一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路的制作方法

本发明涉及应急电源保护技术领域，具体涉及一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路。

背景技术：

集中蓄电池式应急电源作为常规电气设备在建筑电气、工业行业中有广泛应用，特别在一些经济发达地区如苏州、厦门等地，已经将集中蓄电池式应急电源作为常规建筑电气，设计在建筑电气设计图纸中，国家为应急电源产品制定了一系列标准，如：gb16806－2006《消防联动控制系统》、gb17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》、jg/t371-2012《集中式蓄电池应急电源装置》等，这些产品标准有力的推动应急电源发展与应用。

集中蓄电池式应急电源的基本工作原理是：在电网电压工作正常时，一路到充电模块对应急电源内的蓄电池组进行充电。另一路经过转换开关给负载供电，也就是说，电网电压工作正常时，负载直接使用电网电源。当电网电压异常或掉电时系统自动切换为电池后备供电模式，保证负载的应急供电，这种原理形式也被称为后备式应急电源。

现在各行业重要环节都设计有集中蓄电池式应急供电系统，集中蓄电池式应急电源采用逆变技术，将蓄电池的直流电能逆变成交流电能，提供给交流应急负荷如：应急照明灯、疏散指示灯具和消防泵等使用。

应急电源工作过程中，电源控制板不断采集逆变器输出电压、电流的数值，一方面根据逆变输出电压、电流采样数值，进行分析运算，达到控制逆变输出电压的稳定的目的。一方面不断检测应急电源是否过流，功率管igbt是否正常，检测模块温度是否正常等，如果发现异常，及时停机或限流。

现有的保护方法，一般采集模块状态信号、输出电流、温度等进行信号调制，控制板进行ad转换，变成数字信号，进行数字判断，因此处理速度较慢，故障发生到故障消除存在时间间隔，而输出电压、输出电流、温度的异常对电源或负载的影响很重要，因此如何设计出新的检测电路，以提高信号处理速度就尤其显得重要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路，该异常信号快速处理电路通过设置硬件检测电路和信号处理电路的方法，提高了逆变电源输出异常的处理速度，减少了处理时间，故障信号产生及时明确，大大提高了集中蓄电池式应急电源的异常的保护性能，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路，包括：

电流过流检测电路、模块温度检测电路、模块故障检测电路和故障信号处理电路；所述电流过流检测电路、模块温度检测电路、模块故障检测电路分别与故障信号处理电路电连接；

所述电流过流检测电路包括霍尔电流传感器、第一运放电路、第二运放电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管、第二二极管；所述霍尔电流传感器包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚，所述第一引脚接+15v电压，第二引脚接-15v电压；所述第三引脚分别与第一电阻、第四电阻连接，所述第四引脚与第三电阻连接并接地；所述第三电阻另一端与第一运放电路同相输入端连接；所述第一电阻另一端接第一运放电路的反相输入端连接；所述第二电阻和第一二极管负极共同与第一运放电路的反相输入端连接；所述第二电阻另一端与第二二极管正极连接，所述第二二极管负极和第一二极管正极共同与第一运放电路的输出连接；所述第五电阻的另一端和第四电阻的另一端共同通过第六电阻与第二运放电路的反相输入端连接第七电阻一端接+4v电压，另一端与第二运放电路同相输入端连接；所述第八电阻一端接第二运放反相输入端，另一端和第九电阻共同接入第二运放电路输出端；第九电阻另一端与故障信号处理电路连接；

所述模块温度检测电路包括第一热敏电阻、第三运放电路、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻；所述热敏电阻一端与第十电阻一端共同接+5v电压，热敏电阻另一端分别与第十一电阻、第十二电阻一端连接；第十一电阻另一端与第三运放电路的同相输入端连接；第十二电阻的另一端与第十三电阻的一端共同接地；第十三电阻另一端通过第十四电阻与第三运放电路的反相输入端连接；第十五电阻两端分别与第三运放反相输入端、输出端连接；第十六电阻一端与第三运放输出端连接，另一端与故障信号处理电路连接；

所述模块故障检测电路为应急电源中功率模块自带的功能电路，当功率模块正常时，故障信号相当于开路；当功率模块异常时，故障信号相当于短路；所述模块故障检测电路包括第十七电阻，所述第十七电阻一端接+5v电压，另一端既与故障信号处理电路又通过功率模块故障信号控制与地相连；

所述故障信号处理电路为与门电路器件，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端；第一输入端与第九电阻连接，第二输入端与第十六电阻连接，第三输入端与第十七电阻连接，第四输入端接+5v电压。

优选地，所述与门电路器件为cd4082与门器件。

优选地，所述模块温度检测电路中热敏电阻的规格选择标准需满足使温度小于100℃时，第十六电阻输出高电平；当温度大于100℃时，第十六电阻输出低电平。

优选地，所述故障信号处理电路输出端可以直接将故障信号传输给集中蓄电池式应急电源的控制芯片。

优选地，所述电流过流检测电路在电流过流时输出低电平信号，电流正常时输出高电平信号；所述模块温度检测电路在温度小于100℃时，输出高电平信号，温度大于100℃时，输出低电平信号；所述模块故障检测电路载功率模块正常时输出高电平信号，功率模块异常时输出低电平信号。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路通过新设计的电流过流检测电路、模块温度检测电路、模块故障检测电路，能够将过流信号、温度异常信号、模块故障信号以高低电平形式直接输出，避免了现有技术中的模拟信号转化为数字信号的过程，大大节省了时间；另一方面各检测信号经过故障信号处理电路能够将最终的故障信号直接传输到控制芯片，可以立刻进行处理，减少了处理时间，提高了电源响应速度。

（2）本发明的一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路通过设置硬件检测电路和信号处理电路的方法，提高了逆变电源输出异常的处理速度，减少了处理时间，故障信号产生及时明确，大大提高了集中蓄电池式应急电源的异常的保护性能，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路中电流过流检测电路的示意图；

图2为本发明的一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路中模块温度检测电路的示意图；

图3为本发明的一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路中模块故障检测电路的示意图；

图4为本发明的一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路中故障信号处理电路的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本实施例中提供了一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路，包括：

电流过流检测电路、模块温度检测电路、模块故障检测电路和故障信号处理电路；所述电流过流检测电路、模块温度检测电路、模块故障检测电路分别与故障信号处理电路电连接；

所述电流过流检测电路包括霍尔电流传感器、第一运放电路lm1、第二运放电路lm2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第一二极管d1、第二二极管d2；所述霍尔电流传感器包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚，所述第一引脚接+15v电压，第二引脚接-15v电压；所述第三引脚分别与第一电阻r1、第四电阻r4连接，所述第四引脚与第三电阻r3连接并接地；所述第三电阻r3另一端与第一运放电路lm1同相输入端连接；所述第一电阻r1另一端接第一运放电路lm1的反相输入端连接；所述第二电阻r2和第一二极管d1负极共同与第一运放电路lm1的反相输入端连接；所述第二电阻r2另一端与第二二极管d2正极连接，所述第二二极管d2负极和第一二极管d1正极共同与第一运放电路lm1的输出连接；所述第五电阻r5的另一端和第四电阻r4的另一端共同通过第六电阻r6与第二运放电路lm2的反相输入端连接第七电阻r7一端接+4v电压，另一端与第二运放电路lm2同相输入端连接；所述第八电阻r8一端接第二运放lm2反相输入端，另一端和第九电阻r9共同接入第二运放电路lm2输出端；第九电阻r9另一端与故障信号处理电路连接；

所述模块温度检测电路包括第一热敏电阻rt、第三运放电路lm3、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16；所述热敏电阻rt一端与第十电阻r10一端共同接+5v电压，热敏电阻rt另一端分别与第十一电阻r11、第十二电阻r12一端连接；第十一电阻r11另一端与第三运放电路lm3的同相输入端连接；第十二电阻r12的另一端与第十三电阻r13的一端共同接地；第十三电阻r13另一端通过第十四电阻r14与第三运放电路lm3的反相输入端连接；第十五电阻r15两端分别与第三运放lm3反相输入端、输出端连接；第十六电阻r16一端与第三运放lm3输出端连接，另一端与故障信号处理电路连接；

所述模块故障检测电路为应急电源中功率模块自带的功能电路，当功率模块正常时，故障信号相当于开路；当功率模块异常时，故障信号相当于短路；所述模块故障检测电路包括第十七电阻r17，所述第十七电阻r17一端接+5v电压，另一端既与故障信号处理电路又通过功率模块故障信号控制与地相连；

所述故障信号处理电路为与门电路器件，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端；第一输入端与第九电阻r9连接，即与u1out连接，第二输入端与第十六电阻r16连接，即与u2out连接，第三输入端与第十七电阻r17连接，即与u3out连接，第四输入端接+5v电压。

本实施例中与门电路器件为cd4082与门器件。

本实施例中模块温度检测电路中热敏电阻rt的规格选择标准需满足使温度小于100℃时，第十六电阻r16输出高电平；当温度大于100℃时，第十六电阻r16输出低电平。

本实施例中故障信号处理电路输出端可以直接将故障信号传输给集中蓄电池式应急电源的控制芯片。

本实施例中电流过流检测电路在电流过流时输出低电平信号，电流正常时输出高电平信号；所述模块温度检测电路在温度小于100℃时，输出高电平信号，温度大于100℃时，输出低电平信号；所述模块故障检测电路载功率模块正常时输出高电平信号，功率模块异常时输出低电平信号。

本发明的一种集中蓄电池式应急电源输出异常信号快速处理电路通过设置硬件检测电路和信号处理电路的方法，提高了逆变电源输出异常的处理速度，减少了处理时间，故障信号产生及时明确，大大提高了集中蓄电池式应急电源的异常的保护性能，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。