一种矿用双频激电仪双重过压过流保护模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种矿用双频激电仪，尤其是涉及一种矿用双频激电仪双重过压过流保护模块。
【背景技术】
[0002]根据国标GB3836-2010规定所以煤矿井下的有电信号输出的电气设备，对输出信号必须加双重过压过流保护。双频激电仪发出的激励电信号的特点是，一个周期内正负向信号交替且各占半个周期。目前，对这种正负交替信号的过压过流保护主要是加安全栅，但是安全栅的阻抗很大这会对输出信号的电流和电压强度产生很大的负影响。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于，提供一种用于对矿用双频激电仪输出信号的双重双向过压过流保护模块。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种矿用双频激电仪双重过压过流保护模块，由一级过流保护电路、一级过压保护电路、二级过流保护电路和二级过压保护电路依次串联构成，其特征在于所述一级过流保护电路和二级过流保护电路由完全相同的双向过流保护电路构成；一级过压保护电路和二级过压保护电路由完全相同的双向过压保护电路构成。
[0005]所述矿用双频激电仪双重过压过流保护模块，其特征在于所述双向过流保护电路由两个相同的单向过流保护电路经二极管逻辑并联构成；单向过流保护电路由保护电流阈值设定子模块、保护电流采样子模块、保护电流PI控制子模块、保护电流隔离子模块、保护电流泄流开关子模块和保护电流切断开关子模块构成:保护电流阈值设定子模块和保护电路采样子模块依次保护电流连接PI控制子模块的同相输入端和负相输入端，保护电流PI控制子模块的输出端经隔离子模块后同时连接保护电流泄流开关子模块和保护电流切断开关子模块。
[0006]所述矿用双频激电仪双重过压过流保护模块，其特征在于所述双向过压保护电路由两个相同的单向过压保护电路经二极管逻辑并联构成；单向过压保护电路由保护电压阈值调节子模块、保护电压采样子模块、保护电压PI控制子模块、保护电压隔离模块和保护电压开关子模块构成:保护电压阈值设定子模块和保护电压采样子模块依次连接保护电压PI控制子模块的正相和负相输入端，保护电压PI控制子模块的输出端经保护电压隔离子模块连接保护电压开关子模块。
[0007]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下为本实用新型的较佳实施例，并配合附图详细说明如后。
[0008]本实用新型的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型总体框图。
[0010]图2是本实用新型的各单向电路逻辑连接框图。
[0011]图3是本实用新型的单向过流保护电路原理框图。
[0012]图4是本实用新型的单向过流保护电路原理图。
[0013]图5是本实用新型的单向过压保护电路原理框图。
[0014]图6是本实用新型的单向过压保护电路原理图。
[0015]其中，图1包括:1.一级过流保护电流电路，2.—级过压保护电路，3.二级过流保护电路，4.二级过压保护电路；
[0016]图2包括:5.单向过流保护电路一，6.单向过流保护电路二，7.单向过压保护电路一，8.单向过压保护电路二，9.单向过流保护电路三，10.单向过流保护电路四，11.单向过压保护电路三，12.单向过压保护电路四；
[0017]图3包括:13.保护电流采样子模块，14.保护电流切断开关子模块，15.保护电流阈值设定子模块，16.保护电流PI控制子模块，17.保护电流隔离子模块，18保护电流泄流开关子模块；
[0018]图5.包括:19.保护电压切断子模块，20.保护电压采样子模块，21保护电压PI控制子模块，22.保护电压隔离子模块，23.保护电压阈值设定子模块。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。本实施例不得用于解释对本实用新型保护范围的限制。
[0020]如图1所示，本实施实例由一级过流保护电路(I)、一级过压保护电路(2)、二级过流保护电路(3)和二级过压保护电路(4)依次串联构成，其中一级过流保护电路(I)与二级过流保护电路(3)的电路结构相同，一级过压保护电路(2)和二级过压保护电路(4)的电路结构相同。
[0021]图2是本实用新型的各单向电路逻辑连接框图，图中箭头表示该电路模块工作时的电流方向；如图2所示，单向过流保护电路一(5)和单向过流保护电路二(6)经二极管进行逻辑并联后构成了具有双向过流保护功能的一级过流保护电路(I)，单向过压保护电路一 (7)和单向过压保护电路二(8)经二极管进行逻辑并联后构成了具有双向过压保护功能的一级过压保护电路(2)，单向过流保护电路三(9)和单向过流保护电路四(10)经二极管进行逻辑并联后构成了具有双向过流保护功能的二级过流保护电路(3)，单向过压保护电路三(11)和单向过压保护电路四(13)经二极管进行逻辑并联后构成了具有双向过压保护功能的二级过压保护电路(4);当矿用双频激电仪输出正负相交替信号时，单向过流保护电路一(5)和单向过流保护电路二(6)交替工作，单向过流保护电路三(9)和单向过流保护电路四(10)交替工作，分别对正、负向信号进行一、二级过流保护；同样单向过压保护电路一⑵和单向过压保护电路二⑶交替工作，单向过压保护电路三(11)和单向过压保护电路四(13)交替工作，分别对正、负向信号进行一、二级过压保护。
[0022]图2中所有的单向过流保护电路的电路结构完全相同，所有的单向过压保护电路的电路结构完全相同，且其结构框图分别如图3、图5所示。
[0023]图3是本实用新型的单向过流保护电路原理框图，给出了各保护电流子模块的连接关系。图4是与图3对应的电路原理图其中:基准源U22、电阻R70、R72和电位器R76构成了保护电流阈值设定子模块(15)用于调节U21同相输入端的参考电压，采样电阻R65为保护电流采样子模块(13)对矿用双频激电仪输出信号的电流值进行采样，电阻R66、R69、电容C8和高速轨对轨运放U21构成保护电流PI控制子模块(16)，电阻R71、R75和光耦U20、U23构成了保护电流隔离子模块(17)，电阻R67、R73和高速功率开关管QlO构成了保护电流泄流开关子模块(18)，电阻R74、R68和高速功率开关管Q9构成了保护电流切断开关子模块(14);当矿用双频激电仪输出信号的电流采样值低于U21同相输入端的参考值即信号实际电流值低于保护阈值时，U21输出高电平，U20和U23工作，QlO截止，Q9导通信号正常输出；当矿用双频激电仪输出信号的电流采样值高于U21同相输入端的参考值即信号实际电流值高于保护阈值时，U21输出低电平，U20和U23不工作，QlO导通泄流，Q9截止切断信号使其不能输出。
[0024]图5是本实用新型的单向过压保护电路原理框图，给出了各保护电压子模块的连接关系。图6是与图5对应的电路原理图其中:基准源U29、电阻R94、R95和电位器R96构成了保护电压阈值设定子模块(23)用于调节U28同相输入端的参考电压，电阻R88、R87和电位器R90构成保护电压采样子模块(20)对矿用双频激电仪输出信号的电压值进行分压采样，电阻R92、R93、电容ClO和高速轨对轨运放U28构成保护电流PI控制子模块(21)，电阻R97和光耦U27构成了保护电压隔离子模块(22)，电阻R91、R89和高速功率开关管Q12构成了保护电压切断子模块(19);当矿用双频激电仪输出信号的电压采样值低于U28同相输入端的参考值即信号实际电压值低于保护阈值时，U28输出高电平，U27工作，Q12导通信号正常输出；当矿用双频激电仪输出信号的电压采样值高于U28同相输入端的参考值即信号实际电压值高于保护阈值时，U28输出低电平，U27不工作，Q12截止切断信号使其不能输出。
【主权项】
1.一种矿用双频激电仪双重过压过流保护模块，其特征在于所述双重过压过流保护模块由一级过流保护电路、一级过压保护电路、二级过流保护电路和二级过压保护电路依次串联构成:一级过流保护电路和二级过流保护电路由完全相同的双向过流保护电路构成；一级过压保护电路和二级过压保护电路由完全相同的双向过压保护电路构成。2.根据权利要求1所述的矿用双频激电仪双重过压过流保护模块，其特征在于所述双向过流保护电路由两个相同的单向过流保护电路经二极管逻辑并联构成；单向过流保护电路由保护电流阈值设定子模块、保护电流采样子模块、保护电流PI控制子模块、保护电流隔离子模块、保护电流泄流开关子模块和保护电流切断开关子模块构成:保护电流阈值设定子模块和保护电路采样子模块依次保护电流连接PI控制子模块的同相输入端和负相输入端，保护电流PI控制子模块的输出端经隔离子模块后同时连接保护电流泄流开关子模块和保护电流切断开关子模块。3.根据权利要求1所述的矿用双频激电仪双重过压过流保护模块，其特征在于所述双向过压保护电路由两个相同的单向过压保护电路经二极管逻辑并联构成；单向过压保护电路由保护电压阈值调节子模块、保护电压采样子模块、保护电压PI控制子模块、保护电压隔离模块和保护电压开关子模块构成:保护电压阈值设定子模块和保护电压采样子模块依次连接保护电压PI控制子模块的正相和负相输入端，保护电压PI控制子模块的输出端经保护电压隔离子模块连接保护电压开关子模块。
【专利摘要】本实用新型公开一种矿用双频激电仪双重过压过流保护模块，其特征在于，可以为矿用双频激电仪发出的调制方波激励信号提供双重的过压过流保护。所述双重过压过流保护模块由一级过流保护电路、一级过压保护电路、二级过流保护电路和二级过压保护电路构成：所述一级过流保护电路和二级过流保护电路完全相同，都由两个单向过流保护电路经二极管逻辑并联构成；所述一级过压保护电路和二级过压保护电路完全相同，都由两个单向过压保护电路经二极管逻辑并联构成。
【IPC分类】H02H3/20, H02H9/02, H02H3/08
【公开号】CN204668909
【申请号】CN201520433328
【发明人】吴淼, 张金涛, 周游, 吕一鸣, 刘志民, 刘希高
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月23日