延時斷電裝置製造方法
2023-10-18 06:37:44 1
延時斷電裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種延時斷電裝置，包括充電電路、超級電容組、電源模塊、電壓比較電路和智能檢測控制模塊，充電電路的輸入端接外部電源，充電電路的輸出端連接超級電容組，超級電容組的輸出端分別連接電源模塊和電壓比較電路，電壓比較電路的輸出端與智能檢測控制模塊中的繼電器輸出模塊連接，智能檢測控制模塊與超級電容組的輸出端連接，智能檢測控制模塊的輸入端與外部電源連接。本實用新型採用簡單可靠的器件，實現複雜的功能，能夠檢測控制器等核心的外部供電單元的供電情況，在供電電源掉電時，能迅速切入，為控制器等核心設備繼續提供電源；同時發送信號給控制器等核心設備，控制器等核心設備執行保存數據和關機動作，保證關鍵數據的備份以及系統的可靠性。
【專利說明】延時斷電裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及延時斷電技術，具體地說，涉及一種礦用延時斷電裝置。
【背景技術】
[0002]在很多電控系統操作過程當中，均存在需要延時斷電的情況。尤其是煤礦設備的電控系統中，根據主控器的工作狀況，需要頻繁斷電，而主控器記錄數據時間過於短暫，使得記錄的數據無法保存，導致數據丟失；或者在主控器工作時因故障導致頻繁斷電，同樣需要主控器記錄數據，但因時間短不能實現數據的記錄，導致無法判斷故障的原因。這樣就要求煤礦設備具有延時斷電功能，延長斷電的時間，可以及時的保存記錄的數據。現有的斷電延時裝置其儲能單元大多採用鋰電池，無法滿足煤礦設備的要求，存在安全隱患。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於針對現有煤礦設備頻繁斷電時存在的數據無法保存、故障難於處理等上述不足，提供一種結構簡單、安全性高、能夠保證煤礦設備關鍵數據的備份及系統可靠性的延時斷電裝置。
[0004]本實用新型的技術方案是:一種延時斷電裝置，該裝置包括充電電路、超級電容組、電源模塊、電壓比較電路和智能檢測控制模塊，其中，充電電路的輸出端與超級電容組輸入端連接，為超級電容組充電；電源模塊與超級電容組的輸出端連接，用於輸出穩定的電壓；電壓比較電路的輸入端與超級電容組的輸出端連接，用於檢測超級電容組的電壓，電壓比較電路的輸出端與智能檢測控制模塊中的繼電器輸出模塊連接，用於控制繼電器動作；智能檢測控制模塊與超級電容組的輸出端連接，用於檢測超級電容組的電壓，且智能檢測控制模塊的輸入端與外部電源連接，用於檢測外部電源是否掉電。
[0005]進一步的，電壓比較電路包括一個達林頓陣列和分別與該達林頓陣列輸入端連接的四路電壓比較器，達林頓陣列的輸出端與繼電器模塊的輸入端連接；四路電壓比較器中，三路電壓比較器的輸入端與超級電容組的輸出端連接，用於檢測超級電容組的電壓，一路電壓比較器的輸入端與外部電源連接，用於檢測外部電源的電壓。
[0006]進一步的，所述繼電器輸出模塊的輸出端與充電電路和電源模塊的輸出端連接，用於控制電源模塊和充電電路的輸出。
[0007]進一步的，智能檢測控制模塊包括STC單片機以及分別與STC單片機連接的放電電路、繼電器輸出模塊、斷電檢測電路、模擬量信號處理模塊、供電模塊和通訊模塊，其中，供電模塊為STC單片機供電；所述斷電檢測電路的輸入端與外部電源連接，用於檢測外部電源是否掉電；所述模擬量信號處理模塊的輸入端與超級電容組的輸出端連接，用於檢測超級電容組的電壓。
[0008]優選的是，通訊模塊設置有與上位機連接的通訊接口。
[0009]進一步的，所述STC單片機與超級電容組之間連接有分壓電阻和電容容量指示燈，用於控制放電電路放電。
[0010]優選的是，充電電路設置有三級充電電阻，三級充電電阻設置為階梯式連接。
[0011]本實用新型的有益效果是:本實用新型採用簡單可靠的器件，實現複雜的功能，能夠檢測控制器等核心的外部供電單元的供電情況，當檢測到外部供電電源掉電時，能夠迅速切入，為控制器等核心設備繼續提供電源；同時本實用新型延時斷電裝置也會發出供電單元掉電命令信號，發送給控制器等核心設備，控制器等核心設備可以在檢測到該信號後，執行保存數據和關機動作，從而保證關鍵數據的備份以及系統的可靠性。本實用新型充電電路中的充電電阻，採用階梯式連接，通過三級切換，保證了超級電容組的快速充電；採用超級電容組作為儲能單元，充電電流大，充放電無次數限制，且充電容量大；智能檢測控制模塊大部分採用分立元件，直接控制繼電器模塊，單片機僅作為放電控制使用，有限保證了充放電的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0014]一種延時斷電裝置，該裝置包括充電電路、超級電容組、電源模塊、電壓比較電路和智能檢測控制模塊，其中，充電電路的輸出端與超級電容組輸入端連接，為超級電容組充電；電源模塊與超級電容組的輸出端連接，用於輸出穩定的電壓；電壓比較電路的輸入端與超級電容組的輸出端連接，用於檢測超級電容組的電壓，電壓比較電路的輸出端與智能檢測控制模塊中的繼電器輸出模塊連接，用於控制繼電器動作；所述繼電器輸出模塊的輸出端與充電電路和電源模塊的輸出端連接，用於控制電源模塊和充電電路的輸出；智能檢測控制模塊與超級電容組的輸出端連接，用於檢測超級電容組的電壓，且智能檢測控制模塊的輸入端與外部電源連接，用於檢測外部電源是否掉電。
[0015]為了實現對繼電器的控制和對超級電容組的電壓檢測，所述電壓比較電路包括一個達林頓陣列和分別與該達林頓陣列輸入端連接的四路電壓比較器，達林頓陣列的輸出端與繼電器模塊的輸入端連接；四路電壓比較器中，三路電壓比較器的輸入端與超級電容組的輸出端連接，用於檢測超級電容組的電壓，一路電壓比較器的輸入端與外部電源連接，用於檢測外部電源的電壓。
[0016]為了實現對外部電源和對超級電容組的電壓檢測，上述智能檢測控制模塊包括STC單片機以及分別與STC單片機連接的放電電路、繼電器輸出模塊、斷電檢測電路、模擬量信號處理模塊、供電模塊和通訊模塊，其中，供電模塊為STC單片機供電；所述斷電檢測電路的輸入端與外部電源連接，用於檢測外部電源是否掉電；所述模擬量信號處理模塊的輸入端與超級電容組的輸出端連接，用於檢測超級電容組的電壓。
[0017]上述通訊模塊設置有與上位機連接的通訊接口，可以實現與上位機之間的通訊。
[0018]所述STC單片機與超級電容組之間連接有分壓電阻和電容容量指示燈，用於控制放電電路放電。
[0019]充電電路設置有三級充電電阻，三級充電電阻設置為階梯式連接。
[0020]工作原理:
[0021]圖1中電壓比較器LM339A中的U1B、U1C、UlD均是用來檢測超級電容組上的電壓值。當UlC檢測到超級電容組電壓值到達5V時，LM339A引腳14輸出高電平；當UlB檢測到超級電容組電壓值到達1V時，LM339A引腳I輸出高電平；當UlD檢測到超級電容組電壓值到達18V時，LM339A引腳13輸出高電平。LM339A引腳14輸出高電平時，通過通過達林頓陣列ULN2003控制繼電器K16吸合，LM339A引腳I輸出高電平時，通過通過達林頓陣列ULN2003控制繼電器K17吸合。繼電器K16、K17的吸合實現了階躍性的降低充電電路中的充電電阻，從而保證了超級電容組的快速充電。LM339A引腳13輸出高電平時，通過通過達林頓陣列ULN2003控制繼電器Kl5吸合，這時外部電源直接向延時斷電裝置的輸出供電。
[0022]圖1中電壓比較器LM339A中的UlA是用來檢測外部電源的電壓值，當對本實施例延時斷電裝置24V上電時，LM339A引腳2輸出高電平，通過達林頓陣列ULN2003控制繼電器Κ18、Κ19吸合，繼電器Κ18的常閉點斷開，切斷電源模塊輸出到延時斷電裝置迴路，繼電器Κ19用來向外部輸出開關量信號，指示延時斷電裝置電源狀態。
[0023]圖1中二極體D34、D37、D38為利用其二極體的單向導電特性用來防止電流導流。
[0024]當外部能量失電或電源波動到18V以下時，電壓比較器LM339A引腳2輸出由高電平變為低電平，通過達林頓陣列ULN2003控制繼電器K18釋放或直接由於外部電源停電導致繼電器K18失電，繼電器K18直接釋放，此時超級電容組通過電源模塊穩定輸出到本實施例延時斷電裝置的輸出級。因為不影響到裝置供電，其它繼電器的狀態會根據各自的情況進行動作。
[0025]圖1中單片機U20是一款低功耗的單片機，帶有10路AD轉換功能，單片機U20通過分壓電阻R123和R124分壓超級電容組電壓，間接檢測超級電容組上的電壓值，根據電壓情況控制電壓指示燈及超級電容組電壓放電到設定的最低電壓時，控制放電電路中的雙向可控矽BTl導通，從而實現超級電容組殘餘電量的釋放。
[0026]以上所舉實施例僅用為方便舉例說明本實用新型，在本實用新型所述技術方案範疇，所屬【技術領域】的技術人員所作各種簡單變形與修飾，均應包含在以上申請專利範圍中。
【權利要求】
1.一種延時斷電裝置，其特徵在於:該裝置包括充電電路、超級電容組、電源模塊、電壓比較電路和智能檢測控制模塊，其中，充電電路的輸入端接外部電源，充電電路的輸出端連接超級電容組，超級電容組的輸出端分別連接電源模塊和電壓比較電路，電壓比較電路的輸出端與智能檢測控制模塊中的繼電器輸出模塊連接，智能檢測控制模塊與超級電容組的輸出端連接，智能檢測控制模塊的輸入端與外部電源連接。
2.按照權利要求1所述的延時斷電裝置，其特徵在於:電壓比較電路包括一個達林頓陣列和分別與該達林頓陣列輸入端連接的四路電壓比較器，達林頓陣列的輸出端與繼電器模塊的輸入端連接；四路電壓比較器中，三路電壓比較器的輸入端與超級電容組的輸出端連接，一路電壓比較器的輸入端與外部電源連接。
3.按照權利要求1所述的延時斷電裝置，其特徵在於:所述繼電器輸出模塊的輸出端與充電電路和電源模塊的輸出端連接。
4.按照權利要求1所述的延時斷電裝置，其特徵在於:智能檢測控制模塊包括STC單片機以及分別與STC單片機連接的放電電路、繼電器輸出模塊、斷電檢測電路、模擬量信號處理模塊、供電模塊和通訊模塊，其中，供電模塊為STC單片機供電；所述斷電檢測電路的輸入端與外部電源連接，所述模擬量信號處理模塊的輸入端與超級電容組的輸出端連接。
5.按照權利要求4所述的延時斷電裝置，其特徵在於:通訊模塊設置有與上位機連接的通訊接口。
6.按照權利要求4所述的延時斷電裝置，其特徵在於:所述STC單片機與超級電容組之間連接有分壓電阻和電容容量指示燈。
7.按照權利要求1所述的延時斷電裝置，其特徵在於:充電電路設置有三級充電電阻，三級充電電阻設置為階梯式連接。
【文檔編號】G05B19/042GK204256419SQ201420646758
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】梁柱 申請人:青島天迅電氣有限公司