矿井安全监控用传感器的电源模块的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种矿井安全监控用传感器的电源模块，其为采用环氧树脂整体浇封的模块；包括软启动电路、抗干扰处理电路、第一和第二电源输出电路；软启动电路的电源输入端使用时外接DC9～24.5V电源；抗干扰处理电路的电源输入端与软启动电路的电源输出端电连接；第一电源输出电路的电源输入端和第二电源输出电路的电源输入端均与抗干扰处理电路的电源输出端电连接；抗干扰处理电路的电源输入端即为其电源输出端；第一电源输出电路的电源输出端输出+3V直流电源；第二电源输出电路的电源输出端输出+5.5V直流电源。本发明应用于矿井安全监控用传感器中，能够有效提高传感器抗电磁干扰能力，解决传感器受干扰时易发生重启的问题。
【专利说明】
矿井安全监控用传感器的电源模块
技术领域
[0001]本发明涉及矿井安全监控用的传感器领域，具体涉及一种矿井安全监控用传感器的电源模块。
【背景技术】
[0002]煤矿井下通常设有安全监控系统，安全监控系统的第一环节即为大量的诸如二氧化碳、一氧化碳、甲烷等各种气体传感器、温度、温度传感器、光照传感器等等各种类型的传感器。目前煤矿井下较多的大型电气设备易产生群脉冲，浪涌等干扰;煤矿井下安全监控系统用的传感器通常采用长距离供电，其线路易受耦合、感应等干扰，加之目前煤矿井下安全监控系统用的传感器自身EMC(电磁兼容性)抗干扰性能较差，受干扰严重时会产生自动重启现象，不能稳定工作，从而严重影响煤矿井下安全监控系统整体的抗干扰性能和工作稳定性。目前煤矿井下安全监控系统用的传感器之所以抗干扰能力不强且存在受干扰后自动重启现象，其重要的原因是为满足应用于矿井下使用的安全标准，通过强制性的产品性能试验和防爆试验，传感器的电源模块通常采用软启动模块加DC/DC模块的结构，不具备较好的抗电磁干扰能力，且矿井下传感器必须做成本质安全型产品，因而必须具备一定的过压和过流保护能力，此种设计负面效应是使得传感器受到干扰后易发生重启现象。因而，针对上述问题，研制一种既能够满足煤矿井下应用的强制标准要求，又能够有效提高矿井安全监控用传感器的抗干扰能力、防止传感器重启现象的发生的传感器用电源模块，显得十分必要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:针对现有技术中的问题，提供一种矿井安全监控用传感器的电源模块，通过该电源模块的使用，能够有效提高传感器抗电磁干扰能力，解决传感器受干扰时易发生重启的问题，从而提高矿井安全监控系统整体抗电磁干扰能力和工作稳定性。
[0004]本发明的技术方案是:本发明的矿井安全监控用传感器的电源模块，其结构特点是:其为采用环氧树脂整体浇封的模块;包括软启动电路、抗干扰处理电路、第一电源输出电路和第二电源输出电路；
上述的软启动电路、抗干扰处理电路、第一电源输出电路和第二电源输出电路均设有电源输入端、电源输出端和接地端；
软启动电路的电源输入端使用时外接DC9?24.5V电源;抗干扰处理电路的电源输入端与软启动电路的电源输出端电连接;第一电源输出电路的电源输入端和第二电源输出电路的电源输入端均与抗干扰处理电路的电源输出端电连接;抗干扰处理电路的电源输入端即为其电源输出端;第一电源输出电路的电源输出端输出+3V直流电源;第二电源输出电路的电源输出端输出+5.5V直流电源;各电路的接地端均接地。
[0005]进一步的方案是:上述的软启动电路包括二极管Dl、二极管D2、三极管Tl、三极管T2、三极管T3、型号为LM285的三端稳压器N1、电容C3、电容C9、电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5;
二极管Dl的正极即为软启动电路的电源输入端的正极;二极管D2的正极与二极管Dl的负极串接;二极管D2的负极、电阻Rl的一端、电阻R2的一端以及三极管T2的射极共线；电阻Rl的另一端、三极管T2的基极、电容C3的一端以及三极管Tl的射极共线；三极管T2的集电极、三极管Tl的基极、三极管T3的集电极以及电容C3的另一端共线；电阻R2的另一端、电容C9的一端、电阻R3的一端以及三端稳压器NI的负极共线；电阻R3的另一端接三极管T3的基极;三极管T3的射极、电阻R4的一端以及电阻R5的一端共线；电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、三端稳压器NI的正极以及电容C9的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为软启动电路的接地端;三极管Tl的集电极即为软启动电路的电源输出端。
[0006]进一步的方案是:上述的抗干扰处理电路包括电解电容C5和电容C6;
上述的电解电容C5的正极和电容C6的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为抗干扰处理电路的电源输入端，亦为抗干扰处理电路的电源输出端；电解电容C5的负极与电容C6的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为抗干扰处理电路的接地端。
[0007]进一步的方案是:上述的第一电源输出电路包括型号为MP2456的电源芯片Ul、二极管D3、电感L1、电容C4、电容C7、电容C8、电容C10、电阻R6、电阻R7和电阻R8组成；电源芯片Ul具有I至6号引脚；
电容C4的一端、电阻R6的一端以及电源芯片Ul的5号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路的电源输入端；电阻R6的另一端接电源芯片Ul的4号引脚；电源芯片Ul的I号引脚与电容C7的一端相接；电容C7的另一端、电源芯片Ul的6号引脚、二极管D3的负极以及电感LI的一端共线；电源芯片UI的3号引脚、电容C1的一端、电阻R7的一端以及电阻R8的一端共线；电感LI的另一端、电容C8的一端、电容ClO的另一端以及电阻R8的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路的电源输出端;二极管D3的正极、电容C8的另一端、电阻R7的另一端、电容C4的另一端以及电源芯片Ul的2号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路的接地端。
[0008]进一步的方案是:上述的第二电源输出电路包括型号为MP2456的电源芯片U2、二极管D4、电感L2、电容Cl、电容C2、电容Cll、电容C12、电阻R9、电阻RlO和电阻Rl I组成；电源芯片U2具有I至6号引脚。
[0009]电容Cl的一端、电阻R9的一端以及电源芯片U2的5号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路的电源输入端；电阻R9的另一端接电源芯片U2的4号引脚；电源芯片U2的I号引脚与电容C2的一端相接；电容C2的另一端、电源芯片U2的6号引脚、二极管D4的负极以及电感L2的一端共线；电源芯片U2的3号引脚、电容C12的一端、电阻RlO的一端以及电阻Rl I的一端共线；电感L2的另一端、电容Cl I的一端、电容Cl2的另一端以及电阻Rll的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路的电源输出端;二极管D4的正极、电容Cll的另一端、电阻RlO的另一端、电容Cl的另一端以及电源芯片Ul的2号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路的接地端。
[0010]本发明具有积极的效果:本发明的矿井安全监控用传感器的电源模块，由软启动电路、抗干扰电路和二路电源输出电路组件;其通过在软启动电路后设置由电解电容和电容组成的抗干扰电路，使用时电解电容可滤除大量的高频干扰，同时电解电容作为储能元件，在传感器重启的瞬间通过放电提供电能可有效防止设备重启；从而能够有效提高传感器抗电磁干扰能力，解决传感器受干扰时易发生重启的问题;进而提高了矿井安全监控系统整体抗电磁干扰能力和工作稳定性。同时，本发明的电源模块采用环氧树脂整体浇封形式安装于传感器设备中，能够满足相关的强制安全标准，适于煤矿井下使用。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的原理示意框图；
图2为本发明的电原理图。
[0012]上述附图中的附图标记如下:
软启动电路I，抗干扰处理电路2，第一电源输出电路3，第二电源输出电路4。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0014](实施例1)
见图1和图2，本实施例的矿井安全监控用传感器的电源模块，其为采用环氧树脂整体浇封的电路模块;其主要由软启动电路1、抗干扰处理电路2、第一电源输出电路3和第二电源输出电路4组成。
[0015]软启动电路1、抗干扰处理电路2、第一电源输出电路3和第二电源输出电路4均设有电源输入端、电源输出端和接地端。
[0016]软启动电路I的电源输入端使用时外接DC9?24.5V电源Vin;抗干扰处理电路2的电源输入端与软启动电路I的电源输出端电连接;第一电源输出电路3的电源输入端和第二电源输出电路4的电源输入端均与抗干扰处理电路2的电源输出端电连接;抗干扰处理电路2的电源输入端即为其电源输出端;第一电源输出电路3的电源输出端输出+3V直流电源;第二电源输出电路4的电源输出端输出+5.5V直流电源;各电路的接地端均接地。
[0017]软启动电路I主要由二极管Dl、二极管D2、三极管Tl、三极管T2、三极管T3、型号为LM285的三端稳压器N1、电容C3、电容C9、电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5组成。
[0018]二极管Dl的正极即为软启动电路I的电源输入端的正极；二极管D2的正极与二极管Dl的负极串接；二极管D2的负极、电阻Rl的一端、电阻R2的一端以及三极管T2的射极共线；电阻Rl的另一端、三极管T2的基极、电容C3的一端以及三极管Tl的射极共线;三极管T2的集电极、三极管TI的基极、三极管T3的集电极以及电容C3的另一端共线；电阻R2的另一端、电容C9的一端、电阻R3的一端以及三端稳压器NI的负极共线；电阻R3的另一端接三极管T3的基极;三极管T3的射极、电阻R4的一端以及电阻R5的一端共线；电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、三端稳压器NI的正极以及电容C9的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为软启动电路I的接地端;三极管TI的集电极即为软启动电路I的电源输出端;三端稳压器NI的参考极空置。
[0019]抗干扰处理电路2主要由电解电容C5和电容C6组成。
[0020]电解电容C5的正极和电容C6的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为抗干扰处理电路2的电源输入端，亦为抗干扰处理电路2的电源输出端；电解电容C5的负极与电容C6的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为抗干扰处理电路2的接地端。使用时，电解电容C5以及电容C6可滤除大量的高频干扰，同时电解电容C5作为储能元件，在传感器重启的瞬间通过放电提供电能可有效防止设备重启；从而能够有效提高传感器抗电磁干扰能力，克服传感器受干扰时易发生重启的问题。
[0021 ] 第一电源输出电路3主要由型号为MP2456的电源芯片Ul、二极管D3、电感L1、电容C4、电容C7、电容C8、电容C10、电阻R6、电阻R7和电阻R8组成；电源芯片Ul具有I至6号引脚。
[0022]电容C4的一端、电阻R6的一端以及电源芯片Ul的5号引脚(VIN端)因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路3的电源输入端；电阻R6的另一端接电源芯片Ul的4号引脚(EN端)；电源芯片Ul的I号引脚(BST端)与电容C7的一端相接；电容C7的另一端、电源芯片Ul的6号引脚(SW端)、二极管D3的负极以及电感LI的一端共线；电源芯片Ul的3号引脚(FB端)、电容Cl O的一端、电阻R7的一端以及电阻R8的一端共线；电感LI的另一端、电容CS的一端、电容ClO的另一端以及电阻R8的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路3的电源输出端;该输出端输出+3V直流电源;二极管D3的正极、电容C8的另一端、电阻R7的另一端、电容C4的另一端以及电源芯片Ul的2号引脚(GND端)因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路3的接地端。
[0023]第二电源输出电路4主要由型号为MP2456的电源芯片U2、二极管D4、电感L2、电容Cl、电容C2、电容Cll、电容C12、电阻R9、电阻RlO和电阻RlI组成；电源芯片U2具有I至6号引脚。
[0024]电容Cl的一端、电阻R9的一端以及电源芯片U2的5号引脚(VIN端)因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路4的电源输入端；电阻R9的另一端接电源芯片U2的4号引脚(EN端)；电源芯片U2的I号引脚(BST端)与电容C2的一端相接；电容C2的另一端、电源芯片U2的6号引脚(SW端)、二极管D4的负极以及电感L2的一端共线；电源芯片U2的3号引脚(FB端)、电容C12的一端、电阻RlO的一端以及电阻RlI的一端共线；电感L2的另一端、电容Cll的一端、电容C12的另一端以及电阻Rll的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路4的电源输出端;该输出端输出+5.5V直流电源;二极管D4的正极、电容Cl I的另一端、电阻RlO的另一端、电容Cl的另一端以及电源芯片Ul的2号引脚(GND端)因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路4的接地端。
[0025]以上实施例是对本发明的【具体实施方式】的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
【主权项】
1.一种矿井安全监控用传感器的电源模块，其特征在于:其为采用环氧树脂整体浇封的模块;包括软启动电路、抗干扰处理电路、第一电源输出电路和第二电源输出电路； 所述的软启动电路、抗干扰处理电路、第一电源输出电路和第二电源输出电路均设有电源输入端、电源输出端和接地端； 软启动电路的电源输入端使用时外接DC9?24.5 V电源;抗干扰处理电路的电源输入端与软启动电路的电源输出端电连接;第一电源输出电路的电源输入端和第二电源输出电路的电源输入端均与抗干扰处理电路的电源输出端电连接;抗干扰处理电路的电源输入端即为其电源输出端;第一电源输出电路的电源输出端输出+3V直流电源;第二电源输出电路的电源输出端输出+5.5V直流电源;各电路的接地端均接地。2.根据权利要求1所述的矿井安全监控用传感器的电源模块，其特征在于:所述的软启动电路包括二极管D1、二极管D2、三极管Tl、三极管T2、三极管T3、型号为LM285的三端稳压器N1、电容C3、电容C9、电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5 ； 二极管Dl的正极即为软启动电路的电源输入端的正极;二极管D2的正极与二极管Dl的负极串接;二极管D2的负极、电阻Rl的一端、电阻R2的一端以及三极管T2的射极共线；电阻Rl的另一端、三极管T2的基极、电容C3的一端以及三极管Tl的射极共线；三极管T2的集电极、三极管Tl的基极、三极管T3的集电极以及电容C3的另一端共线；电阻R2的另一端、电容C9的一端、电阻R3的一端以及三端稳压器NI的负极共线；电阻R3的另一端接三极管T3的基极;三极管T3的射极、电阻R4的一端以及电阻R5的一端共线；电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、三端稳压器NI的正极以及电容C9的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为软启动电路的接地端;三极管Tl的集电极即为软启动电路的电源输出端。3.根据权利要求1所述的矿井安全监控用传感器的电源模块，其特征在于:所述的抗干扰处理电路包括电解电容C5和电容C6; 所述的电解电容C5的正极和电容C6的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为抗干扰处理电路的电源输入端，亦为抗干扰处理电路的电源输出端；电解电容C5的负极与电容C6的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为抗干扰处理电路的接地端。4.根据权利要求1所述的矿井安全监控用传感器的电源模块，其特征在于:所述的第一电源输出电路包括型号为MP2456的电源芯片U1、二极管D3、电感L1、电容C4、电容C7、电容C8、电容C10、电阻R6、电阻R7和电阻R8组成；电源芯片Ul具有I至6号引脚； 电容C4的一端、电阻R6的一端以及电源芯片Ul的5号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路的电源输入端；电阻R6的另一端接电源芯片Ul的4号引脚；电源芯片Ul的I号引脚与电容C7的一端相接；电容C7的另一端、电源芯片Ul的6号引脚、二极管D3的负极以及电感LI的一端共线；电源芯片UI的3号引脚、电容C1的一端、电阻R7的一端以及电阻R8的一端共线；电感LI的另一端、电容C8的一端、电容ClO的另一端以及电阻R8的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路的电源输出端;二极管D3的正极、电容C8的另一端、电阻R7的另一端、电容C4的另一端以及电源芯片Ul的2号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第一电源输出电路的接地端。5.根据权利要求1所述的矿井安全监控用传感器的电源模块，其特征在于:所述的第二电源输出电路包括型号为MP2456的电源芯片U2、二极管D4、电感L2、电容Cl、电容C2、电容Cll、电容C12、电阻R9、电阻RlO和电阻Rll组成；电源芯片U2具有I至6号引脚； 电容Cl的一端、电阻R9的一端以及电源芯片U2的5号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路的电源输入端；电阻R9的另一端接电源芯片U2的4号引脚；电源芯片U2的I号引脚与电容C2的一端相接；电容C2的另一端、电源芯片U2的6号引脚、二极管D4的负极以及电感L2的一端共线；电源芯片U2的3号引脚、电容C12的一端、电阻RlO的一端以及电阻RlI的一端共线；电感L2的另一端、电容C11的一端、电容C12的另一端以及电阻Rll的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路的电源输出端;二极管D4的正极、电容Cll的另一端、电阻RlO的另一端、电容Cl的另一端以及电源芯片Ul的2号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为第二电源输出电路的接地端。
【文档编号】H02M1/44GK105896958SQ201610258092
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】汪丛笑, 陆铮, 张兴华, 陈辉, 陈佩佩, 蒋泽, 王鸿建, 陈向飞, 朱晓洁, 邢震, 郝东波, 冯亚飞, 李继云
【申请人】天地（常州）自动化股份有限公司, 中煤科工集团常州研究院有限公司