智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源的制作方法
智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括交流输入、隔爆电磁开关、交流变压器、整流滤波电路1、整流滤波电路2、手动机械装置、稳压充电电路、蓄电池、切换电路、稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路、降压稳压电路、微控制器系统电路、CAN接口电路、本安电源输出端口。微控制器实时采集电源的本安输出电压值、电流值、备用蓄电池电压值等参数，获得电源当前的运行状态，并通过计算、推理和判断，实现对电源未来运行状态的预测，同时通过CAN总线将所得结果上传到监控室，值班人员根据这些参数可了解电源的运行状况，可远程控制本安电源的输出状态，以实现本安电源的智能化管理。
【专利说明】智能型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电源装置，尤其是一种用在矿山井下的各种监测和监控系统 的直流稳压电源装置。
【背景技术】
[0002] 煤炭资源是我国经济发展的基础，是维持我国经济高速发展的重要保障。随着煤 矿现代化程度的不断提高，对煤矿供电的可靠性、安全性、连续性提出越来越高的要求。本 安电源是煤矿井下的重要电气设备，它的安全运行是现代化煤矿中其它矿井下各类电气设 备高效率、高质量运转的保证。但是由于矿井下特殊的工作环境和其它原因，目前煤矿井下 本安电源的管理还存在若干问题：首先，矿井下本安电源种类繁多，独立性强，若不在现场 很难检测它们的工作状态。其次，这些电源的功能参数各不相同，电源的维护管理也不统 一。如果矿井下现场设备的供电情况不能在第一时间获取，一旦发生电源故障，不仅影响设 备运行，还可能导致重大事故的发生。矿井下本安电源的智能化、网络化是目前实现数字化 矿山的前提。物联网时代的本安电源已经由独立的外部设备产品发展成为整个通信系统不 可分割的一部分，这就要求本安电源具备智能通讯接口，包括CAN通信接口、以太网通信接 口、RS485通讯接口等，以实现本安电源可方便快捷的接入数字通信系统中。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其具备通 讯接口，利用CAN总线传输技术，把微控制器采集的本安输出电压值、备用蓄电池电压值以 及各种报警状态等参数上传到监控室，值班人员根据这些参数可了解电源的运行状况，可 远程控制本安电源的输出状态，以实现本安电源的智能化。
[0004] 为实现以上目的，本实用新型提供的技术方案为：一种智能型矿用隔爆兼本安型 直流稳压电源，包括交流输入、隔爆电磁开关、交流变压器、整流滤波电路1、整流滤波电路 2、手动机械装置、稳压充电电路、蓄电池、切换电路、稳压开关电路、双路过压、过流、短路保 护电路、降压稳压电路、微控制器系统电路、CAN接口电路、本安电源输出端口；其特征在 于：所述的交流输入通过隔爆电磁开关输入到交流变压器，交流变压器降压后分两路输出： 一路通过整流滤波电路1后再经过稳压充电电路给蓄电池充电；另外一路通过整流滤波电 路2后与蓄电池经过切换电路的比较选择一路输出直流电压，再经过稳压开关电路、双路 过压、过流、短路保护电路输出可靠的本安输出。从切换电路输出端取一直流电压经过降压 稳压电路给CAN接口电路供电，利用CAN总线传输技术，把微控制器STM32F103采集的备用 蓄电池电压值、本安输出电压值以及各种报警状态等参数上传到监控室，值班人员根据这 些参数可了解电源的运行状况，可远程控制本安电源的输出状态，以实现本安电源的智能 化。所述的CAN总线接口电路包括微控制器U1、光耦合器U3和U4、CAN接口收发器U2 ;微 控制器U1通过A/D转换电路采集该智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源的本安输出电 压值、本安输出电流值以及蓄电池电压值等参数，然后进行数据处理，处理完毕的数据按照 约定的协议通过光耦合器U3和U4隔离后发送至CAN接口收发器U2,然后通过U2进行电平 转换，最后把CAN信号传送到CAN总线上去。
[0005] 有益效果
[0006] 本实用新型利用CAN总线传输技术，把微控制器STM32F103采集的备用蓄电池电 压值、本安输出电压值以及各种报警状态等参数上传到监控室，值班人员根据这些参数可 了解电源的运行状况，可远程控制本安电源的输出状态，以实现本安电源的智能化。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为本实用新型的原理框图。
[0008] 图2为本实用新型的CAN总线接口电路。
[0009] 图中标号说明：U1为微控制器，U2为CAN接口收发器，U3和U4均为光耦合器，C1、 C2、C3为电容，1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8为电阻，05(：为晶体振荡器，11，12，13为接插端子。
【具体实施方式】
[0010] 为了更清楚地表述本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图中的实施 例，对本实用新型作进一步的说明。
[0011] 如图1所示的智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括交流输入、隔爆电磁 开关、交流变压器、整流滤波电路1、整流滤波电路2、手动机械装置、稳压充电电路、蓄电 池、切换电路、稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路、降压稳压电路、微控制器系统 电路、CAN接口电路、本安电源输出端口； 127VAC/660VAC的交流输入通过隔爆电磁开关输 入到交流变压器，交流变压器降压后分两路输出：一路通过整流滤波电路1后再经过稳压 充电电路给蓄电池充电；另外一路通过整流滤波电路2后与蓄电池经过切换电路的比较选 择一路输出直流电压，再经过稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路输出可靠的本 安输出。从切换电路输出端取一直流电压经过降压稳压电路给CAN接口电路供电，利用CAN 总线传输技术，把微控制器采集的备用蓄电池电压值、本安输出电压值以及各种报警状态 等参数上传到监控室，值班人员根据这些参数可了解电源的运行状况，可远程控制本安电 源的输出状态，以实现本安电源的智能化。
[0012] 如图2所示，所述的CAN总线接口电路包括微控制器U1、光耦合器微U3和U4、CAN 接口收发器U2 ;微控制器U1通过A/D转换电路采集该智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压 电源的本安输出电压值VIN_V、本安输出电流值VIN_I以及蓄电池电压值BATT_V等参数，然 后进行数据处理，处理完毕的数据按照约定的协议通过微控制器U1的45脚和46脚发送给 光耦合器U3和U4,数字信号经光耦合器U3和U4光电耦合后连接到CAN接口收发器U2,然 后通过U2进行电平转换，可把CAN信号传送到CAN总线上去。
[0013] 以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不局限于上述实施方式，只要在本 实用新型的构思之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护 范围之内。
【权利要求】
1. 一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括交流输入、隔爆电磁开关、交流变 压器、整流滤波电路1、整流滤波电路2、手动机械装置、稳压充电电路、蓄电池、切换电路、 稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路、降压稳压电路、微控制器系统电路、CAN接口 电路、本安电源输出端口；其特征在于：所述的交流输入通过隔爆电磁开关输入到交流变 压器，交流变压器降压后分两路输出：一路通过整流滤波电路1后再经过稳压充电电路给 蓄电池充电；另外一路通过整流滤波电路2后与蓄电池经过切换电路的比较选择一路输出 直流电压，再经过稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路输出可靠的本安输出。
2. 根据权利要求1所述的一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于： 所述的CAN总线接口电路包括微控制器U1、光耦合器U3和U4、CAN接口收发器U2 ;其中所 述微控制器U1通过A/D转换电路采集该直流稳压电源的本安输出电压值、本安输出电流值 以及蓄电池电压值等参数，然后进行数据处理，处理完毕的数据按照约定的协议通过光耦 合器U3和U4耦合后发送至CAN接口收发器U2,然后通过U2进行电平转换，最后把CAN信 号传送到CAN总线。
【文档编号】H02J9/06GK203871916SQ201420015737
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年1月12日 优先权日:2014年1月12日
【发明者】蔺超文, 唐翔, 宓国栋, 侯立兵, 李子龙 申请人:徐州工程学院
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括交流输入、隔爆电磁开关、交流变压器、整流滤波电路1、整流滤波电路2、手动机械装置、稳压充电电路、蓄电池、切换电路、稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路、降压稳压电路、微控制器系统电路、CAN接口电路、本安电源输出端口。微控制器实时采集电源的本安输出电压值、电流值、备用蓄电池电压值等参数，获得电源当前的运行状态，并通过计算、推理和判断，实现对电源未来运行状态的预测，同时通过CAN总线将所得结果上传到监控室，值班人员根据这些参数可了解电源的运行状况，可远程控制本安电源的输出状态，以实现本安电源的智能化管理。
【专利说明】智能型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电源装置，尤其是一种用在矿山井下的各种监测和监控系统 的直流稳压电源装置。
【背景技术】
[0002] 煤炭资源是我国经济发展的基础，是维持我国经济高速发展的重要保障。随着煤 矿现代化程度的不断提高，对煤矿供电的可靠性、安全性、连续性提出越来越高的要求。本 安电源是煤矿井下的重要电气设备，它的安全运行是现代化煤矿中其它矿井下各类电气设 备高效率、高质量运转的保证。但是由于矿井下特殊的工作环境和其它原因，目前煤矿井下 本安电源的管理还存在若干问题：首先，矿井下本安电源种类繁多，独立性强，若不在现场 很难检测它们的工作状态。其次，这些电源的功能参数各不相同，电源的维护管理也不统 一。如果矿井下现场设备的供电情况不能在第一时间获取，一旦发生电源故障，不仅影响设 备运行，还可能导致重大事故的发生。矿井下本安电源的智能化、网络化是目前实现数字化 矿山的前提。物联网时代的本安电源已经由独立的外部设备产品发展成为整个通信系统不 可分割的一部分，这就要求本安电源具备智能通讯接口，包括CAN通信接口、以太网通信接 口、RS485通讯接口等，以实现本安电源可方便快捷的接入数字通信系统中。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其具备通 讯接口，利用CAN总线传输技术，把微控制器采集的本安输出电压值、备用蓄电池电压值以 及各种报警状态等参数上传到监控室，值班人员根据这些参数可了解电源的运行状况，可 远程控制本安电源的输出状态，以实现本安电源的智能化。
[0004] 为实现以上目的，本实用新型提供的技术方案为：一种智能型矿用隔爆兼本安型 直流稳压电源，包括交流输入、隔爆电磁开关、交流变压器、整流滤波电路1、整流滤波电路 2、手动机械装置、稳压充电电路、蓄电池、切换电路、稳压开关电路、双路过压、过流、短路保 护电路、降压稳压电路、微控制器系统电路、CAN接口电路、本安电源输出端口；其特征在 于：所述的交流输入通过隔爆电磁开关输入到交流变压器，交流变压器降压后分两路输出： 一路通过整流滤波电路1后再经过稳压充电电路给蓄电池充电；另外一路通过整流滤波电 路2后与蓄电池经过切换电路的比较选择一路输出直流电压，再经过稳压开关电路、双路 过压、过流、短路保护电路输出可靠的本安输出。从切换电路输出端取一直流电压经过降压 稳压电路给CAN接口电路供电，利用CAN总线传输技术，把微控制器STM32F103采集的备用 蓄电池电压值、本安输出电压值以及各种报警状态等参数上传到监控室，值班人员根据这 些参数可了解电源的运行状况，可远程控制本安电源的输出状态，以实现本安电源的智能 化。所述的CAN总线接口电路包括微控制器U1、光耦合器U3和U4、CAN接口收发器U2 ;微 控制器U1通过A/D转换电路采集该智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源的本安输出电 压值、本安输出电流值以及蓄电池电压值等参数，然后进行数据处理，处理完毕的数据按照 约定的协议通过光耦合器U3和U4隔离后发送至CAN接口收发器U2,然后通过U2进行电平 转换，最后把CAN信号传送到CAN总线上去。
[0005] 有益效果
[0006] 本实用新型利用CAN总线传输技术，把微控制器STM32F103采集的备用蓄电池电 压值、本安输出电压值以及各种报警状态等参数上传到监控室，值班人员根据这些参数可 了解电源的运行状况，可远程控制本安电源的输出状态，以实现本安电源的智能化。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为本实用新型的原理框图。
[0008] 图2为本实用新型的CAN总线接口电路。
[0009] 图中标号说明：U1为微控制器，U2为CAN接口收发器，U3和U4均为光耦合器，C1、 C2、C3为电容，1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8为电阻，05(：为晶体振荡器，11，12，13为接插端子。
【具体实施方式】
[0010] 为了更清楚地表述本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图中的实施 例，对本实用新型作进一步的说明。
[0011] 如图1所示的智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括交流输入、隔爆电磁 开关、交流变压器、整流滤波电路1、整流滤波电路2、手动机械装置、稳压充电电路、蓄电 池、切换电路、稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路、降压稳压电路、微控制器系统 电路、CAN接口电路、本安电源输出端口； 127VAC/660VAC的交流输入通过隔爆电磁开关输 入到交流变压器，交流变压器降压后分两路输出：一路通过整流滤波电路1后再经过稳压 充电电路给蓄电池充电；另外一路通过整流滤波电路2后与蓄电池经过切换电路的比较选 择一路输出直流电压，再经过稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路输出可靠的本 安输出。从切换电路输出端取一直流电压经过降压稳压电路给CAN接口电路供电，利用CAN 总线传输技术，把微控制器采集的备用蓄电池电压值、本安输出电压值以及各种报警状态 等参数上传到监控室，值班人员根据这些参数可了解电源的运行状况，可远程控制本安电 源的输出状态，以实现本安电源的智能化。
[0012] 如图2所示，所述的CAN总线接口电路包括微控制器U1、光耦合器微U3和U4、CAN 接口收发器U2 ;微控制器U1通过A/D转换电路采集该智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压 电源的本安输出电压值VIN_V、本安输出电流值VIN_I以及蓄电池电压值BATT_V等参数，然 后进行数据处理，处理完毕的数据按照约定的协议通过微控制器U1的45脚和46脚发送给 光耦合器U3和U4,数字信号经光耦合器U3和U4光电耦合后连接到CAN接口收发器U2,然 后通过U2进行电平转换，可把CAN信号传送到CAN总线上去。
[0013] 以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不局限于上述实施方式，只要在本 实用新型的构思之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护 范围之内。
【权利要求】
1. 一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括交流输入、隔爆电磁开关、交流变 压器、整流滤波电路1、整流滤波电路2、手动机械装置、稳压充电电路、蓄电池、切换电路、 稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路、降压稳压电路、微控制器系统电路、CAN接口 电路、本安电源输出端口；其特征在于：所述的交流输入通过隔爆电磁开关输入到交流变 压器，交流变压器降压后分两路输出：一路通过整流滤波电路1后再经过稳压充电电路给 蓄电池充电；另外一路通过整流滤波电路2后与蓄电池经过切换电路的比较选择一路输出 直流电压，再经过稳压开关电路、双路过压、过流、短路保护电路输出可靠的本安输出。
2. 根据权利要求1所述的一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于： 所述的CAN总线接口电路包括微控制器U1、光耦合器U3和U4、CAN接口收发器U2 ;其中所 述微控制器U1通过A/D转换电路采集该直流稳压电源的本安输出电压值、本安输出电流值 以及蓄电池电压值等参数，然后进行数据处理，处理完毕的数据按照约定的协议通过光耦 合器U3和U4耦合后发送至CAN接口收发器U2,然后通过U2进行电平转换，最后把CAN信 号传送到CAN总线。
【文档编号】H02J9/06GK203871916SQ201420015737
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年1月12日 优先权日:2014年1月12日
【发明者】蔺超文, 唐翔, 宓国栋, 侯立兵, 李子龙 申请人:徐州工程学院
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