矿用隔爆兼本安型直流稳压电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括隔爆箱体和电路部分，特征在于：电路部分包括AC/AC滤波模块、多路AC/DC功率模块、充电管理模块、放电管理模块以及后备电池组；AC/AC滤波模块的输入端与交流电源相连接，AC/AC滤波模块的不同输出端与不同AC/DC功率模块的交流输入端相连接；充电管理模块用于检测是否有交流电输入，后备电池组与放电管理模块相连接，放电管理模块的输出端与AC/DC功率模块的直流输入端相连接。本实用新型的直流稳压电源，实现了矿用直流稳压电源的不间断供电，提高了输出效率、输出参数的稳定性和可靠性，减小了设备的体积，便于应用和维护。
【专利说明】矿用隔爆兼本安型直流稳压电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种矿用直流电源，更具体的说，尤其涉及一种矿用隔爆兼本安型直流稳压电源。
【背景技术】
[0002]矿用隔爆兼本安型电源广泛应用于矿山供电设备中，具有六路输出的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源也是其中的一种。目前，公知的隔爆兼本安型电源交流输入端通过线圈变压器把电压变换成低电压，低电压通过分立元件组成的过压过流保护电路，实现电源的本质安全型。线圈变压器是一个‘电一磁一电’的转换过程，存在较大的铁损和铜损，效率低。线圈变压器的体积大，制作出来的矿用隔爆电源设备十分笨重；而且线圈变压器的稳定性较差，增加了设备的维护成本。而且现有的过压过流保护电路中采用的是分立元件，易出现器件故障，且分立器件制作工艺的差异性，大大降低了输出参数的稳定性和可靠性，在矿山监控检测系统应用中造成不便，并对煤矿安全造成威胁。
【发明内容】
[0003]本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种矿用隔爆兼本安型直流稳压电源。
[0004]本实用新型的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括隔爆箱体和设置于隔爆箱体中的电路部分，隔爆箱体的内部为容纳电路部分的密封性内腔；其特别之处在于:所述电路部分包括AC/AC滤波模块、多路AC/DC功率模块、充电管理模块、放电管理模块以及后备电池组；AC/AC滤波模块的输入端与交流电源相连接，AC/AC滤波模块的不同输出端与不同AC/DC功率模块的交流输入端相连接，AC/DC功率模块的输出端形成直流稳压电源的输出端；充电管理模块与AC/AC滤波模块相连接，用于检测是否有交流电输入，充电管理模块与放电管理模块相连接；后备电池组的输出端与放电管理模块的直流电输入端相连接，放电管理模块的不同输出端与不同AC/DC功率模块的直流输入端相连接。
[0005]隔爆箱体起固定和支撑作用，电路部分设置于隔爆箱体的内腔中。AC/AC滤波模块与交流电连接，用于滤除交流电中的杂波；交流电经滤波后再输入至每个AC/DC功率模块，AC/DC功率模块将交流电转化为直流电，如矿上常用的24V直流电。后备电池组的输出端与放电管理模块的输入端相连接，放电管理模块的不同输出端与不同AC/DC功率模块的直流输入端；充电管理模块可检测AC/AC滤波模块的输入端是否有交流电输入，并将检测的信息发送至放电管理模块，当放电管理模块检测到外界没有交流电输入的情况下，会自动切换至后备电池组供电。
[0006]本实用新型的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，所述AC/DC功率模块由AC/DC电子转换模块、过压过流保护模块和DC/DC模块组成，AC/DC电子转换模块的输出经DC/DC模块的处理后，接至过压过流保护模块的输入端，过压过流保护模块的输出形成AC/DC功率模块的输出端。[0007]采用AC/DC电子转换模块，而不是电磁式线圈变压器，可有效降低能量损耗和减小整个直流稳压电源的体积。AC/DC电子转换模块通过电子电路将交流电转换为直流电，DC/DC模块实现直流电压之间的转化，过压过流保护模块实现对AC/DC功率模块的过电压、多电流的保护作用。
[0008]本实用新型的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，所述隔爆箱体的内腔中固定有环氧隔离板，所述放电管理模块、AC/DC功率模块、充电管理模块、后备电池组以及AC/AC滤波模块均设置于环氧隔离板上。
[0009]通过在隔爆箱体内设置环氧隔离板，可有效地实现放电管理模块、AC/DC功率模块、充电管理模块、后备电池组以及AC/AC滤波模块与矿用隔离板的绝缘，实现对电路部分的有效保护作用。
[0010]本实用新型的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，所述隔爆箱体上设置有多个用于进出线缆的填料函。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，在隔爆箱体的内腔中设置由AC/AC滤波模块、多路AC/DC功率模块、充电管理模块、后备电池组和放电管理模块组成的电路部分，AC/DC功率模块将AC/DC滤波模块处理后的交流电转化为直流电进行输出，实现了对矿上直流设备的供电；充电管理模块用于检测是否有交流电输入，放电管理模块根据充电管理模块的检测信息，对AC/DC功率模块的输出进行控制，当有交流输入时，交流电经AC/DC功率模块转化为直流电并输出，当外界没有交流输入时，以后备电池组提供的能量进行输出，实现了矿用直流稳压电源的不间断供电。
[0012]AC/DC功率模块采用AC/DC电子转换模块来实现交直流的转化，摒弃了电磁式线圈变压器的使用，不仅有效降低了交直流转化过程中的能量损耗，而且还有效减小了整个直流稳压电源的体积。通过在隔爆箱体中设置环氧隔离板，实现了电路部分各元件与隔爆箱体之间的绝缘，保证了电路部分的长期安全工作。过压过流保护模块采用集成芯片控制实现，其特点为使用较少的外围器件完成过压过流保护，输出稳定的本质安全型电源参数；避免了分立器件实现过压过流保护参数的差异性、故障几率大的缺点，提高了电源的可靠性和稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的直流稳压电源的外部结构示意图；
[0014]图2为图1中A-A截面的剖视图；
[0015]图3为本实用新型的直流稳压电源中AC/DC功率模块的原理图；
[0016]图4为本实用新型的直流稳压电源各部分的电路连接原理图。
[0017]图中:1隔爆箱体，2填料函，3环氧隔离板，4放电管理模块，5第六路AC/DC功率模块，6第五路AC/DC功率模块，7第四路AC/DC功率模块，8第三路AC/DC功率模块，9第二路AC/DC功率模块，10第一路AC/DC功率模块，11充电管理模块，12后备电池组，13 AC/AC滤波模块，14定位孔，15固定角件，16 AC/DC电子转换模块，17过压过流保护模块，18 DC/DC模块。
【具体实施方式】[0018]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0019]如图1所示，给出了本实用新型的直流稳压电源的外部结构示意图，图2给出了图1中A-A截面的剖视图，所述的本实用新型的直流稳压电源包括隔爆箱体1、填料函2、环氧隔离板3、AC/AC滤波模块13、多路AC/DC功率模块、充电管理模块11、放电管理模块4、后备电池组12 ;隔爆箱体I起固定和支撑作用，隔爆箱体I上设置有多个填料函2，外部的线缆通过填料函2进入到隔爆箱体I中。隔爆箱体I的内部为密封性内腔，AC/AC滤波模块13、多路AC/DC功率模块、充电管理模块11、放电管理模块4和后备电池组12形成了电路部分。
[0020]图2中，环氧隔离板3固定于隔爆箱体I的内腔中，AC/AC滤波模块13、多路AC/DC功率模块、充电管理模块11、放电管理模块4和后备电池组12均固定于环氧隔离板3上，环氧隔离板3实现了电路部分与隔爆箱体I之间的绝缘，保证了电路部分的长期稳定工作。所示的多路AC/DC功率模块包括第一路AC/DC功率模块10、第二路AC/DC功率模块9、第三路AC/DC功率模块8、第四路AC/DC功率模块7、第五路AC/DC功率模块6、第六路AC/DC功率模块5。
[0021]如图4所示，给出了电路部分中模块之间的连接示意图，所示的AC/AC滤波模块13的输入端与交流电相连接，实现对输入交流电的滤波，AC/AC滤波模块13的6个输出端分别与6路AC/DC功率模块(5、6、7、8、9、10)的交流输入端相连接，AC/DC功率模块将输入的交流电转换为直流电并进行输出，以对矿上的直流用电设备供电。充电管理模块11的检测端与AC/AC滤波模块13相连接，用于检测AC/AC滤波模块13的输入端是否有交流电输入；充电管理模块11的输出端与放电管理模块4相连接，以便将检测到的是否有交流输入的信息传送至放电管理模块4中。
[0022]后备电池组12的输出端与放电管理模块4的直流输入端相连接，放电管理模块4的6个直流输出端分别于6路AC/DC功率模块(5、6、7、8、9、10)的直流输入端相连接。当外界有交流电输入时，AC/DC功率模块会将输入的交流电转化为直流电并输出；当放电管理模块4检测到无交流电输入时，会将后备电池组12输入的直流电输入至AC/DC功率模块中，AC/DC功率模块将后备电池组输入电能转化为直流电进行输出。即使外界没有交流电输入，也可通过后备电池组12继续提供稳定的直流电压，实现了矿用直流稳压电源的不间断供电。
[0023]如图3所示，给出了本实用新型中AC/DC功率模块的原理图，其包括AC/DC电子转换模块16、过压过流保护模块17、DC/DC模块18，AC/DC电子转换模块16用于将输入的交流电转化为直流电，其采用的是电子元器件，摒弃了电磁式线圈变压器的使用，不仅具有良好的节能效果，而且还减小了所形成的整个变压器体积。AC/DC电子转换模块16的输出经DC/DC模块18与过压过流保护模块17相连接，DC/DC模块18实现直流电之间的转化，AC/DC电子转换模块16、过压过流保护模块17、DC/DC模块18均设置于箱体中，箱体上设置有定位孔14和固定角件15。过压过流保护模块17采用集成芯片控制实现，其特点为使用较少的外围器件完成过压过流保护，输出稳定的本质安全型电源参数；避免了分立器件实现过压过流保护参数的差异性、故障几率大的缺点，提高了电源的可靠性和稳定性。
[0024]下面结合附图4对本实用新型的矿用直流稳压电源的安装和接线过程进行详细的说明:[0025]第一步，将AC/AC滤波模块13放置到环氧隔离板3上的定位孔处，利用塑料螺柱和螺母将AC/AC滤波模块13固定于环氧隔离板3上的定位孔上，并将AC/AC滤波模块13上JPl的N、L接线端与交流电相连接。
[0026]第二步，首先将第一路AC/DC功率模块10放置于环氧隔离板3上，并用螺钉和螺母将其固定；然后利用导线将AC/AC滤波板13上的N1/N、L1/L接线端与第一路AC/DC功率模块10上的N、L接线端相连接；
[0027]采用同样的方法，将第二路AC/DC功率模块9、第三路AC/DC功率模块8、第四路AC/DC功率模块7、第五路AC/DC功率模块6、第六路AC/DC功率模块5均固定于环氧隔离板3 上；并利用导线将 AC/AC 滤波模块 13 上的 N2/N、L2/L、N3/N、L3/L、N4/N、L4/L、N5/N、L5/L、N6/N、L6/L接线端分别与第二路AC/DC功率模块9的N、L接线端、第三路AC/DC功率模块8的N、L接线端、第四路AC/DC功率模块7的N、L接线端、第五路AC/DC功率模块6的N、L接线端、第六路AC/DC功率模块5的N、L接线端相连接；这样就实现了 AC/AC滤波模块13与AC/DC功率模块之间的电气连接。
[0028]第三步，将充电管理模块11放置到环氧隔离板3上的定位孔处，并用固定角件和螺钉螺母固定拧紧；然后利用导线将充电管理模块11的两输入端与AC/AC滤波模块13上JP2的N、L接线端相连接。
[0029]第四步，将放电管理模块4放置到环氧隔离板3上的定位孔处，将塑料螺柱放置到放电管理模块4和环氧隔离板3的定位孔处，用螺钉和螺母固定拧紧；然后将充电管理模块11的两输出端分别于放电管理模块4上的CHARGE+、CHARGE-接线端子相连接。
[0030]第五步，将后备电池组12放置到环氧隔离板3上的定位孔处，将后备电池组12的输出输入引线穿过电池组外壳的过线孔，将装有电池壳的后备电池组用螺钉螺母固定拧紧在环氧隔离板3上；然后将后备电池组12的正、负输出端分别与放电管理模块4上BAT的+、-接线端相连接。
[0031]第六步，利用导线将放电管理模块上ΠΗ、FD2、FD3、FD4、FD5、FD6处的+、-，分别接于第一、二、三、四、五、六路AC/DC功率板上的P1+、P1-接线端子上，以实现后备电池组12给AC/DC电子转换模块16的供电。
[0032]本实用新型解决了线圈变压器和分立元件应用在矿用隔爆兼本安型直流稳压电源中存在的不足和缺陷，提供了一种矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，提高了输出效率、输出参数的稳定性和可靠性，减小了设备的体积，便于应用和维护。
【权利要求】
1.一种矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括隔爆箱体(I)和设置于隔爆箱体中的电路部分，隔爆箱体的内部为容纳电路部分的密封性内腔；其特征在于:所述电路部分包括AC/AC滤波模块(13 )、多路AC/DC功率模块、充电管理模块(11)、放电管理模块(4 )以及后备电池组(12) ;AC/AC滤波模块的输入端与交流电源相连接，AC/AC滤波模块的不同输出端与不同AC/DC功率模块的交流输入端相连接，AC/DC功率模块的输出端形成直流稳压电源的输出端；充电管理模块与AC/AC滤波模块相连接，用于检测是否有交流电输入，充电管理模块与放电管理模块相连接；后备电池组的输出端与放电管理模块的直流电输入端相连接，放电管理模块的不同输出端与不同AC/DC功率模块的直流输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于:所述AC/DC功率模块由AC/DC电子转换模块(16)、过压过流保护模块(17)和DC/DC模块(18)组成，AC/DC电子转换模块的输出经DC/DC模块的处理后，接至过压过流保护模块的输入端，过压过流保护模块的输出形成AC/DC功率模块的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于:所述隔爆箱体(I)的内腔中固定有环氧隔离板(3)，所述放电管理模块(4)、AC/DC功率模块、充电管理模块(11)、后备电池组(12)以及AC/AC滤波模块(13)均设置于环氧隔离板(3)上。
4.根据权利要求1或2所述的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于:所述隔爆箱体(I)上设置有多个用于进出线缆的填料函(2)。
【文档编号】H02J9/04GK203674784SQ201420042343
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】初明强 申请人:山东科一力电气有限公司