多功能本安型矿用电源制造技术

本发明专利技术公开了一种多功能本安型矿用电源，包括：交流电源输入模块和两路AC

Multifunctional intrinsically safe mine power supply

【技术实现步骤摘要】
多功能本安型矿用电源


[0001]本专利技术涉及矿井设备供电设备技术和矿井智能化领域，尤其涉及到一种多功能本安型矿用电源。

技术介绍

[0002]随着煤矿开采技术的发展，煤矿井下作业环境中使用传感器等自动化设备的程度越来越高，出现了各种矿用仪器仪表，致使本安电源在矿井中的使用越来越多,同时对其参数要求和使用要求也在提高。目前矿用本安电源在煤矿井下已经是一个不可替代的安全供电设备，因为在通常情况下，煤矿井下存在瓦斯等爆炸性气体，各种仪表都要求本安设计，在供电过程中，也需要本安电源来供电，以达到安全要求。这就要求本安电源在设计过程中一定要考虑到电路中电压、电流以及功率等情况，作好充分的保护工作，以防止过压或过流以及保护不及时而产生井下瓦斯气体爆炸等情况，造成不必要的人员和财产损失。
[0003]然而目前常用的矿用本安电源，由于煤矿局部环境内仪器所的供电不太稳定，故容易导致经常间断性的停电，往往在停电的情况下，不能为仪器仪表提供持续性的电压，致使仪器仪表无法正常运行，进而无法保证各类仪器仪表对设备运行的稳定性与抗干扰性。此外，现有一般的矿用本安电源没有管理功能，有的管理功能不全，在一些复杂矿井环境下无法得到有效利用。
[0004]例如，专利CN113572374A公开了一种具有CAN通信功能的矿用电源,包括交流输入模块、整流滤波电路模块、本安电路模块、CAN隔离耦合通信功能模块；这种电源在煤矿作业面供电电源不太稳定，则依靠本电源供电的仪器设备将无法稳定运行，影响煤矿的安全生产，同时该设备只有CAN一种通讯方式，若煤矿现场有其它通讯方式而无CAN通讯方式，则用户无法有效监控该电源的运行状态，整体而言该电源只起到了一个小变压器的功能，离当前智能化矿井的需求甚远。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种多功能本安型矿用电源，能够解决现有的本安型矿用电源功能性单一，无法适用于复杂矿井环境的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种多功能本安型矿用电源，包括：交流电源输入模块、AC
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DC转换电路模块、稳压电路模块、充电保护电路模块、蓄电池、电流转换控制模块、过压过流保护模块、本安电源输出模块、MCU控制模块；
[0007]所述交流电源输入模块和两路AC
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DC转换电路模块连接，所述两路AC
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DC转换电路模块分别和两路稳压电路模块的第一端连接，其中，一路稳压电路模块的第二端和充电保护电路模块连接，另一路稳压电路模块的第二端分别与电流转换控制模块和MCU控制模块连接，所述充电保护电路模块和所述蓄电池连接，所述蓄电池与所述电流转换控制模块连接，所述电流转换控制模块分别与所述过压过流保护模块和所述MCU控制模块连接，所述本安电源输出模块和所述过压过流保护模块连接；
[0008]所述MCU控制模块用于通过所述稳压电路模块和所述过压过流保护模块的电压与电流信号控制对所述电流转换控制模块的切换和对所述过压过流保护模块的开启或关闭。
[0009]可选地，所述交流电源输入模块输入的交流电压为AC127V～AC660V。
[0010]可选地，所述多功能本安型矿用电源输出DC12V和DC24V两类本安电压。
[0011]可选地，所述电流转换控制模块用于控制所述交流电源输入模块和所述蓄电池的通道输出切换。
[0012]可选地，所述过压过流保护模块包括晶体管和场效应管，所述过压过流保护模块用于通过所述晶体管和所述场效应管实现对电源信号的开启和关断控制。
[0013]可选地，所述本安电源输出模块输出至少两路DC12V和至少两路DC24V电压。
[0014]可选地，所述多功能本安型矿用电源还包括：CAN通信模块、RS485通信模块、WIFI无线模块、以太网模块和5G通讯模块；
[0015]所述CAN通信模块、所述RS485通信模块、所述WIFI无线模块、所述以太网模块和所述5G通讯模块分别通过通讯接口和所述MCU控制模块连接，所述MCU控制模块用于控制单独开启或全部开启各个通讯接口。
[0016]可选地，所述CAN通信模块、所述RS485通信模块、所述WIFI无线模块和所述5G通讯模块分别各有至少两路信号通道，所述至少两路信号通道支持单开一路或同时开启，当任一路发生故障时，其他路用于替换投入使用。
[0017]可选地，所述WIFI无线模块集成有可控制开启的蓝牙功能。
[0018]本专利技术提供的一种多功能本安型矿用电源，相比现有技术能够达到以下有益效果：
[0019](1)本专利技术提供的多功能本安型矿用电源，所包含的交流电源输入模块、AC
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DC转换电路模块、稳压电路模块、充电保护电路模块、蓄电池，可以联合实现电源的UPS功能，保证配接的仪器仪表在交流供电不正常的情况下继续可靠工作。
[0020](2)本专利技术提供的多功能本安型矿用电源，其充电保护电路模块含有电池管理功能，设计的电池组检测单元，可提高电池的采样精度和系统的可靠性；采用基于开关电容的主动均衡电路设计电池组的均衡单元，提高了均衡效率并降低了能量损耗；还对电池的内阻进行辨识，提出通过两级判定方法来实现在线检测电池内阻增大性失效故障。
[0021](3)本专利技术提供的多功能本安型矿用电源，其连接的通讯接口支持了目前行业主流的有线与无线通讯总线形式，特别是支持5G无线网络接口，能够满足当前智能化矿井建设与运营的需要。
[0022](4)本专利技术提供的多功能本安型矿用电源，其连接的电源供电渠道包含两路AC
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DC转换电路模块和两路稳压电路模块，其连接的通讯接口分别有两路，可以同时或单独开启，可支持多功能本安型矿用电源实现关键部件或功能备份功能，保证电源在运行过程中的绝对安全。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0024]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0025]图1示出了本专利技术实施例提供的一种多功能本安型矿用电源的电路结构示意图；
[0026]图2示出了本专利技术实施例提供的一种过压过流保护控制电路示意图；
[0027]图3本专利技术实施例提供的一种5G控制模块电路结构示意图；
[0028]图中：1
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交流电源输入模块、2
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AC
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DC转换电路模块、3
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稳压电路模块、4
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充电保护电路模块、5
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蓄电池、6
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电流转换控制模块、7
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过压过流保护模块、8
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能本安型矿用电源，其特征在于，包括：交流电源输入模块(1)、AC
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DC转换电路模块(2)、稳压电路模块(3)、充电保护电路模块(4)、蓄电池(5)、电流转换控制模块(6)、过压过流保护模块(7)、本安电源输出模块(8)、MCU控制模块(9)；所述交流电源输入模块(1)和两路AC
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DC转换电路模块(2)连接，所述两路AC
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DC转换电路模块(2)分别和两路稳压电路模块(3)的第一端连接，其中，一路稳压电路模块(3)的第二端和充电保护电路模块(4)连接，另一路稳压电路模块(3)的第二端分别与电流转换控制模块(6)和MCU控制模块(9)连接，所述充电保护电路模块(4)和所述蓄电池(5)连接，所述蓄电池(5)与所述电流转换控制模块(6)连接，所述电流转换控制模块(6)分别与所述过压过流保护模块(7)和所述MCU控制模块(9)连接，所述本安电源输出模块(8)和所述过压过流保护模块(7)连接；所述MCU控制模块(9)用于通过所述稳压电路模块(3)和所述过压过流保护模块(7)的电压与电流信号控制对所述电流转换控制模块(6)的切换和对所述过压过流保护模块(7)的开启或关闭。2.根据权利要求1所述的多功能本安型矿用电源，其特征在于：所述交流电源输入模块(1)输入的交流电压为AC127V～AC660V。3.根据权利要求1所述的多功能本安型矿用电源，其特征在于：所述多功能本安型矿用电源输出DC12V和DC24V两类本安电压。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙学波，王元杰，陈法兵，李岩，黄志增，邢麟楠，刘宁，路洋波，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：