專利名稱：礦用本質(zhì)安全型不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉 及電源領(lǐng)域，具體是一種礦用本質(zhì)安全型不間斷電源，尤其適合于 煤礦井下含瓦斯及煤塵較多的易燃易爆環(huán)境中使用。
背景技術(shù)：
危險(xiǎn)環(huán)境中電子、電氣等設(shè)備的大量應(yīng)用，要求直流穩(wěn)壓電源具有較高的輸出功 率。目前國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的本質(zhì)安全型電源輸出功率比較小，難以滿足新型大功率設(shè)備要求，另外 由于市電供電的連續(xù)可靠性并不能得到保證，所以現(xiàn)有系統(tǒng)在市電斷電的情況下就無(wú)法工 作。為了有效的提高生產(chǎn)效率、減少安全事故、降低人員傷亡，一種具有輸入電壓范圍寬、負(fù) 載穩(wěn)定度高、輸出紋波電壓小、對(duì)市電干擾小、瞬態(tài)響應(yīng)速度快、輸出功率較大、市電故障時(shí) 可以工作等特點(diǎn)的電源就顯得特別重要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種集隔爆、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、線 性穩(wěn)定調(diào)壓、不間斷供電功能為一體的高效、較大功率礦用本質(zhì)安全型不間斷電源。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種礦用本質(zhì)安全型不間斷 電源，包括電源電路和充電電路；所述的電源電路主要由三端穩(wěn)壓芯片U1、U2、比較器芯片 U3、U5、輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4和功率開(kāi)關(guān)集成模塊TO組成；交流電經(jīng)整流濾波后分別輸入 三端穩(wěn)壓芯片Ul、U2中，三端穩(wěn)壓芯片Ul輸出的信號(hào)經(jīng)輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4給負(fù)載供電， 輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4輸出端連接比較器芯片TO，比較器芯片TO與功率開(kāi)關(guān)集成模塊TO相 連，功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6連接三端穩(wěn)壓芯片Ul的輸出端，實(shí)現(xiàn)電源輸出端過(guò)壓保護(hù)，輸出 可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4輸出端連接比較器芯片U3，比較器芯片U3與三端穩(wěn)壓芯片Ul相連實(shí)現(xiàn)輸 出端過(guò)壓保護(hù)，三端穩(wěn)壓芯片U2給比較器芯片U3提供工作電壓；所述的充電電路主要由三 端穩(wěn)壓芯片U7、蓄電池U8和比較器芯片U9組成；交流電經(jīng)整流濾波后經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片U7 給蓄電池U8充電，比較器芯片U9實(shí)時(shí)采樣蓄電池U8的電壓值，蓄電池U8給電源電路充電。上述電路安裝在符合煤礦安全規(guī)范要求的具有隔離爆炸功能的殼體中。功能原理交流電經(jīng)整流濾波后分別輸入到三端穩(wěn)壓芯片Ul和U2中，通過(guò)匹配電 阻值，Ul輸出規(guī)定的電壓值，U2輸出采樣電壓及比較器工作電壓；Ul與U4相連，U4具有過(guò) 流保護(hù)功能，為本質(zhì)安全輸出；功率開(kāi)關(guān)芯片U6與比較器U5相連實(shí)現(xiàn)電源輸出端過(guò)壓保 護(hù)；U3與Ul相連實(shí)現(xiàn)輸出端過(guò)壓保護(hù)；U7與蓄電池U8相連，為其充電，U9實(shí)時(shí)采樣電池U8 電壓值，防止蓄電池U8過(guò)放。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是礦用本質(zhì)安全型不間斷電源是集隔爆、線性調(diào)壓、過(guò)流與過(guò) 壓保護(hù)、電池浮充與過(guò)放保護(hù)于一體的設(shè)備，為減少安全事故、降低人員傷亡、提高危險(xiǎn)環(huán) 境下設(shè)備的使用效率和有效性提供必要的保障。對(duì)其他工控系統(tǒng)如電力系統(tǒng)、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān) 控、石油化工系統(tǒng)的不間斷電源具有借鑒意義。
圖1本實(shí)用新型原理框圖；圖2本實(shí)用新型電路原理圖。圖中Ul 三端可調(diào)穩(wěn)壓芯片，主要實(shí)現(xiàn)將通過(guò)整流濾波的直流電壓變?yōu)樾枰闹绷麟妷?，輸入輸出電壓差不?yīng)超過(guò)30V ；U2 三端可調(diào)穩(wěn)壓芯片，主要用于取得比較器輸入端的參考電壓和工作電壓；U3 比較器芯片，主要實(shí)現(xiàn)第一級(jí)過(guò)壓保護(hù)的關(guān)動(dòng)作，采用電壓比較器LM393 ；U4:輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊，通過(guò)電阻的匹配，實(shí)現(xiàn)第二級(jí)過(guò)流保護(hù)和輸出電壓調(diào)節(jié)， 采用可調(diào)正式負(fù)穩(wěn)壓器LM723CN芯片；U5 比較器芯片，主要實(shí)現(xiàn)第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)的關(guān)動(dòng)作，采用電壓比較器LM393 ；U6 功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6采用快速功率芯片TWH8751 ；用于驅(qū)動(dòng)三極管的截止；U7 三端可調(diào)穩(wěn)壓芯片，輸出電壓即蓄電池充電電壓；U8 蓄電池，當(dāng)市電斷電時(shí)，蓄電池為電路繼續(xù)供電；U9 比較器芯片，實(shí)時(shí)采樣電池電壓值，防止電池過(guò)放，采用電壓比較器LM393。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型主要由電源電路和充電電路組成。電源電路主要由三端 穩(wěn)壓芯片Ul、U2、比較器芯片U3、U5、輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4和功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6組成； 交流電經(jīng)整流濾波后分別輸入三端穩(wěn)壓芯片Ul、U2中，三端穩(wěn)壓芯片Ul輸出的信號(hào)經(jīng)輸出 可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4給負(fù)載供電；輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4輸出端連接比較器芯片U5，比較器芯 片U5與功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6相連，功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6連接三端穩(wěn)壓芯片Ul的輸出端， 實(shí)現(xiàn)電源輸出端過(guò)壓保護(hù)；輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4輸出端連接比較器芯片U3，比較器芯片U3 與三端穩(wěn)壓芯片Ul相連實(shí)現(xiàn)輸出端過(guò)壓保護(hù)；三端穩(wěn)壓芯片U2給比較器芯片U3提供工作 電壓。充電電路主要由三端穩(wěn)壓芯片U7、蓄電池U8和比較器芯片U9組成；交流電經(jīng)整流 濾波后經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片U7給蓄電池U8充電，比較器芯片U9實(shí)時(shí)采樣蓄電池U8的電壓值， 蓄電池U8給電源電路充電。如圖2所示，在電源電路中，外部交流電經(jīng)過(guò)整流濾波變直流后，分兩路輸入到三 端可調(diào)穩(wěn)壓芯片Ul、U2中，Ul為主電路電壓調(diào)整芯片，輸出規(guī)定電壓值，U2輸出得到12V， 為后面的比較器芯片提供工作電壓，同時(shí)得到Vref比較電壓。當(dāng)輸出端電壓超過(guò)允許最大 值，穩(wěn)壓管工作導(dǎo)致電阻R21兩端電壓升高，電壓比較器U3輸出端為高電平，晶閘管Q2導(dǎo) 通，晶閘管Ql導(dǎo)通，這樣Ul的輸出端被短路，無(wú)電壓輸出。當(dāng)電源輸出端過(guò)壓時(shí)，電壓比較 器U5的正向輸入端電壓升高，晶閘管Q3導(dǎo)通，TO輸出端電位升高，三極管Q5截至，無(wú)電壓 輸出。第一級(jí)過(guò)流保護(hù)由RIO、Rl 1、R14、Q4、Q5組成，當(dāng)輸入電流超過(guò)允許最大電流，三極 管Q4導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)對(duì)Q5的C-E極電流的分流，達(dá)到限流目的。電壓調(diào)節(jié)第二級(jí)過(guò)流保護(hù)通過(guò) 調(diào)節(jié)LM723實(shí)現(xiàn)，其10，11腳分別與三極管Q6的B，C極相連來(lái)驅(qū)動(dòng)電路，調(diào)節(jié)R17的阻值 可調(diào)整輸出電壓，調(diào)節(jié)R12可調(diào)整輸出電流。在充電電路中，外部交流電經(jīng)過(guò)整流濾波后輸入到三端穩(wěn)壓芯片U7中，U7的輸出 對(duì)蓄電池U8進(jìn)行充電，采用浮充方式。當(dāng)市電斷電后，蓄電池U8為電源電路供電，電壓比較器U9實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓，當(dāng)蓄電池U8電壓下降到限定電壓后，電壓比較器U9輸出低電平，三極管Q9關(guān)斷，防止蓄電池U8過(guò)放。
權(quán)利要求一種礦用本質(zhì)安全型不間斷電源，包括電源電路和充電電路；其特征是所述的電源電路由三端穩(wěn)壓芯片U1、U2、比較器芯片U3、U5、輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4和功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6組成；交流電經(jīng)整流濾波后分別輸入三端穩(wěn)壓芯片U1、U2中，三端穩(wěn)壓芯片U1輸出的信號(hào)經(jīng)輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4給負(fù)載供電，輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4輸出端連接比較器芯片U5，比較器芯片U5與功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6相連，功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6連接三端穩(wěn)壓芯片U1的輸出端，實(shí)現(xiàn)電源輸出端過(guò)壓保護(hù)，輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4輸出端連接比較器芯片U3，比較器芯片U3與三端穩(wěn)壓芯片U1相連實(shí)現(xiàn)輸出端過(guò)壓保護(hù)，三端穩(wěn)壓芯片U2給比較器芯片U3提供工作電壓；所述的充電電路主要由三端穩(wěn)壓芯片U7、蓄電池U8和比較器芯片U9組成；交流電經(jīng)整流濾波后經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片U7給蓄電池U8充電，比較器芯片U9實(shí)時(shí)采樣蓄電池U8的電壓值，蓄電池U8給電源電路充電。上述電路安裝在符合煤礦安全規(guī)范要求的具有隔離爆炸功能的殼體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用本質(zhì)安全型不間斷電源，其特征是所述的輸出可調(diào)穩(wěn) 壓模塊U4采用可調(diào)正式負(fù)穩(wěn)壓器LM723CN芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用本質(zhì)安全型不間斷電源，其特征是功率開(kāi)關(guān)集成模塊 U6采用快速功率芯片TWH8751。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種礦用本質(zhì)安全型不間斷電源，涉及電源領(lǐng)域。主要由電源電路和充電電路組成。電源電路中，交流電經(jīng)過(guò)整流濾波后輸入三端穩(wěn)壓芯片U1和U2，通過(guò)匹配電阻值，U1輸出規(guī)定的電壓值，U2輸出采樣電壓及比較器工作電壓；U1與輸出可調(diào)穩(wěn)壓模塊U4相連；功率開(kāi)關(guān)集成模塊U6與比較器芯片U5相連實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)；比較器芯片U3與U1相連實(shí)現(xiàn)雙重過(guò)壓保護(hù)。充電電路中，三端穩(wěn)壓芯片U7與蓄電池U8相連，比較器芯片U9實(shí)時(shí)采樣電池電壓值，防止蓄電池過(guò)放。本實(shí)用新型的有益效果是它集隔爆、過(guò)流與過(guò)壓保護(hù)、線性穩(wěn)定調(diào)壓、不間斷供電功能為一體的高效、較大功率的礦用本質(zhì)安全型不間斷電源。
文檔編號(hào)H02H3/20GK201570978SQ200920049030
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者馮小龍, 姜曉燕, 張興華, 盛文燕, 錢建生 申請(qǐng)人:徐州中礦大華洋通信設(shè)備有限公司