智能供电一体化设备的制作方法

本实用新型涉及一种一体化设备，特别是涉及一种智能供电一体化设备。

背景技术：

当前安防监控行业前端业务不断增加，输入电源规格不同，系统供电小问题都需要人员到达设备现场检查和处理，例如前端用电设备死机，需要专门人员到现场断电重启。原有的集中供电设备不能通过监控的手段判断前端供电或硬件故障，造成人员往返现场，维护成本增加，故障持续时间过长而不能迅速恢复。而智能供电一体化设备可以提供电源箱内环境量、电源电压、电源功率等状态的检测和智能供电控制。

现有供电设备存在的几个问题：

一，安全性差，前端业务供电线路杂乱，人员维护过程中易发生漏电触电的安全事故。

二，维护成本高，未有远程电源监控手段，所有故障都需要人员往返现场。

三，故障判断难，人员到现场后先要逐一梳理业务接口，重启电源等操作判断故障，本项目人员远程监控室里通过简单的电源复位，配合智能供电设备检测到的状态就能快速判断故障类型，从而排查故障。

四，稳定性差，现有供电箱经常出现由于温度过高导致设备故障。

五，功能单一，集成度低，需要另配设备。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能供电一体化设备，其能够通过一台设备集中提供多种规格电源输出，避免不同的供电设备杂乱无章的布置，提高供电设备的安全性。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种智能供电一体化设备，其特征在于，其包括功率检测模块、电压转换模块、电源输出控制模块、温度检测模块、开关门检测模块、微控制器、风扇控制模块、LED照明控制模块、蜂鸣器报警模块，功率检测模块通过电压转换模块与电源输出控制模块相连，功率检测模块通过微控制器与电源输出控制模块相连，微控制器位于电压转换模块的上方，温度检测模块、开关门检测模块都与微控制器一侧相连，风扇控制模块、LED照明控制模块、蜂鸣器报警模块都与微控制器另一侧相连；

所述功率检测模块包括第一电阻、功率互感器、第一二极管、第二二极管、第二电阻、第一电容、第三电阻、第五电阻、第二电容、第四电阻、第三电容、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四电容、放大器，功率互感器第一引脚与第一电阻相连，功率互感器第三引脚与第一二极管一端相连，第一二极管另一端与功率互感器第四引脚相连，第一二极管与第二二极管并联，第二二极管一端与第三电阻串联，第二二极管另一端与放大器第五引脚相连，第三电阻与第二电阻并联，第二电阻与第一电容并联，第三电阻与第四电阻并联，第四电阻另一端与放大器第六引脚相连，放大器第七引脚与第四电阻一端相连，第二电容与第四电阻并联，第二电容与第五电阻串联，放大器第八引脚与第三电容相连，第三电容另一端接地，放大器第四引脚接地，放大器与第八电阻相连，第八电阻与第九电阻并联，第九电阻与第四电容并联，第九电阻一端接地，放大器第二引脚与第七电阻一端相连，第七电阻另一端与放大器第一引脚相连，第六电阻与第七电阻并联；

所述电源输出控制模块包括：直流电源输出模块，与交流电源输出模块相连，其包括第十电阻、第十三极管、第十二电阻、第十一三极管、第十一电阻、第十三电阻、场效应管、第十电容、第十保险丝、第十一保险丝、第十一电容，第十电阻与第十三极管基极相连，第十三极管发射极接地，第十三极管集电极与场效应管第二引脚相连，场效应管第一引脚与场效应管第三引脚相连，场效应管第一引脚与第十一电阻相连，第十一电阻与场效应管第二引脚相连，场效应管第四引脚与第十一三极管集电极相连，第十一三极管集电极与第十三电阻相连，第十一三极管基极与第十二电阻相连，第十一三极管发射极接地，场效应管第八引脚与第十保险丝相连，场效应管第七引脚与场效应管第八引脚相连，场效应管第七引脚与第十电容一端相连，第十电容另一端接地，场效应管第六引脚与场效应管第五引脚相连，场效应管第五引脚与第十一保险丝相连，场效应管第六引脚与第十一电容一端相连，第十一电容另一端接地；交流电源输出模块，其包括第二十二极管、第二十电阻、第二十一电阻、第二十三极管、单刀双掷继电器，第二十二极管与第二十三极管基极相连，第二十三极管发射极接地，第二十三极管集电极与单刀双掷继电器相连，第二十二极管与第二十一电阻并联，第二十一电阻与第二十三极管串联，第二十三极管与第二十三极管发射相连；

所述温度检测模块包括温度检测芯片、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻，温度检测芯片第三引脚与第三十电阻相连，第三十电阻与第三十一电阻并联，第三十一电阻与温度检测芯片第一引脚相连，温度检测芯片第二引脚接地，温度检测芯片第四引脚与第三十二电阻一端相连，第三十二电阻另一端与温度检测芯片第五引脚相连；

所述开关门检测模块包括第四十三极管、第四十电容、第四十一电阻、第四十电阻、第四十二电阻，第四十三极管基极与第四十电阻相连，第四十电阻与第四十一电阻并联，第四十一电阻与第四十电容并联，第四十电容一端接地，第四十三极管发射极接地，第四十三极管集电极与第四十二电阻相连；

所述风扇控制模块包括第五十电阻、第五十三极管、第五十散热风扇、第五十一电阻、第五十一三极管、第五十一散热风扇，第五十电阻与第五十三极管基极相连，第五十三极管发射接地，第五十三极管集电极与第五十散热风扇第二引脚相连，第五十散热风扇第一引脚与第五十一散热风扇第一引脚相连，第五十一散热风扇第二引脚与第五十一三极管集电极，第五十一三极管发射极接地，第五十一三极管基极与第五十一电阻相连；

所述LED照明控制模块包括第六十电阻、第六十三极管、控制箱，第六十电阻与第六十三极管基极相连，第六十三极管发射极接地，第六十三极管集电极与控制箱第二引脚相连；

所述蜂鸣器报警模块包括第七十电阻、第七十三极管、第七十二极管、驱动蜂鸣器，第七十电阻一端与第七十三极管基极相连，第七十三极管发射与第七十电阻另一端相连，第七十三极管集电极与驱动蜂鸣器相连，驱动蜂鸣器与第七十二极管并联，第七十二极管一端接地，驱动蜂鸣器一端接地。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型能够通过一台设备集中提供多种规格电源输出，避免不同的供电设备杂乱无章的布置，提高供电设备的安全性；远程查看电源供电和环境状态，便于及时发现和处理故障；远程控制电源供电通断，便于前端设备维护。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型功率检测模块的电路图。

图3为本实用新型直流电源输出模块的电路图。

图4为本实用新型交流电源输出模块的电路图。

图5为本实用新型温度检测模块的电路图。

图6为本实用新型开关门检测模块的电路图。

图7为本实用新型风扇控制模块的电路图。

图8为本实用新型LED照明控制模块的电路图。

图9为本实用新型蜂鸣器报警模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型智能供电一体化设备包括功率检测模块、电压转换模块、电源输出控制模块、温度检测模块、开关门检测模块、微控制器、风扇控制模块、LED照明控制模块、蜂鸣器报警模块，功率检测模块通过电压转换模块与电源输出控制模块相连，功率检测模块通过微控制器与电源输出控制模块相连，微控制器位于电压转换模块的上方，温度检测模块、开关门检测模块都与微控制器一侧相连，风扇控制模块、LED照明控制模块、蜂鸣器报警模块都与微控制器另一侧相连。

如图2所示，所述功率检测模块包括第一电阻R1、功率互感器A1、第一二极管D1、第二二极管D2、第二电阻R2、第一电容C1、第三电阻R3、第五电阻R5、第二电容C2、第四电阻R4、第三电容C3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第四电容C4、放大器A2，功率互感器A1第一引脚与第一电阻R1相连，功率互感器A1第三引脚与第一二极管D1一端相连，第一二极管D1另一端与功率互感器A1第四引脚相连，第一二极管D1与第二二极管D2并联，第二二极管D2一端与第三电阻R3串联，第二二极管D2另一端与放大器A2第五引脚相连，第三电阻R3与第二电阻R2并联，第二电阻R2与第一电容C1并联，第三电阻R3与第四电阻R4并联，第四电阻R4另一端与放大器A2第六引脚相连，放大器A2第七引脚与第四电阻R4一端相连，第二电容C2与第四电阻R4并联，第二电容C2与第五电阻R5串联，放大器A2第八引脚与第三电容C3相连，第三电容C3另一端接地，放大器A2第四引脚接地，放大器A2与第八电阻R8相连，第八电阻R8与第九电阻R9并联，第九电阻R9与第四电容C4并联，第九电阻R9一端接地，放大器A2第二引脚与第七电阻R7一端相连，第七电阻R7另一端与放大器A2第一引脚相连，第六电阻R6与第七电阻R7并联，这样能实现数字化检测负载功率。

电压转换模块用于转换电压，可以使用通用开关电源组件，把交流220V电压转换为直流12V、直流24V、直流48V电压；通过变压器把交流220V电压转为交流24V电压；通过直接连线实现交流环通输出。交流转12VDC/24VDC/48VDC可以采用多输出单个开关电源转换器，也可以采用单输出的多个开关电源转换器实现。前者适合负载功率不大的情况采用，后者适合负载功率较大或每种电压的负载功率差别较大的情况。前者可以采用的模块，如台湾明纬公司的Q-200D开关电源转换器；后者如台湾明纬公司的SP-300-12，SP-300-24，SP-300-48等开关电源。交流220VAC转24VAC通过变压器直接变压实现，变压器可以根据功率大小选择不同型号，例如圣元电器公司的EEIO-DY500-220V转24V变压器。220VAC环通输出，直接连线输出即可。

如图3至图4所示，所述电源输出控制模块包括：直流电源输出模块，与交流电源输出模块相连，其包括第十电阻R10、第十三极管Q10、第十二电阻R12、第十一三极管Q11、第十一电阻R11、第十三电阻R13、场效应管A10、第十电容C10、第十保险丝A11、第十一保险丝A12、第十一电容C11，第十电阻R10与第十三极管Q10基极相连，第十三极管Q10发射极接地，第十三极管Q10集电极与场效应管A10第二引脚相连，场效应管A10第一引脚与场效应管A10第三引脚相连，场效应管A10第一引脚与第十一电阻R11相连，第十一电阻R11与场效应管A10第二引脚相连，场效应管A10第四引脚与第十一三极管Q11集电极相连，第十一三极管Q11集电极与第十三电阻R13相连，第十一三极管Q11基极与第十二电阻R12相连，第十一三极管Q11发射极接地，场效应管A10第八引脚与第十保险丝A11相连，场效应管A10第七引脚与场效应管A10第八引脚相连，场效应管A10第七引脚与第十电容C10一端相连，第十电容C10另一端接地，场效应管A10第六引脚与场效应管A10第五引脚相连，场效应管A10第五引脚与第十一保险丝A12相连，场效应管A10第六引脚与第十一电容C11一端相连，第十一电容C11另一端接地；

交流电源输出模块，其包括第二十二极管D20、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十三极管Q20、单刀双掷继电器A20，第二十二极管D20与第二十三极管Q20基极相连，第二十三极管Q20发射极接地，第二十三极管Q20集电极与单刀双掷继电器A20相连，第二十二极管D20与第二十一电阻R21并联，第二十一电阻R21与第二十三极管Q20串联，第二十三极管Q20与第二十三极管Q20发射相连，这样方便操作。

如图5所示，所述温度检测模块包括温度检测芯片A30、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32，温度检测芯片A30第三引脚与第三十电阻R30相连，第三十电阻R30与第三十一电阻R31并联，第三十一电阻R31与温度检测芯片A30第一引脚相连，温度检测芯片A30第二引脚接地，温度检测芯片A30第四引脚与第三十二电阻R32一端相连，第三十二电阻R32另一端与温度检测芯片A30第五引脚相连，这样用于保证信号空闲时的电平稳定。

如图6所示，所述开关门检测模块包括第四十三极管Q40、第四十电容C40、第四十一电阻R41、第四十电阻R40、第四十二电阻R42，第四十三极管Q40基极与第四十电阻R40相连，第四十电阻R40与第四十一电阻R41并联，第四十一电阻R41与第四十电容C40并联，第四十电容C40一端接地，第四十三极管Q40发射极接地，第四十三极管Q40集电极与第四十二电阻R42相连，这样方便操作。

如图7所示，所述风扇控制模块包括第五十电阻R50、第五十三极管Q50、第五十散热风扇A50、第五十一电阻R51、第五十一三极管Q51、第五十一散热风扇A51，第五十电阻R50与第五十三极管Q50基极相连，第五十三极管Q50发射接地，第五十三极管Q50集电极与第五十散热风扇A50第二引脚相连，第五十散热风扇A50第一引脚与第五十一散热风扇A51第一引脚相连，第五十一散热风扇A51第二引脚与第五十一三极管Q51集电极，第五十一三极管Q51发射极接地，第五十一三极管Q51基极与第五十一电阻R51相连，这样方便控制。

如图8所示，所述LED照明控制模块包括第六十电阻R60、第六十三极管Q60、控制箱A60，第六十电阻R60与第六十三极管Q60基极相连，第六十三极管Q60发射极接地，第六十三极管Q60集电极与控制箱A60第二引脚相连，这样方便操作。

如图9所示，所述蜂鸣器报警模块包括第七十电阻R70、第七十三极管Q70、第七十二极管D70、驱动蜂鸣器A70，第七十电阻R70一端与第七十三极管Q70基极相连，第七十三极管Q70发射与第七十电阻R70另一端相连，第七十三极管Q70集电极与驱动蜂鸣器A70相连，驱动蜂鸣器A70与第七十二极管D70并联，第七十二极管D70一端接地，驱动蜂鸣器A70一端接地，这样能提高灵敏性。

本实用新型的工作原理如下：微处理器的型号可以为AT89C52，即一种8051型单片机。功率检测模块使用功率互感器和放大器把220V直流的负载功率转换为微控制器可以检测的模拟量，通过微控制器内置的模数转换功能，实现数字化检测负载功率，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻都用于限流，第一二极管、第二二极管都用于稳定电压，第一电容第二电容、第三电容、第四电容都用于存储电压；输入的交流电压串联第一电阻后，输入功率互感器件，功率互感器在第三引脚和第四引脚分别输出感应信号，第二二极管和第一二极管作为电压过载保护器件使用，输出感应信号通过第二电阻、第一电容、第三电阻接入放大器的第五引脚和第六引脚，放大器放大输出的信号通过第七引脚输出，放大增益有第四电阻和第二电容控制，放大器第七引脚的输出经过保护第五电阻后送给单片机用于检测电压输入功率，+5V电压通过第八电阻、第九电阻分压，给放大器第三引脚作为参考电压，再经过第六电阻后接单片机，检测V+的电压值。电源输出控制模块分为直流电源输出模块和交流电源输出模块，直流电源输出模块可以用于+12V(伏)、+24V、+48V电源的输出控制，单片机输出使能控制信号分别通过串联电阻第十电阻和第十二电阻，经过第十三极管和第十一三极管放大，接到场效应管的第二引脚与第四引脚，要控制的电源如+12V，则接场效应管的第一引脚和场效应管的第三引脚，输出场效应管的第八引脚、场效应管的第七引脚、场效应管的第六引脚、场效应管的第五引脚经过自恢复第十保险丝、第十一保险丝后输出给外部用电设备；交流电源输出模块采用单刀双掷继电器实现，单片机输出的控制信号经过第二十三极管放大后接单刀双掷继电器的控制引脚，单刀双掷继电器断开或闭合，从而切断或接通对外供电；温度检测模块使用温度检测芯片(型号DS1775)，检测电源箱内环境温度，送给微控制器，温度检测芯片与微控制器的通信接口为I2C接口，温度检测芯片的I²C(Inter－Integrated Circuit，两线式串行总线)接口(第一引脚为SCL(高电平时)，第五引脚为SDA(高电平向低电平跳变)接到单片机上，由单片机读取数字温度值，温度检测芯片的第三引脚为温度过高报警信号，接到单片机上用来检测温度告警，第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻为上拉电阻，保证信号空闲时的电平稳定；开关门检测模块安装于门内测的一种小型微动机械开关，检测到的开关门信号，送给第四十三极管，经过放大后送给单片机，由单片机进行检测，并自动进行相应的告警和开关LED照明灯的操作，第四十电容、第四十一电阻、第四十电阻组成一个分压网络，给第四十三极管提供合适的静态工作点，第四十二电阻为集电极串联电阻，这样用于检测电源箱门的打开或关闭状态，送给微控制器；微控制器负责信号的检测、控制、与中心端的通信；风扇控制模块由单片机输出脉冲信号，经过串联第五十电阻、第五十三极管后用第五十三极管、第五十一三极管放大后，控制第五十散热风扇和第五十一散热风扇；LED照明控制模块由单片机输出控制信号，经过第六十电阻后的第六十三极管放大后，控制控制箱内LED(Light Emitting Diode，发光二极管)照明的开启和关闭，当电源箱门开时，照明开启；当电源箱门关闭时，照明关闭；蜂鸣器报警模块由单片机输出控制信号，经过第七十三极管放大后，驱动蜂鸣器工作，当电源箱门被非法打开或出现其它严重异常时，启动蜂鸣器发出报警声，且第七十二极管为开关瞬间的感应电流提供通路，以免损坏三极管。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。