、A／D转换器或V／F变换器，接至单片机，接单片机的还有过零信号电路。其不足之处是激磁回路采用可控硅调制的直流脉动电压，充电电压稳定度低，磁饱和电抗器充电主回路在轻负荷时，失去稳压作用的问题仍不能解决。本技术的设计目的在于克服现有技术中的不足之处，而提供一种磁饱和稳压器的激磁电流不再使用可控硅调制的直流脉动电流，而是使用电子开关脉冲调制直流稳定电流，通过提高激磁频率和调制精度，而大大改善充电电路的稳压特性，能满足全密封免维护矿灯充电要求的高稳定度微机控制自动稳压的矿灯充电架。本技术的设计目的可以通过以下措施来达到在有矿灯充电磁饱和稳压主回路和激磁回路，由单片机16、V／F转换器12、数字锁存／译码／驱动器22、数字显示器8、稳压电源20组成的自动稳压控制电路，以及充电架架身构成的微机控制自动稳压矿灯充电架中，其激磁回路中接有脉冲调制开关电路，及调制速率控制电路15，有提高低负荷状态时稳压精度的低负荷自动加载电路。本技术的设计目的还可以通过以下措施来达到其低负荷自动加载电路由单片机16经继电器驱动电路14，接继电器17，继电器17的接点、假负载18串接后并联在充电主回路输出端。其调制速率控制电路15是压控振荡器，压控振荡器输出端接单片机，压控振荡器输入端接改变振荡周期的调节电位器。其脉冲调制开关电路的开关元件为V－MOS功率器件13，该器件的续流二极管与磁饱和电抗器BK的激磁线圈相并联。其稳压主回路中的充电电压调节器由拨码开关9及其相应电路组成。其自动稳压控制电路的电路板，外形、安装尺寸与现有恒压矿灯充电架的稳压控制电路板相一致。本技术与现有技术相比具有以下优点①使用了单片微处理机，采用全数字化数据处理、控制技术，技术先进，稳压精度高，工作稳定可靠。解决了现有充电架稳压精度低，无法满足全密封免维护矿灯充电性能的问题。②采用低负荷自动加载电路，克服了现有充电架小负荷充电状态不稳压的问题。③使用数字给定、数字显示电路，准确、方便、实用。④可对现有恒压矿灯充电架进行技术改造，提高其性能。附图的图面说明如下附图说明图1本技术结构示意图主视图图2本技术结构示意图侧视图图3本技术主回路与微机控制部分的接线图图4本技术微机控制部分的电气原理框图图5低负荷自动加载电路、调制速率控制电路的电气原理图本技术以下结合附图作进一步的详述图1、2为本技术安装结构示意图。其中4为主电源变压器ZB，3为三相半波整流二极管D，5为磁饱和电抗器BK，7为快速熔断管RD，2为快速熔断片KRD，11为主回路输入电电源控制开关K1，10为自动稳压与手动调节转换开关K2，以上部分与现在使用的磁饱和式酸性矿灯充电架结构、尺寸、电气参数、安装位置完全相同。A、B、C为380V三相交流电源的接线端子，＋、－端子为输出的充电电压端。本技术的微机自动稳压控制电路板1一块，安装位置与原充电架位置相同，原装置为控制、电源两块电路板，去掉原装置中的中间两个导轨，新板可直接插入。原有的控制变压器FB，即6，仅有一个次级绕组，需要换成50W双次级绕组的变压器，其中12V绕组为控制电路工作电源，另一个15V绕组为激磁回路工作电源，初级绕组仍然为380V。安装位置与现有的磁饱和式酸性矿灯充电架相同。充电电压数字显示器8、基准电压给定拨码开关9则安装在充电架前面盘上。图3示出微机控制部分与主回路接线。图4示出本技术微机控制部分的电气原理。各主要环节及工作原理如下①单片微处理机由CPU(16)80C31、地址锁存器(21)74HC373和程序存储器(22)27C64构成一个单片微处理机最小系统；三位数字显示器数据由80C31－P0口输出，两位BCD码拨码开关由80C31－P1口输入，采样电路输出信号由80C31－P3.4口输入，调制速率脉冲信号由80C31－P3.5口输入，磁饱和电抗器的激磁电压控制信号由80C31－P3.7口输出，低负荷加载电路14的控制信号由80C31－P3.3口输出。三个芯片均采用功耗小的MOS结构芯片。80C31外接6MHz晶体振荡器。②采样电路采样电路12由精密电压／频率转换器LM331及外围电阻器、电容器构成，调整有关器件参数使每1V电压输出频率为1000Hz。采样周期为0.1秒，采样精度可达到±0.01V。采用V／F转换电路，不仅便于与单片机联接，又减小了采样电压信号波动对采样精度的影响。③基准电压给定电路9起原充电电压调节器的作用，它由两个BCD码拨码开关和一个置入键组成，其一端分别接80C31的P1.0～P1.7，其另一端共同接地。高位拨码开关每一位代表1V，低位拨码开关每一位代表0.1V，高位拨码开关仅用了低三位，给定电压可从0.1V直至7.9V范围内设定。为了避免拨码开关在拨动过程中的数值跳变，造成充电电不应有的波动，增加了一个置入键；不按置入键，单片机不从基准电压给定电路中取值，改变电压设置时，先拨动拨码开关，当基准电压设置正确后，再按置入键，将基准电压数据输入单片机。初始上电时，单片机直接从P1口获取基准电压值，无需按置入键。④电子开关磁饱和电抗器的激磁电压源，为滤波后的较为稳定的直流电源，其激磁电流的大小由串接在激磁回路中的电子开关13改变输出脉冲电压的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机控制自动稳压矿灯充电架，有矿灯充电磁饱和稳压主回路和激磁回路，由单片机（１６）、Ｖ／Ｆ转换器（１２）、数字锁存／译码／驱动器（２２）、数字显示器（８）、稳压电源（２０）组成的自动稳压控制电路，以及充电架架身，其特征在于激磁回路中接有脉冲调制开关电路，及调制速率控制电路（１５），有用于提高低负荷状态时稳压精度的低负荷自动加载电路。

【技术特征摘要】
1.一种微机控制自动稳压矿灯充电架，有矿灯充电磁饱和稳压主回路和激磁回路，由单片机(16)、V/F转换器(12)、数字锁存/译码/驱动器(22)、数字显示器(8)、稳压电源(20)组成的自动稳压控制电路，以及充电架架身，其特征在于激磁回路中接有脉冲调制开关电路，及调制速率控制电路(15)，有用于提高低负荷状态时稳压精度的低负荷自动加载电路。2.根据权利要求1所述的微机控制自动稳压矿灯充电架，其特征在于所说的低负荷自动加载电路由单片机(16)经继电器驱动电路(14)，接继电器(17)，继电器(17)的接点、假负载(18)串接后并联在充电主回路的输出端。3.根据权利要求1所述的微机控制自动稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹曰明，皇甫均，刘海珍，
申请(专利权)人：潍坊华宝煤矿设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]