矿用自恢复保护电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用自恢复保护电源装置，它包括防爆箱体，所述防爆箱体的箱壁（9）上设有防爆电缆接头（8），所述防爆箱体内设有控制线路板，所述控制线路板上包括过流电路（1）以及与电源（VCC）端连接的欠压采样电路（5），所述欠压采样电路（5）包括与电源（VCC）端连接的电阻（R4），电阻（R4）另一端与备用电源自动切换电路(A1)端以及电阻（R5）一端连接，所述过压电路（4）与指示电路（3）连接，所述稳压电路（2）与负载端连接，本实用新型设计合理，成本低，实现在供电电源发生过流、过压和掉电欠压时，及时进行电气隔离，通过电路各部分协同工作，实现不间断电源供给。
【专利说明】矿用自恢复保护电源装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种矿用自恢复保护电源装置。
【背景技术】
[0002]在国民经济生产中，许多场所对电力供给都有较高的要求，尤其在煤矿井下，如监测传感器、风机等在供电电网停电后仍要不间断工作，因此，必须设有备用电源，以便在电网停电时由备用电源向负载供电；此外，矿井井下工作环境特殊，加之井下易存在可燃性、爆炸性气体，特别容易发生事故，因此供电电源应具备防爆能力，以免由于电气线路短路或接头接触不良导致发热甚至打火引燃井下可燃气体或粉尘，造成事故。
[0003]现有的备用电源设备，多具备单一保护功能，安装维护成本较高，无法及时做到当电网供电电源发生过流、过压或掉电欠压时，及时投入备用电源实现不间断电力供应，当电网电源恢复正常后，不能自动退出备用电源，恢复到发生电源故障之前状况，实现自恢复功倉泛。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是如何实现在矿山开采中，电源发生过压、过流、欠压故障时，及时保护，故障消失后实现自恢复的技术问题。因此提供一种矿用自恢复保护电源装置。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案:
[0006]一种矿用自恢复保护电源装置，它包括防爆箱体，所述防爆箱体的箱壁上设有防爆电缆接头，所述防爆箱体内设有控制线路板，所述控制线路板上包括过流电路以及与电源VCC端连接的欠压采样电路，所述欠压采样电路包括与电源VCC端连接的电阻R4，电阻R4另一端与备用电源自动切换电路Al端以及电阻R5 —端连接，所述过流电路分别与稳压电路、过压电路连接，所述过压电路与指示电路连接，所述稳压电路与负载端连接，所述过压电路包括与电源VCC端连接的电阻R94，所述电阻R94另一端分别与二极管D28阳极和PNP三极管Q37基极连接，二极管D28阴极与电阻R95 —端连接，PNP三极管Q37集电极与二极管D27阳极和电阻R92 —端连接，PNP三极管Q37发射极与电阻R96、电阻R97连接，电阻R96另一端与电源VCC端连接，所述二极管D27阴极通过电阻R98与NPN三极管Q38基极连接，所述电阻R92另一端与电阻R93、电容C27、NPN三极管Q36基极连接，所述电阻R93、电容C27另一端以及NPN三极管Q36发射极、NPN三极管Q35发射极连接，所述三极管Q35基极与电阻R91 —端连接，电阻R91另一端与电阻R90 —端以及NPN三极管Q36集电极连接，电阻R90另一端与电源VCC端连接，NPN三极管Q35集电极与电阻R89 —端连接，电阻R89另一端与PNP三级管Q34基极连接，所述NPN三极管Q38集电极通过电阻R99与指示电路中的电阻RlOO和PNP三极管Q39基极连接，电阻RlOO另一端与PNP三极管Q39集电极和电阻RlOl —端连接，电阻RlOl另一端与发光二极管L7阳极连接，PNP三极管Q39发射极与电源VCC端和电阻R102 —端连接，电阻R102另一端与发光二极管L8阳极连接，所述发光二极管L7阴极、发光二极管L8阴极、电阻R5另一端、电阻R95另一端、电阻R97另一端、NPN三极管Q36发射极、NPN三极管Q38发射极均与电源地连接。
[0007]所述稳压电路与所述负载端之间还设有接线端子电路，所述接线端子电路包括压线螺栓螺母，还包括在压线螺栓螺母外的真空玻壳，所述真空玻壳内填充有酚醛树脂或玻璃纤维。
[0008]所述备用电源自动切换电路，包括交直流变换电源，交直流变换电源直流输出正端与二极管D3阳极连接，直流输入负端与发光二极管L2阴极端连接，发光二极管L2阳极端与电阻Rl —端连接，电阻Rl另一端与二极管D3阴极、二极管D4阴极、电阻R8 —端、双向稳压管D5 —端连接，双向稳压管D5另一端与电路中电源VCC端连接，电阻R8另一端与继电器Kl的线圈和二极管D7阴极连接，继电器Kl的线圈另一端和二极管D7阳极与PNP三极管Ql发射极连接，PNP三极管Ql基极通过电阻R7与运放U6输出端连接，运放U6的正输入端与稳压管D6阴极以及通过电阻R6与电源VCC端连接，运放U6的负输入端与欠压采样电路中的电阻R4另一端连接，所述二极管D4阳极通过继电器Kl的常开触点与电压传感器YC的正输入端和电流传感器LC的负输入端连接，电流传感器的正输入端与蓄电池组BTl的正端和二极管D31阴极连接，蓄电池组BTl和蓄电池组BT2串联，二极管D31阳极与蓄电池组BT2正极连接，二极管D31与二极管D32串联，二极管D32阳极与蓄电池组BT2负极连接，所述蓄电池组BT2负极与稳压管D6阳极端、交直流变换电源直流输出负端、电压传感器YC的负输入端、PNP三极管Ql集电极共地。
[0009]所述过流电路包括与电源VCC连接的电阻R87，还包括与电阻R87并联的电阻R88，电阻R87另一端与PNP三极管Q34发射极连接，二极管D25阳极与电源VCC端连接，二极管D25通过与二极管D26串联与PNP三级管Q34基极连接，所述PNP三极管Q34集电极与稳压电路连接，所述稳压电路中包括稳压管D30，所述稳压管D30阳极与PNP三极管Q34集电极连接，阴极与电源地连接，稳压管D29与稳压管D30并联，所述稳压电路与负载端连接。
[0010]在通过电网电源供电时，本实用新型对电压、负载电流进行监测，当电路中电流突变，导致串联在回路中的采样电阻上的压降增加，对应的负载回路功率管维持控制端正常工作的电压偏低，负载回路功率管因此关断，从而对后面的负载电路进行保护，当回路电流恢复正常后，负载回路功率管工作电压也同样恢复正常，负载电路自动恢复正常，同理，电压采样电路利用电压采样电阻对工作回路的电压进行采样，通过三极管电压比较器，决定该三极管是否开断，进而将决定负载回路中功率管的开关基极工作电压高低，当过压发生时，负载回路中功率管关断，从而对后面的负载电路进行保护。当供电电源发生掉电欠压时，对应的电压采样电阻的电压消失，导致与之连接的运算比较器的输入端电压发生偏置翻转，输出端驱动继电器线圈，闭合常开触点，将备用蓄电池组及时投入，当电网电源恢复正常后，比较器的输入端电压发生翻转，输出端驱动继电器线圈，常开触点断开，备用蓄电池组被切除，实现不间断电源供给。
[0011]本实用新型有益效果
[0012]设计合理，成本低，实现在供电电源发生过流、过压和掉电欠压时，及时进行电气隔离，防止对电气设备造成损害，同时，通过电路各部分协同工作，实现不间断电源供给。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型过流过压欠压采集控制电路部分电气原理图，
[0014]图2是本实用新型备用电源自动切换电路电气原理图；
[0015]图3是本实用新型接线端子电路局部放大示意图；
[0016]其中1.过流电路，2.稳压电路，3.指示电路，4.过压电路，5.欠压采样电路，6.接线端子电路，7.压线螺栓螺母组件，8.防爆电缆接头，9.箱壁，10.真空玻壳，11.玻璃纤维，12.负载电缆，YC.电压传感器，LC.电流传感器。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]在图1、图2中，本实用新型的一个实施例提供了一种矿用自恢复保护电源装置，包括防爆箱体，所述防爆箱体的箱壁9上设有防爆电缆接头8，在防爆箱体内设有控制线路板，所述控制线路板上包括过流电路I以及与电源VCC端连接的欠压采样电路5，所述欠压采样电路5包括与电源VCC端连接的电阻R4，电阻R4另一端与备用电源自动切换电路Al端以及电阻R5 —端连接，这里Al端是指运放U6的负输入端，所述过流电路I分别与稳压电路2、过压电路4连接，所述过压电路4与指示电路3连接，所述稳压电路2与负载端连接，所述过压电路4包括与电源VCC端连接的电阻R94，所述电阻R94另一端分别与二极管D28阳极和PNP三极管Q37基极连接，二极管D28阴极与电阻R95 —端连接，PNP三极管Q37集电极与二极管D27阳极和电阻R92 —端连接，PNP三极管Q37发射极与电阻R96、电阻R97连接，电阻R96另一端与电源VCC端连接，所述二极管D27阴极通过电阻R98与NPN三极管Q38基极连接，所述电阻R92另一端与电阻R93、电容C27、NPN三极管Q36基极连接，所述电阻R93、电容C27另一端以及NPN三极管Q36发射极、NPN三极管Q35发射极连接，所述三极管Q35基极与电阻R91 —端连接，电阻R91另一端与电阻R90 —端以及NPN三极管Q36集电极连接，电阻R90另一端与电源VCC端连接，NPN三极管Q35集电极与电阻R89 —端连接，电阻R89另一端与PNP三级管Q34基极连接，所述NPN三极管Q38集电极通过电阻R99与指示电路3中的电阻RlOO和PNP三极管Q39基极连接，电阻RlOO另一端与PNP三极管Q39集电极和电阻RlOl —端连接，电阻RlOl另一端与发光二极管L7阳极连接，PNP三极管Q39发射极与电源VCC端和电阻R102 —端连接，电阻R102另一端与发光二极管L8阳极连接，所述发光二极管L7阴极、发光二极管L8阴极、电阻R5另一端、电阻R95另一端、电阻R97另一端、NPN三极管Q36发射极、NPN三极管Q38发射极均与电源地连接。发光二极管L7为备用电源投入状态指示灯，发光二极管L8为工作电源指示灯、
[0019]在图2中，实施例中的备用电源自动切换电路得以展示，它包括交直流变换电源，交直流变换电源交流侧250伏输入，直流输出正端与二极管D3阳极连接，直流输入负端与发光二极管L2阴极端连接，发光二极管L2阳极端与电阻Rl —端连接，电阻Rl另一端与二极管D3阴极、二极管D4阴极、电阻R8 —端、双向稳压管D5 —端连接，双向稳压管D5另一端与电路中电源VCC端连接，电阻R8另一端与继电器Kl的线圈和二极管D7阴极连接，继电器Kl的线圈另一端和二极管D7阳极与PNP三极管Ql发射极连接，PNP三极管Ql基极通过电阻R7与运放U6输出端连接，所述运放U6工作电源端与电源VCC端连接，公共接地端与电源地连接，运放U6的正输入端与稳压管D6阴极以及通过电阻R6与电源VCC端连接，运放U6的负输入端与欠压采样电路5中的电阻R4另一端连接，所述二极管D4阳极通过继电器Kl的常开触点与电压传感器YC的正输入端和电流传感器LC的负输入端连接，电流传感器的正输入端与蓄电池组BTl的正端和二极管D31阴极连接，蓄电池组BTl和蓄电池组BT2串联，二极管D31阳极与蓄电池组BT2正极连接，二极管D31与二极管D32串联，二极管D32阳极与蓄电池组BT2负极连接，所述蓄电池组BT2负极与稳压管D6阳极端、交直流变换电源直流输出负端、电压传感器YC的负输入端、PNP三极管Ql集电极共地。电流传感器LC、电压传感器YC对蓄电池组回路的电压和电流进行采样，为技术人员提供电路技术数据。
[0020]另外，图3中所示了稳压电路2与负载端之间还设有接线端子电路6的局部放大图，所述接线端子电路6包括压线螺栓螺母7，还包括在压线螺栓螺母7外的真空玻壳10，真空玻壳10内填充有玻璃纤维11，接线端子电路6通过与负载电缆12与负载连接。
[0021]过流电路I包括与电源VCC连接的电阻R87，还包括与电阻R87并联的电阻R88，电阻R87另一端与PNP三极管Q34发射极连接，二极管D25阳极与电源VCC端连接，二极管D25通过与二极管D26串联与PNP三级管Q34基极连接，所述PNP三极管Q34集电极与稳压电路2连接，所述稳压电路2中包括稳压管D30，所述稳压管D30阳极与PNP三极管Q34集电极连接，阴极与电源地连接，稳压管D29与稳压管D30并联，所述稳压电路2与负载端连接。
[0022]本实施例中，人们对矿用电源可靠性的要求越来越高。矿井下往往会存在如天然气、瓦斯等可燃性、爆炸性气体，在这种易燃、易爆的工作环境中，还拥有无数的电气设备，除采用物理方法将电气设备安装在防爆盒中，本实用新型还充分考虑到对电压和电流参数监测情况，将各个监测参数集中整合在一个装置中，减少布线和装置的维护成本，在个别方面采取高可靠性设计，如接线端子上设置真空玻壳，将电缆的连接接头与外界隔离，在防爆箱体锈蚀或遭受冲击等不利于密封时，增设一道防线，严格防止因电气接头发热甚至打火等电气接触不良造成引燃井下可燃气体或粉尘的事故，同时，电源保护的完善，有效避免设备和人员的损坏和伤亡。并维持了如通风，通讯、气体采样等电气设备不间断的工作状态，切实保证人身安全。
[0023]显而易见的是，上述【具体实施方式】的描述，并非是对本实用新型的构思和范围进行的限定，在不脱离本实用新型技术方案前提下，本领域普通技术人员对技术方案所做出的任何变形和改进仍属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种矿用自恢复保护电源装置，它包括防爆箱体，所述防爆箱体的箱壁(9)上设有防爆电缆接头(8)，所述防爆箱体内设有控制线路板，所述控制线路板上包括过流电路(I)以及与电源(VCC)端连接的欠压采样电路(5)，所述欠压采样电路(5)包括与电源(VCC)端连接的电阻(R4)，电阻(R4)另一端与备用电源自动切换电路(Al)端以及电阻(R5)—端连接，所述过流电路(I)分别与稳压电路(2)、过压电路(4)连接，所述过压电路(4)与指示电路(3)连接，所述稳压电路(2)与负载端连接，其特征是，所述过压电路(4)包括与电源(VCC)端连接的电阻(R94)，所述电阻(R94)另一端分别与二极管(D28)阳极和PNP三极管(Q37)基极连接，二极管(D28)阴极与电阻(R95) —端连接，PNP三极管(Q37)集电极与二极管(D27)阳极和电阻(R92) 一端连接，PNP三极管(Q37)发射极与电阻(R96)、电阻(R97)连接，电阻(R96 )另一端与电源(VCC)端连接，所述二极管(D27 )阴极通过电阻(R98 )与NPN三极管(Q38 )基极连接，所述电阻(R92 )另一端与电阻(R93 )、电容(C27 )、NPN三极管(Q36 )基极连接，所述电阻(R93)、电容(C27)另一端以及NPN三极管(Q36)发射极、NPN三极管(Q35)发射极连接，所述三极管(Q35)基极与电阻(R91) —端连接，电阻(R91)另一端与电阻(R90) —端以及NPN三极管(Q36)集电极连接，电阻(R90)另一端与电源(VCC)端连接，NPN三极管(Q35)集电极与电阻(R89) —端连接，电阻(R89)另一端与PNP三级管(Q34)基极连接，所述NPN三极管(Q38)集电极通过电阻(R99)与指示电路(3)中的电阻(RlOO)和PNP三极管(Q39)基极连接，电阻(R100)另一端与PNP三极管(Q39)集电极和电阻(RlOl)一端连接，电阻(RlOl)另一端与发光二极管(L7)阳极连接，PNP三极管(Q39)发射极与电源(VCC)端和电阻(R102) —端连接，电阻(R102)另一端与发光二极管(L8)阳极连接，所述发光二极管(L7)阴极、发光二极管(L8)阴极、电阻(R5)另一端、电阻(R95)另一端、电阻(R97)另一端、NPN三极管(Q36)发射极、NPN三极管(Q38)发射极均与电源地连接。
2.如权利要求1所述的矿用自恢复保护电源装置，其特征是，所述稳压电路(2)与所述负载端之间还设有接线端子电路(6)，所述接线端子电路(6)包括压线螺栓螺母(7)，还包括在压线螺栓螺母(7)外的真空玻壳(10)，所述真空玻壳(10)内填充有酚醛树脂或玻璃纤维(11)，所述接线端子电路(6)通过负载电缆(12)与负载连接。`
3.如权利要求1所述的矿用自恢复保护电源装置，其特征是，所述备用电源自动切换电路，包括交直流变换电源，交直流变换电源直流输出正端与二极管(D3)阳极连接，直流输入负端与发光二极管(L2)阴极端连接，发光二极管(L2)阳极端与电阻(Rl) —端连接，电阻(Rl)另一端与二极管(D3)阴极、二极管(D4)阴极、电阻(R8)—端、双向稳压管(D5)—端连接，双向稳压管(D5)另一端与电路中电源(VCC)端连接，电阻(R8)另一端与继电器(Kl)的线圈和二极管(D7)阴极连接，继电器(Kl)的线圈另一端和二极管(D7)阳极与PNP三极管(Ql)发射极连接，PNP三极管(Ql)基极通过电阻(R7)与运放(U6)输出端连接，运放(U6)的正输入端与稳压管(D6)阴极以及通过电阻(R6)与电源(VCC)端连接，运放(U6)的负输入端与欠压采样电路(5 )中的电阻(R4 )另一端连接，所述二极管(D4 )阳极通过继电器(KI)的常开触点与电压传感器(YC)的正输入端和电流传感器(LC)的负输入端连接，电流传感器的正输入端与蓄电池组(BTl)的正端和二极管(D31)阴极连接，蓄电池组(BTl)和蓄电池组(BT2)串联，二极管(D31)阳极与蓄电池组(BT2)正极连接，二极管(D31)与二极管(D32)串联，二极管(D32)阳极与蓄电池组(BT2)负极连接，所述蓄电池组(BT2)负极与稳压管(D6)阳极端、交直流变换电源直流输出负端、电压传感器(YC )的负输入端、PNP三极管(QI)集电极共地。
4.如权利要求1所述的矿用自恢复保护电源装置，其特征是，所述过流电路(I)包括与电源(VCC)连接的电阻(R87)，还包括与电阻(R87)并联的电阻(R88)，电阻(R87)另一端与PNP三极管(Q34)发射极连接，二极管(D25)阳极与电源(VCC)端连接，二极管(D25)通过与二极管(D26 )串联与PNP三级管(Q34 )基极连接，所述PNP三极管(Q34 )集电极与稳压电路(2)连接，所述稳压电路(2)中包括稳压管(D30)，所述稳压管(D30)阳极与PNP三极管(Q34)集电极连接，阴极与电源地连接，稳压管(D29)与稳压管(D30)并联，所述稳压电路(2)与负载端连接。`
【文档编号】H02H3/20GK203632352SQ201320875247
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】李文宏, 郭思进, 杨振 申请人:山东科技大学, 泰安华讯电气有限公司