一種礦用隔爆兼本質安全型電源的製作方法
2023-07-26 19:19:16
一種礦用隔爆兼本質安全型電源的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於礦用隔爆兼本質安全型電源的【技術領域】；解決的技術問題為：提供一種結構簡單、輸出穩定且路數較多的礦用隔爆兼本質安全型電源；採用的技術方案為：一種礦用隔爆兼本質安全型電源，包括交流電源電路、變壓器、整流電路、限壓電路、備用電池、主控制器和多路本安輸出電路，交流電源電路通過變壓器與整流電路相連，整流電路分別與限壓電路、備用電池和主控制器相連，限壓電路分別與備用電池和主控制器相連，備用電池與主控制器相連，各路本安輸出電路均與所述限壓電路相連；本實用新型適用於礦用隔爆兼本質安全型電源領域。
【專利說明】一種礦用隔爆兼本質安全型電源
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於礦用隔爆兼本質安全型電源的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]礦用隔爆兼本質安全型電源被廣泛應用於煤礦及其相關領域，而在以往的各安全監控系統中，每臺分站採用的設備大都是8模8開的模式；近年來，由於國家出臺了一系列安全規程和行標來增大對煤礦及其相關領域的安全生產監管力度，以及隨著相關技術的不斷改進，各設備廠家也逐漸採用數字總線的形式，將每臺分站的檢測點增加到30個甚至更多，這就使得供電電源也要能夠滿足至少30個量的要求；而對於目前應用於煤礦和非煤礦領域的供電電源而言，不僅結構複雜、電源輸出穩定性較低，而且其路數大多都較少，對於檢測點較多的場合，要想滿足工作需求，必然要增加相應數量的供電電源，這不僅增加了成本，還加大了安裝維護的難度。
實用新型內容
[0003]本實用新型克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為:提供一種結構簡單、輸出穩定且路數較多的礦用隔爆兼本質安全型電源。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案為:一種礦用隔爆兼本質安全型電源，包括交流電源電路、變壓器、整流電路、限壓電路、備用電池、主控制器和多路本安輸出電路，所述交流電源電路通過所述變壓器與所述整流電路相連，所述整流電路分別與所述限壓電路、備用電池和主控制器相連，所述限壓電路分別與所述備用電池和主控制器相連，所述備用電池與所述主控制器相連，所述的各路本安輸出電路均與所述限壓電路相連。
[0005]所述本安輸出電路的路數為5路，每路本安輸出電路的結構為:包括電壓比較器Ul，所述電壓比較器Ul的負輸入端並接電阻Rl的一端後與電阻R2的一端相連，電阻Rl的另一端並接電阻R3的一端後與所述限壓電路的輸出端子Al相連，電阻R2的另一端串接電阻R4後接地，所述電壓比較器Ul的正輸入端並接二極體Dl的正極後與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端並接二極體D2的負極、電阻R6的一端、PNP型三極體Ql的發射極、電阻R7的一端和P溝道場效應管SI的源極後與電阻R3的另一端相連，所述電壓比較器Ul的輸出端並接電阻R8的一端後與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端並接二極體Dl的負極後與二極體D2的正極相連，所述電壓比較器Ul的電源端與+24V電壓相連，所述電壓比較器Ul的接地端接地；所述PNP型三極體Ql的基極並接電阻R6的另一端後與電阻R8的另一端相連，所述PNP型三極體Ql的集電極與電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端並接電阻R7的另一端和電阻RlO的一端後與所述P溝道場效應管SI的柵極相連，P溝道場效應管SI的漏極並接穩壓二極體Zl的負極和電阻Rll的一端後與電阻R12的一端相連，所述穩壓二極體Zl的正極和電阻RlO的另一端均接地；所述的本安輸出電路還包括:電壓比較器U2，所述電壓比較器U2的負輸入端並接電阻Rll的另一端後與電阻R13的一端相連，電阻R13的另一端串接電阻R14後接地，所述電壓比較器U2的正輸入端並接二極體D3的正極後與電阻R15的一端相連，電阻R15的另一端並接二極體D4的負極、電阻R16的一端、PNP型三極體Q2的發射極、電阻R17的一端和P溝道場效應管S2的源極後與電阻R12的另一端相連，所述電壓比較器U2的輸出端並接電阻R18的一端後與電容C2的一端相連，電容C2的另一端並接二極體D3的負極後與二極體D4的正極相連，所述電壓比較器U2的電源端與+24V電壓相連，所述電壓比較器U2的接地端接地；所述PNP型三極體Q2的基極並接電阻R16的另一端後與電阻R18的另一端相連，所述PNP型三極體Q2的集電極與電阻R19的一端相連，電阻R19的另一端並接電阻R17的另一端和電阻R20的一端後與所述P溝道場效應管S2的柵極相連，P溝道場效應管S2的漏極並接穩壓二極體Z2的負極後與所述本安輸出電路的+18V電源輸出端子BI相連，所述穩壓二極體Z2的正極和電阻R20的另一端均接地。
[0006]所述限壓電路包括:電壓比較器U3，所述電壓比較器U3的負輸入端並接電阻R23的一端後與穩壓二極體Z3的負極相連，所述電壓比較器U3的正輸入端並接電阻R21的一端後與電阻R22的一端相連，電阻R23的另一端並接電解電容C3的正端、電容C4的一端、電容C5的一端、電壓比較器U3的電源端、電阻R24的一端、穩壓二極體Z4的負極和P溝道場效應管S3的源極後與所述限壓電路的電源輸入端子Cl相連，所述電解電容C3的負端、電容C4的另一端、電容C5的另一端、穩壓二極體Z3的正極、電壓比較器U3的接地端和電阻R22的另一端均接地，所述電壓比較器U3的輸出端並接電阻R24的另一端和穩壓二極體Z4的正極後與所述P溝道場效應管S3的柵極相連，所述P溝道場效應管S3的漏極並接電阻R21的另一端、電解電容C6的正端、電阻R25的一端、電壓比較器U4的電源端、電源R26的一端和穩壓二極體Z5的負極後與P溝道場效應管S4的源極相連；所述電壓比較器U4的負輸入端並接電阻R25的另一端後與穩壓二極體Z6的負極相連，所述電壓比較器U4的正輸入端並接電阻R27的一端後與電阻R28的一端相連，所述電解電容C6的負端、穩壓二極體Z6的正極、電壓比較器U4的接地端和電阻R28的另一端均接地，電壓比較器U4的輸出端並接電阻R26的另一端和穩壓二極體Z5的正極後與所述P溝道場效應管S4的柵極相連，所述P溝道場效應管S4的漏極並接電阻R27的另一端和電解電容C7的正端後與所述限壓電路的輸出端子Al相連，電解電容C7的負端接地；所述電壓比較器U3、電壓比較器U4的型號均為LM358，所述P溝道場效應管S3、P溝道場效應管S4的型號均為IRF9530，所述穩壓二極體Z3、穩壓二極體Z6的型號均為LM385B-2.5，所述電壓比較器U1、電壓比較器U2的型號均為LM393，所述P溝道場效應管S1、P溝道場效應管S2的型號均為IRF9530，所述PNP型三極體Ql、PNP型三極體Q2的型號均為8550。
[0007]本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:
[0008]本實用新型中的礦用隔爆兼本質安全型電源包括交流電源電路、變壓器、整流電路、限壓電路、備用電池、主控制器和多路本安輸出電路，交流電源電路用於提供交流電壓，交流電壓通過變壓器進入整流電路，整流電路經過整流和濾波後輸出直流電壓，輸出的直流電壓一方面給備用電池充電，以防止主線路斷電時能夠進行不間斷地供電，另一方面經限壓電路處理後供給各路本安輸出電路，每一路本安輸出電路均在兩級限流和兩級限壓後輸出本安18V，在上述過程中，主控制器實時採集交直流信號，根據採集信號來控制整流電路、限壓電路的通斷以及備用電池的充放電，保證整個電源電路的安全可靠運行；本實用新型增加了電源輸出路數，降低了成本，減小了安裝維護的難度，結構簡單，輸出穩定，安全可靠，具有極強的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明；
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0011]圖2為本實用新型中本安輸出電路的電路原理圖；
[0012]圖3為本實用新型中限壓電路的電路原理圖；
[0013]圖中:1為交流電源電路，2為變壓器，3為整流電路，4為限壓電路，5為備用電池，6為主控制器，7為本安輸出電路。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，一種礦用隔爆兼本質安全型電源，包括交流電源電路1、變壓器2、整流電路3、限壓電路4、備用電池5、主控制器6和多路本安輸出電路7，所述交流電源電路I通過所述變壓器2與所述整流電路3相連，所述整流電路3分別與所述限壓電路4、備用電池5和主控制器6相連，所述限壓電路4分別與所述備用電池5和主控制器6相連，所述備用電池5與所述主控制器6相連，所述的各路本安輸出電路7均與所述限壓電路4相連。
[0015]具體地，所述本安輸出電路7的路數可為5路，如圖2所示，每路本安輸出電路7的結構為:包括電壓比較器U1，所述電壓比較器Ul的負輸入端並接電阻Rl的一端後與電阻R2的一端相連，電阻Rl的另一端並接電阻R3的一端後與所述限壓電路4的輸出端子Al相連，電阻R2的另一端串接電阻R4後接地，所述電壓比較器Ul的正輸入端並接二極體Dl的正極後與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端並接二極體D2的負極、電阻R6的一端、PNP型三極體Ql的發射極、電阻R7的一端和P溝道場效應管SI的源極後與電阻R3的另一端相連，所述電壓比較器Ul的輸出端並接電阻R8的一端後與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端並接二極體Dl的負極後與二極體D2的正極相連，所述電壓比較器Ul的電源端與+24V電壓相連，所述電壓比較器Ul的接地端接地；所述PNP型三極體Ql的基極並接電阻R6的另一端後與電阻R8的另一端相連，所述PNP型三極體Ql的集電極與電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端並接電阻R7的另一端和電阻RlO的一端後與所述P溝道場效應管SI的柵極相連，P溝道場效應管SI的漏極並接穩壓二極體Zl的負極和電阻Rll的一端後與電阻R12的一端相連，所述穩壓二極體Zl的正極和電阻RlO的另一端均接地；所述的本安輸出電路7還包括:電壓比較器U2，所述電壓比較器U2的負輸入端並接電阻Rll的另一端後與電阻R13的一端相連，電阻R13的另一端串接電阻R14後接地，所述電壓比較器U2的正輸入端並接二極體D3的正極後與電阻R15的一端相連，電阻R15的另一端並接二極體D4的負極、電阻R16的一端、PNP型三極體Q2的發射極、電阻R17的一端和P溝道場效應管S2的源極後與電阻R12的另一端相連，所述電壓比較器U2的輸出端並接電阻R18的一端後與電容C2的一端相連，電容C2的另一端並接二極體D3的負極後與二極體D4的正極相連，所述電壓比較器U2的電源端與+24V電壓相連，所述電壓比較器U2的接地端接地；所述PNP型三極體Q2的基極並接電阻R16的另一端後與電阻R18的另一端相連，所述PNP型三極體Q2的集電極與電阻R19的一端相連，電阻R19的另一端並接電阻R17的另一端和電阻R20的一端後與所述P溝道場效應管S2的柵極相連，P溝道場效應管S2的漏極並接穩壓二極體Z2的負極後與所述本安輸出電路7的+18V電源輸出端子BI相連，所述穩壓二極體Z2的正極和電阻R20的另一端均接地；本實施例中，P溝道場效應管S1、P溝道場效應管S2的型號均可為IRF9530，PNP型三極體Q1、PNP型三極體Q2的型號均可為8550。
[0016]如圖3所示，所述限壓電路4包括:電壓比較器U3，所述電壓比較器U3的負輸入端並接電阻R23的一端後與穩壓二極體Z3的負極相連，所述電壓比較器U3的正輸入端並接電阻R21的一端後與電阻R22的一端相連，電阻R23的另一端並接電解電容C3的正端、電容C4的一端、電容C5的一端、電壓比較器U3的電源端、電阻R24的一端、穩壓二極體Z4的負極和P溝道場效應管S3的源極後與所述限壓電路4的電源輸入端子Cl相連，所述電解電容C3的負端、電容C4的另一端、電容C5的另一端、穩壓二極體Z3的正極、電壓比較器U3的接地端和電阻R22的另一端均接地，所述電壓比較器U3的輸出端並接電阻R24的另一端和穩壓二極體Z4的正極後與所述P溝道場效應管S3的柵極相連，所述P溝道場效應管S3的漏極並接電阻R21的另一端、電解電容C6的正端、電阻R25的一端、電壓比較器U4的電源端、電源R26的一端和穩壓二極體Z5的負極後與P溝道場效應管S4的源極相連；所述電壓比較器U4的負輸入端並接電阻R25的另一端後與穩壓二極體Z6的負極相連，所述電壓比較器U4的正輸入端並接電阻R27的一端後與電阻R28的一端相連,所述電解電容C6的負端、穩壓二極體Z6的正極、電壓比較器U4的接地端和電阻R28的另一端均接地，電壓比較器U4的輸出端並接電阻R26的另一端和穩壓二極體Z5的正極後與所述P溝道場效應管S4的柵極相連，所述P溝道場效應管S4的漏極並接電阻R27的另一端和電解電容C7的正端後與所述限壓電路4的輸出端子Al相連，電解電容C7的負端接地；本實施例中，電壓比較器U3、電壓比較器U4的型號均可為LM358，穩壓二極體Z3、穩壓二極體Z6的型號均可為LM385B-2.5，所述電壓比較器Ul、電壓比較器U2的型號均可為LM393。
[0017]本實用新型提供了一種具有5路輸出的礦用隔爆兼本質安全型電源，該電源具有18V/400mA的本安輸出，降低了煤礦和非煤礦領域的供電設備成本，減少了工作人員的維護量，滿足了檢測點的擴容需求，具有實質性特點和進步，上面結合附圖對本實用新型的實施例作了詳細說明，但是本實用新型並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:包括交流電源電路(I)、變壓器(2)、整流電路(3)、限壓電路(4)、備用電池(5)、主控制器(6)和多路本安輸出電路(7)，所述交流電源電路(I)通過所述變壓器(2)與所述整流電路(3)相連，所述整流電路(3)分別與所述限壓電路(4)、備用電池(5)和主控制器(6)相連，所述限壓電路(4)分別與所述備用電池(5)和主控制器(6)相連，所述備用電池(5)與所述主控制器(6)相連，所述的各路本安輸出電路(7)均與所述限壓電路(4)相連。
2.根據權利要求1所述的一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:所述本安輸出電路(7)的路數為5路，每路本安輸出電路(7)的結構為:包括電壓比較器U1，所述電壓比較器Ul的負輸入端並接電阻Rl的一端後與電阻R2的一端相連，電阻Rl的另一端並接電阻R3的一端後與所述限壓電路(4)的輸出端子Al相連，電阻R2的另一端串接電阻R4後接地，所述電壓比較器Ul的正輸入端並接二極體Dl的正極後與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端並接二極體D2的負極、電阻R6的一端、PNP型三極體Ql的發射極、電阻R7的一端和P溝道場效應管SI的源極後與電阻R3的另一端相連，所述電壓比較器Ul的輸出端並接電阻R8的一端後與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端並接二極體Dl的負極後與二極體D2的正極相連，所述電壓比較器Ul的電源端與+24V電壓相連，所述電壓比較器Ul的接地端接地；所述PNP型三極體Ql的基極並接電阻R6的另一端後與電阻R8的另一端相連，所述PNP型三極體Ql的集電極與電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端並接電阻R7的另一端和電阻RlO的一端後與所述P溝道場效應管SI的柵極相連，P溝道場效應管SI的漏極並接穩壓二極體Zl的負極和電阻Rl I的一端後與電阻R12的一端相連，所述穩壓二極體Zl的正極和電阻RlO的另一端均接地； 所述的本安輸出電路(7)還包括:電壓比較器U2，所述電壓比較器U2的負輸入端並接電阻Rll的另一端後與電阻R13的一端相連，電阻R13的另一端串接電阻R14後接地，所述電壓比較器U2的正輸入端並接二極體D3的正極後與電阻R15的一端相連，電阻R15的另一端並接二極體D4的負極、電阻R16的一端、PNP型三極體Q2的發射極、電阻R17的一端和P溝道場效應管S2的源極後與電阻R12的另一端相連，所述電壓比較器U2的輸出端並接電阻R18的一端後與電容C2的一端相連，電容C2的另一端並接二極體D3的負極後與二極體D4的正極相連，所述電壓比較器U2的電源端與+24V電壓相連，所述電壓比較器U2的接地端接地；所述PNP型三極體Q2的基極並接電阻R16的另一端後與電阻R18的另一端相連，所述PNP型三極體Q2的集電極與電阻R19的一端相連，電阻R19的另一端並接電阻R17的另一端和電阻R20的一端後與所述P溝道場效應管S2的柵極相連，P溝道場效應管S2的漏極並接穩壓二極體Z2的負極後與所述本安輸出電路(7)的+18V電源輸出端子BI相連，所述穩壓二極體Z2的正極和電阻R20的另一端均接地。
3.根據權利要求2所述的一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:所述限壓電路(4)包括:電壓比較器U3，所述電壓比較器U3的負輸入端並接電阻R23的一端後與穩壓二極體Z3的負極相連，所述電壓比較器U3的正輸入端並接電阻R21的一端後與電阻R22的一端相連，電阻R23的另一端並接電解電容C3的正端、電容C4的一端、電容C5的一端、電壓比較器U3的電源端、電阻R24的一端、穩壓二極體Z4的負極和P溝道場效應管S3的源極後與所述限壓電路(4)的電源輸入端子Cl相連，所述電解電容C3的負端、電容C4的另一端、電容C5的另一端、穩壓二極體Z3的正極、電壓比較器U3的接地端和電阻R22的另一端均接地，所述電壓比較器U3的輸出端並接電阻R24的另一端和穩壓二極體Z4的正極後與所述P溝道場效應管S3的柵極相連，所述P溝道場效應管S3的漏極並接電阻R21的另一端、電解電容C6的正端、電阻R25的一端、電壓比較器U4的電源端、電源R26的一端和穩壓二極體Z5的負極後與P溝道場效應管S4的源極相連； 所述電壓比較器U4的負輸入端並接電阻R25的另一端後與穩壓二極體Z6的負極相連，所述電壓比較器U4的正輸入端並接電阻R27的一端後與電阻R28的一端相連，所述電解電容C6的負端、穩壓二極體Z6的正極、電壓比較器U4的接地端和電阻R28的另一端均接地，電壓比較器U4的輸出端並接電阻R26的另一端和穩壓二極體Z5的正極後與所述P溝道場效應管S4的柵極相連，所述P溝道場效應管S4的漏極並接電阻R27的另一端和電解電容C7的正端後與所述限壓電路(4)的輸出端子Al相連，電解電容C7的負端接地。
4.根據權利要求3所述的一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:所述電壓比較器U3、電壓比較器U4的型號均為LM358。
5.根據權利要求3所述的一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:所述P溝道場效應管S3、P溝道場效應管S4的型號均為IRF9530。
6.根據權利要求3所述的一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:所述穩壓二極體Z3、穩壓二極體Z6的型號均為LM385B-2.5。
7.根據權利要求2至6中任一所述的一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:所述電壓比較器Ul、電壓比較器U2的型號均為LM393。
8.根據權利要求2至6中任一所述的一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:所述P溝道場效應管S1、P溝道場效應管S2的型號均為IRF9530。
9.根據權利要求2至6中任一所述的一種礦用隔爆兼本質安全型電源，其特徵在於:所述PNP型三極體Ql、PNP型三極體Q2的型號均為8550。
【文檔編號】H02J7/00GK204089265SQ201420504741
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】王峰, 楊靜, 姚永強 申請人:山西陽光三極科技有限公司