一种矿用瓦斯管道不间断直流电源制造技术

本发明专利技术公开了一种矿用瓦斯管道不间断直流电源，包括交流输入隔离变换模块、开关电源、蓄电池组、电源主板、限流电阻、过压保护模块和电涌保护板，所述电源主板包括输入过压保护电路、交流与电池切换电路、DC/DC变换电路和电池充放电管理电路，所述电池充放电管理电路包括单片机处理单元、电池电压采集电路、充放电控制电路、电池过放保护电路和电池反充保护电路，所述电池过放保护电路用于在充电电池组电量不足的情况下及时切断电池组供电电路，所述电池反充保护电路用于避免电池电极在接反的情况下对电池充电关断保护。本发明专利技术具有性能可靠、抗干扰能力强的特点，能够满足在长期处于爆炸环境使用的0区范围使用，具有良好的市场推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源装置，具体涉及一种在煤矿瓦斯管道用的本质安全不间断直流电源。
技术介绍
随着国家对煤矿安全生产的高度重视，煤矿井下需要的安全监控设备需求也越来越多，目前安全监控设备大多是安装在巷道、挖掘工作面等人员涉足多的地方，而这些地方的设备按照电气防爆要求只需要ib防爆等级的本安电源。在瓦斯输送管道这种长期处于危险爆炸的环境中，必须选用的本安电源需要更高的ia防爆等级，鉴于这种环境使用的具体情况，另外此类本安电源也必须是不间断对外供电，为此设计一种本安不间断直流电源来解决这一问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种性能可靠、满足ia防爆等级，能够对电源本身提供多种保护的本质安全一种矿用瓦斯管道不间断直流电源。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案:一种矿用瓦斯管道不间断直流电源，包括交流输入隔离变换模块、开关电源、蓄电池组、电源主板、限流电阻、过压保护模块和电涌保护板；其中交流输入隔离变换模块、开关电源、电源主板、限流电阻和过压保护模块依次串联连接，，所述开关电源对蓄电池组充电，所述电源主板对蓄电池组进行管理，所述的交流输入隔离变换模块与电涌保护板连接；所述电源主板包括输入过压保护电路、交流与电池切换电路和用于采集蓄电池组电压、控制蓄电池组充放电的电池充放电管理电路，所述输入过压保护电路的输入端分别与开关 电源的输出端和蓄电池组的输出端连接，输入过压保护电路的输出端分别与交流与电池切换电路的第一输入端和电池充放电管理电路的第一输入端连接，电池充放电管理电路的第二输入端与蓄电池组输出端连接，电池充放电管理电路的输出端与交流与电池切换电路的第二输入端连接，交流与电池切换电路的输出端与输出模块连接；所述电池充放电管理电路包括电池电压采集电路、充电控制电路和单片机处理单元电路，所述电池电压采集单元用于，对电池的绝对电池电压及相对电池电压采集，所述充电控制电路用于，限压恒流充电控制，所述单片机处理单元电路用于，对采集的电池电压做判断处理、交流电与电池切换管理以及电池热启动放电管理；所述电池充放电管理电路还包括杜绝在电池无故情况下电池冷启动耗电的电池热启动放电电路。进一步，所述电池充放电管理电路还包括避免电池电极在接反的情况下对蓄电池组进行充电的电池反充保护电路。进一步，所述电池充放电管理电路还包括当电池电压小于设定值时切断输出的电池过放保护电路。进一步，所述电池热启动放电电路包括第三场效应管Q3、第三三极管S3、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第一二极管D1、第二二极管D2、第一触发器Ul和第一电容Cl，其中第七电阻R7并联在第一场效应管Ql的源极与栅极之间，第一场效应管Ql的漏极接电池过放保护电路的输入端，第三三极管S3的集电极与第一场效应管Ql的栅极连接，第九电阻R9并联在第三三极管S3的基极与发射极之间，第三三极管S3的发射极接地，第三三极管S3的基极通过串联第八电阻R8连接到第一触发器Ul的第5脚，电源端VDD依次串联反向第一二极管Dl和反向第二二极管D2到地，第十一电阻Rll与第二二极管S2并联，第一二极管SI和第二二极管S2的公共端连接第十电阻R10，第十电阻RlO的另一端与输入过压保护电路的输出端连接，第十电阻RlO和第十一电阻Rll的公共端与第一触发器Ul的第2脚连接，第一触发器Ul的第I脚和第3脚分别和单片机处理单元连接，第一触发器Ul的第7、10、11、12、13脚分别接地，第一触发器Ul的第I脚经过第一电容接地。进一步，所述电池反充保护电路包括第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第一瞬态电压抑制二极管TV1、第一三极管S1、第一场效应管Ql和跳线开关，第二电阻R2与蓄电池组连接，第二电阻R2的另一端分别与第一瞬态电压抑制二极管TVl的阴极端、第三电阻R3的一端和第一场效应管Ql的栅极相连，第一瞬态电压抑制二极管TVl的阳极端、第三电阻R3的另一端、第一场效应管Ql的源极、跳线开关的一端和第一三极管SI的发射极均连至地，跳线开关的另一端与第一三极管D3的基极连接，第一场效应管Ql的漏极分别与第一电阻Rl的一端和第一三极管SI的基极相连,第一三极管SI的集电极与充电控制电路的第一输出端连接，第一电阻Rl的另一端与充电控制电路的第二输出端连接。进一步，所述电池过放保护电路包括所述的包括第一稳压管D1A、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二三极管S2和第二场效应管Q2,其中，第一稳压管DlA的阴极端、第二场效应管Q2的源极、第四电阻R4的一端分别与蓄电池组连接，第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端并联后与第一稳压管DlA的阳极端相连,第五电阻R5的另一端与第二三极管S2的基极相连，第六电阻R6的另一端、第二三极管S2的发射极均连至地，第二三极管S2的集电极与第四电阻R4的另一端、第二场效应管Q2的栅极相连，第二场效应管Q2的漏极与交流与电池切换电路的输出端相连。进一步，所述交流输入隔离变换模块采用隔离工频变压器，所述隔离工频变压器的初级端与次级端与电涌保护模块并联。进一步，所述过压保护模块包括串联连接的第一过压保护模块、第二过压保护模块和第三过压保护模块，所述第一过压保护模块的输入端与限流电阻的输出端连接，所述第三过压保护模块的输出端作为整个直流电源的输出端。进一步，所述电源主板还包括DC/DC电路，所述DC/DC电路用于连接交流与电池切换电路和限流模块。进一步，所述蓄电池组为镍氢电池组。有益技术效果: 1、本专利技术提供的电池反充保护电路能够避免电池电极在接反的情况下对蓄电池组进行充电，避免电极接反而引起电池的损坏。2、本专利技术提供的电池过放保护电路能够在电池电量过低的情况下及时切断电池的输出，提高了电池的使用寿命。3、本专利技术提供的电池热启动放电技术杜绝在电池无故情况下电池冷启动耗电，提高电池的用电效率。4、本专利技术具有性能可靠、抗干扰能力强的特点，能够满足在长期处于爆炸环境使用的O区范围使用，具有良好的市场推广价值。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明: 图1为本专利技术所述的一种矿用瓦斯管道不间断直流电源系统框 图2为本专利技术所述的电池热启动放电电路 图3为本专利技术所述的电池反充保护电路 图4为本专利技术所述的电池过放保护电路 图5为本专利技术所述的单片机处理单元电路 图6为本专利技术所述的电池电压采集电路 图7为本专利技术所述的充电控制电路 图8为本专利技术所述的输入过电压保护电路图。具体实施例方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。如图1所示，一种矿用瓦斯管道不间断直流电源，包括交流输入隔离变换模块、开关电源、蓄电池组、电源主板、限流电阻、过压保护模块和电涌保护板；其中交流输入隔离变换模块、开关电源、电源主板、限流电阻和过压保护模块依次串联连接，，所述开关电源对蓄电池组充电，所述电源主板对蓄电池组进行管理，所述的交流输入隔离变换模块与电涌保护板连接；所述电源主板包括输入过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用瓦斯管道不间断直流电源，包括交流输入隔离变换模块、开关电源、蓄电池组、电源主板、限流电阻、过压保护模块和电涌保护板；其中交流输入隔离变换模块、开关电源、电源主板、限流电阻和过压保护模块依次串联连接，所述开关电源对蓄电池组充电，所述电源主板对蓄电池组进行管理，所述的交流输入隔离变换模块与电涌保护板连接；所述电源主板包括输入过压保护电路、交流与电池切换电路和用于采集蓄电池组电压、控制蓄电池组充放电的电池充放电管理电路，所述输入过压保护电路的输入端分别与开关电源的输出端和蓄电池组的输出端连接，输入过压保护电路的输出端分别与交流与电池切换电路的第一输入端和电池充放电管理电路的第一输入端连接，电池充放电管理电路的第二输入端与蓄电池组输出端连接，电池充放电管理电路的输出端与交流与电池切换电路的第二输入端连接，交流与电池切换电路的输出端与输出模块连接；所述电池充放电管理电路包括电池电压采集电路、充电控制电路和单片机处理单元电路,所述电池电压采集单元用于，对电池的绝对电池电压及相对电池电压采集，所述充电控制电路用于，限压恒流充电控制，所述单片机处理单元电路用于，对采集的电池电压做判断处理、交流电与电池切换管理以及电池热启动放电管理；其特征在于：所述电池充放电管理电路还包括杜绝在电池无故情况下电池冷启动耗电的电池热启动放电电路。...

【技术特征摘要】
1.一种矿用瓦斯管道不间断直流电源，包括交流输入隔离变换模块、开关电源、蓄电池组、电源主板、限流电阻、过压保护模块和电涌保护板；其中交流输入隔离变换模块、开关电源、电源主板、限流电阻和过压保护模块依次串联连接，所述开关电源对蓄电池组充电，所述电源主板对蓄电池组进行管理，所述的交流输入隔离变换模块与电涌保护板连接；所述电源主板包括输入过压保护电路、交流与电池切换电路和用于采集蓄电池组电压、控制蓄电池组充放电的电池充放电管理电路，所述输入过压保护电路的输入端分别与开关电源的输出端和蓄电池组的输出端连接，输入过压保护电路的输出端分别与交流与电池切换电路的第一输入端和电池充放电管理电路的第一输入端连接，电池充放电管理电路的第二输入端与蓄电池组输出端连接，电池充放电管理电路的输出端与交流与电池切换电路的第二输入端连接，交流与电池切换电路的输出端与输出模块连接；所述电池充放电管理电路包括电池电压采集电路、充电控制电路和单片机处理单元电路，所述电池电压采集单元用于，对电池的绝对电池电压及相对电池电压采集，所述充电控制电路用于，限压恒流充电控制，所述单片机处理单元电路用于，对采集的电池电压做判断处理、交流电与电池切换管理以及电池热启动放电管理；其特征在于:所述电池充放电管理电路还包括杜绝在电池无故情况下电池冷启动耗电的电池热启动放电电路。2.根据权利要求1所述一种矿用瓦斯管道不间断直流电源，其特征在于:所述电池充放电管理电路还包括避免电池电极在接反的情况下对蓄电池组进行充电的电池反充保护电路。3.根据权利要求1所述一种矿用瓦斯管道不间断直流电源，其特征在于:所述电池充放电管理电路还包括当电池电压小于设定值时切断输出的电池过放保护电路。4.根据权利要求1所述一种矿用瓦斯管道不间断直流电源，其特征在于:所述电池热启动放电电路包括第三场效应管(Q3)、第三三极管(S3)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(RlO)、第十一电阻(R11)、第一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、第一触发器(Ul)和第一电容(C l)，其中第七电阻(R7)并联在第一场效应管(Ql)的源极与栅极之间，第一场效应管(Ql)的漏极接电池过放保护电路的输入端，第三三极管(S3)的集电极与第一场效应管(Ql)的栅极连接，第九电阻(R9)并联在第三三极管(S3)的基极与发射极之间，第三三极管(S3)的发射极接地，第三三极管(S3)的基极通过串联第八电阻(R8)连接到第一触发器(Ul)的第5脚，电源端(VDD)依次串联反向第一二极管(Dl)和反向第二二极管(D2)到地，第十一电阻(Rll)与第二二极管(S2)并联，第一二极管(SI)和第二二极管(S2)的公共端连接第十电阻(RlO)，第十电阻(RlO)的另一端与输入过压保护电路的输出端连接，第十电阻(R...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚晓黎，吴建军，林可，帅超，盛洪，李明春，王立新，饶吉来，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院，
类型：发明
国别省市：