專利名稱：一種煤礦用自適應(yīng)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源電路，具體涉及一種煤礦用自適應(yīng)電源。
背景技術(shù)：
煤礦的電源供電復(fù)雜，包括127V、 220V、 380V、 660V等多個(gè)不同的電 源等級，原有的一種礦井監(jiān)控系統(tǒng)寬電源輸入解決方式如圖1所示。變壓器 Bl原邊設(shè)計(jì)了多組抽頭，PAC1和PAC2是輸入礦井的兩相電源，可能的電源 等級為127V、 220V、 380V、 660V等。變壓器Bl原邊對應(yīng)分出127V、 220V、 380V、 660V等幾個(gè)等級，每個(gè)等級對應(yīng)一個(gè)繞組的抽頭，接插部件I、 II、 III、 IV為礦井電源與變壓器的接插部件；在變壓器的副邊引出兩組抽頭，一 組輸出27V供給充電板給電池充電，另一組輸出24V供給24V電源板給負(fù)載 提供電源。Fl、 F2、 F3、 F3、 F4為保險(xiǎn)絲。原有解決方式的缺點(diǎn)如下
1、 使用不便。特別是當(dāng)在礦井底下因需要而移動(dòng)電源箱體至不同電壓等 級地點(diǎn)時(shí)，必須帶到安全地點(diǎn)打開箱體更換抽頭接插件才可以正常使用。
2、 安全隱患。原電源使用時(shí)需配合合適的電源接插件，如果所接電壓等 級與實(shí)際使用的不一致，這樣將會燒毀電源系統(tǒng)，其后果非常嚴(yán)重。
3、 電壓波動(dòng)。由于很大部分煤礦井下電網(wǎng)供電質(zhì)量惡劣，我們以前設(shè)計(jì) 的電源都是每個(gè)等級上下波動(dòng)25%的范圍，但偶爾還是不能滿足使用需 要。以至于設(shè)計(jì)的變壓器要求成本和體積更大，后面的電源和充電板的輸 入范圍也很寬，導(dǎo)致電路設(shè)計(jì)難度很大。
4、 發(fā)熱問題。為了適應(yīng)礦井下特殊的防爆防7K要求，要求把電源系統(tǒng)放 在密封的本安箱體內(nèi)，目前使用的變壓器發(fā)熱量大，而電源板也發(fā)熱，其 只能靠箱體散熱而導(dǎo)致環(huán)境溫度很高，特別對備用鉛酸電池的壽命影響相 當(dāng)大，也對系統(tǒng)的長期運(yùn)行提出了很高的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可靠性高、效率高、能自 動(dòng)適應(yīng)礦井下多個(gè)電壓等級的煤礦用自適應(yīng)電源。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，提供一種煤礦用自 適應(yīng)電源，包括晶閘管主電路、單片機(jī)輔助控制電路，所述晶閘管主電路的 輸入端連接礦井電源，輸出端連接外部開關(guān)電源，所述晶閘管主電路的控制
端連接單片機(jī)輔助控制電路；
其中所述晶閘管主電路由輸入保護(hù)電路、自耦變壓器、高壓端晶閘管 電路、低壓端晶閘管電路、低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路、輸出保護(hù)電路構(gòu)成，
所述輸入保護(hù)電路的輸入端連接礦井電源，輸入保護(hù)電路的輸出端連接 自耦變壓器的輸入端和低壓端晶閘管電路的輸入端；
所述自耦變壓器的輸入端連接輸入保護(hù)電路的輸出端，自耦變壓器輸出 端同時(shí)連接高壓端晶閘管電路的輸入端和單片機(jī)輔助控制電路；
所述高壓端晶閘管電路的輸入端連接自耦變壓器輸出端，高壓端晶閘管 電路的輸出端連接輸出保護(hù)電路的輸入端，高壓端晶閘管電路的控制端連接 單片機(jī)輔助控制電路的輸出端；
所述低壓端晶閘管電路的輸入端連接輸入保護(hù)電路的輸出端，低壓端晶 閘管電路的輸出端連接低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路的輸入端，低壓端晶閘管電 路的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路的輸出端；
所述低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路的輸入端連接低壓端晶閘管電路的輸出
啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路；
端和高壓端晶閘管電路的輸出端，輸出保護(hù)電路的輸出端連接外部開關(guān)電 源。
根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源的一種優(yōu)選方案，所述單
片機(jī)輔助控制電路由變壓器、單片機(jī)電源變換電路、信號整流采樣電路、單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路、單片機(jī)電路、邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，其中
所述變壓器的輸入端連接自耦變壓器的輸出端，其輸出端分別連接單片機(jī)電源變換電路的輸入端和信號整流采樣電路的輸入端；
所述單片機(jī)電源變換電路的輸入端連接變壓器的第一輸出端，單片機(jī)電源變換電路的控制端連接單片機(jī)電路的第一輸出端，單片機(jī)電源變換電路的輸出端連接單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路的輸入端；所述單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路的輸出端連接單片機(jī)電路的電源輸入端；
所述信號整流采樣電路的輸入端連接變壓器的第二輸出端，信號整流采入端；
所述單片機(jī)電路的第一輸出端連接單片機(jī)電源變換電路的控制端；所述 單片機(jī)電路的第二輸出端連接邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路的控制端；
所述邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別連接低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路的控制端、高壓端晶閘管電路的控制端和低壓端晶閘管電路的控制端。
根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源的一種優(yōu)選方案，所述低 壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路由保護(hù)繼電器K2、 二極管D13、電阻R27和電容C14 構(gòu)成，其中二極管D13連接在保護(hù)繼電器K2的線圏兩端，二極管D13的陽 級連接到邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，二極管D13的陰極連接到單片機(jī)電 源穩(wěn)壓電路的輸出端，電阻R27和電容C14串聯(lián)后連接到保護(hù)繼電器K2的 常開觸點(diǎn)的兩端，同時(shí)，保護(hù)繼電器K2的常開觸點(diǎn)的一端連接低壓端晶閘 管保護(hù)電路的輸出端，保護(hù)繼電器K2的常開觸點(diǎn)的另一端連接輸出保護(hù)電 路的輸入端。
根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源的一種優(yōu)選方案，所述單 片機(jī)電源變換電if各由變壓器副邊、電源繼電器K1、三極管Q2、晶閘管Q1、 穩(wěn)壓管二極管DIO、 Dll、整流橋B1、電阻R7、 R25構(gòu)成，所述變壓器一組副邊引腳通過電源繼電器K1的常閉觸點(diǎn)連接到整流橋B1的輸入端，變壓器 的副邊的另一組引腳通過電源繼電器K1的常開觸點(diǎn)連接到整流橋B1的輸入 端，三極管Q2的基極連接單片機(jī)電路的第一輸出端，三極管Q2的集電極連 接晶閘管Ql的陽極和電源繼電器Kl的線圈的一端，三極管Q2的發(fā)射極連 接晶閘管Ql的陰極、穩(wěn)壓二極管Dll的陽級以及整流橋B1的輸出負(fù)端并接 地，晶閘管Ql的控制極連接穩(wěn)壓管二極管D10的陽極，穩(wěn)壓管二極管D10 的陰極通過串聯(lián)連接的電阻R7、 R25連接電源繼電器Kl的線圏的另一端， 電阻R7、 R25的連接節(jié)點(diǎn)與整流橋B1的輸出正端以及穩(wěn)壓管二極管Dll的 陰極連接。
根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源的一種優(yōu)選方案，所述邏 輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路包括功率驅(qū)動(dòng)芯片U6。
根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源的一種優(yōu)選方案，所述晶 閘管主電路還包括高壓端晶閘管保護(hù)電路和低壓端晶閘管保護(hù)電路，所述高 壓端晶閘管保護(hù)電路連接在高壓端晶閘管電路的輸入輸出端之間，低壓端晶 閘管保護(hù)電路連接在低壓端晶閘管電路的輸入輸出端之間。
本實(shí)用新型所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源有益效果是，解決了礦井電網(wǎng) 等級多、供電質(zhì)量惡劣、波動(dòng)范圍大、使用安裝不便等問題，采用單片機(jī)自 動(dòng)識別電網(wǎng)電壓范圍，自動(dòng)適應(yīng)全礦井的電網(wǎng)電壓，同時(shí)消除因人為因素導(dǎo) 致的安全隱患問題，更重要的是它能很好的改善發(fā)熱大而帶來的穩(wěn)定和壽命 問題，可廣泛應(yīng)用于煤礦安全供電設(shè)備中，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1是一種原有礦井監(jiān)控系統(tǒng)寬電源輸入解決方式的原理框圖。
圖2是一種新型礦井用自適應(yīng)電源系統(tǒng)的原理框圖。
圖3是圖2中自適應(yīng)電源的主電路原理圖。
圖4是圖2中自適應(yīng)電源的控制電路原理圖。
圖5是圖2中自適應(yīng)電源的主程序框圖
圖6是晶閘管控制程序框圖。
具體實(shí)施方式
參見圖2， 一種煤礦用自適應(yīng)電源，由晶閘管主電路1、單片機(jī)輔助控制電路7構(gòu)成，其中晶閘管主電路l的輸入端連接礦井電源，所述晶閘管 主電路1的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路7,晶閘管主電路1的輸出端連接外部開關(guān)電源15，開關(guān)電源15分兩路輸出， 一路直接經(jīng)安全柵電路17 輸出，另一路給智能充放電管理器16供電；智能充放電管理器16作為備用電源使用，其電能在礦井電源停電時(shí)給負(fù)載供電。所述礦井電源輸入85VAC~825VAC,經(jīng)自適應(yīng)電源變?yōu)?5VAC~264VAC，之后再經(jīng)過開關(guān)電源15輸出穩(wěn)定的24V電源。
其中，所述晶閘管主電路l由輸入保護(hù)電路8、自耦變壓器T1、高壓端晶閘管電路12、低壓端晶閘管電路ll、低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路9、輸出保 護(hù)電路14、高壓端晶閘管保護(hù)電路13和低壓端晶閘管保護(hù)電路10構(gòu)成，其中，所述輸入保護(hù)電路8的輸入端連接礦井電源，輸入保護(hù)電路8的輸出端連接自耦變壓器T1的輸入端和低壓端晶閘管電路ll的輸入端；所述自耦變壓器Tl的輸入端連接輸入保護(hù)電路8的輸出端，自耦變壓器Tl輸出端同時(shí)連接高壓端晶閘管電路12的輸入端和單片機(jī)輔助控制電路7;所述高壓端晶閘管電路12的輸入端連接自耦變壓器T1輸出端，高壓端晶閘管電路12的輸出端連接輸出保護(hù)電路14的輸入端，高壓端晶閘管電路12的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路7的輸出端；所述低壓端晶閘管電路11的輸入端連接輸入保護(hù)電路8的輸出端，低壓端晶閘管電路11的輸出端連接低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路9的輸入端，低壓端晶閘管電路11的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路7的輸出端；所述低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路9的輸入端連接低壓端晶閘管電路11的輸出端，低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路9的輸出端連接輸出保護(hù)電路14的輸入端，低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路9的控制端連接單片機(jī)輔助 控制電路7;路9的輸出端和高壓端晶閘管電路12的輸出端，輸出保護(hù)電路14的輸出端 連接外部開關(guān)電源15;所述高壓端晶閘管保護(hù)電路13連接在高壓端晶閘管 電路12的輸入輸出端之間，低壓端晶閘管保護(hù)電路10連接在低壓端晶閘管 電路11的輸入輸出端之間。
其中，所述單片機(jī)輔助控制電路7由變壓器T2、單片機(jī)電源變換電路2、 信號整流采樣電路3、單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路4、單片機(jī)電路5、邏輯判斷及驅(qū) 動(dòng)電路6構(gòu)成，所述變壓器T2的輸入端連接自耦變壓器T1的輸出端，其輸 出端分別連接單片機(jī)電源變換電路2的輸入端和信號整流采樣電路3的輸入 端；所述單片機(jī)電源變換電路2的輸入端連接變壓器T2的第一輸出端，單 片機(jī)電源變換電路2的控制端連接單片機(jī)電路5的第一輸出端，單片機(jī)電源 變換電路2的輸出端連接單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路4的輸入端；所述單片機(jī)電源 穩(wěn)壓電路4的輸出端連接單片機(jī)電路5的電源輸入端；所述信號整流采樣電 路3的輸入端連接變壓器T2的第二輸出端，信號整流釆樣電路3的輸出端 分別連接單片機(jī)電路5的輸入端和邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路6的輸入端；所述單 片機(jī)電路5的輸出端連接邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路6的控制端；所述邏輯判斷及 驅(qū)動(dòng)電路6的輸出端分別連接低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路9的控制端、高壓端 晶閘管電路12的控制端和低壓端晶閘管電路11的控制端。
參見圖3，所述晶閘管主電路l由電源輸入Jl、自耦變壓器T1、高端晶 閘管TR1、低端晶閘管TR2、 TR3，保護(hù)繼電器K2、脈沖變壓器T3 T5、壓 敏電阻R1、 R2、電阻R3 R6、 R16 R21、 R27、 R35、 R36、 R37、電容C3 ~ C5、 C16、 二極管Dl ~D6、 D13、瞬態(tài)電壓抑制二極管D12、 D14、保險(xiǎn)絲FUSE1、 電源輸出J2構(gòu)成。當(dāng)電壓處于高端電壓265VAC~ 825VAC時(shí)，由自耦變壓器 Tl經(jīng)過3: 1的變比降壓，再由高壓端晶閘管TR1輸出，而此時(shí)低壓端晶閘 管TR2、 TR3處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)電壓處于低端電壓85VAC ~ 264VAC時(shí)，高壓 端晶閘管TR1則關(guān)閉，此時(shí)由低壓端的兩個(gè)晶閘管TR2、 TR3同時(shí)導(dǎo)通輸出。 信號SW1、 SW2、 SW3分別控制晶閘管TR1、 TR2、 TR3,脈沖變壓器T3 ~ T5及輔助電i 各驅(qū)動(dòng)晶閘管TR1 、 TR2 、 TR3。
其中，所述低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路9由保護(hù)繼電器K2、 二極管D13、 電阻R27和電容C14構(gòu)成，其中二極管D13連接在保護(hù)繼電器K2的線圈4 腳、5腳兩端，二極管D13的正級連接到邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路6的輸出端， 二極管D13的負(fù)級連接到單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路4的輸出端VCC,電阻R27和 電容C14串聯(lián)后連接到保護(hù)繼電器K2的常開觸點(diǎn)的兩端，同時(shí)，保護(hù)繼電 器K2的常開觸點(diǎn)的一端連接低壓端晶閘管保護(hù)電路10的輸出端，保護(hù)繼電 器K2的常開觸點(diǎn)的另一端連接輸出保護(hù)電路14的輸入端。在低壓端啟動(dòng)延 時(shí)保護(hù)電路9中特別用了保護(hù)繼電器K2，是為了消除快速高壓反復(fù)上電沖擊 造成低壓晶閘管TR2、 TR3誤導(dǎo)通，開機(jī)時(shí)使保護(hù)繼電器K2保持關(guān)斷幾秒鐘 再閉合導(dǎo)通。
輸入保護(hù)電路8由保險(xiǎn)絲FUSE1、瞬態(tài)電壓抑制二極管D14、壓敏電阻 Rl、 R2、電阻R3、 R4、電容C16構(gòu)成，輸出保護(hù)電路14由瞬態(tài)電壓抑制二 極管D12構(gòu)成；所述高壓端晶閘管保護(hù)電路13由電阻R6、電容C3構(gòu)成， 所述低壓端晶閘管保護(hù)電路IO由電阻R16 R19，電容C4、 C5構(gòu)成。
參見圖4，所述單片機(jī)電源變換電路2由變壓器T2副邊、電源繼電器 Kl、三極管Q2、晶閘管Q1、穩(wěn)壓管二極管DIO、 Dll、整流橋B1、電阻R7、 R25構(gòu)成，所述變壓器T2副邊的引腳3腳、5腳通過電源繼電器Kl的常閉 觸點(diǎn)連接到整流橋Bl的輸入端，變壓器T2副邊的引腳4腳、5腳通過電源 繼電器Kl的常開觸點(diǎn)連接到整流橋B1的輸入端，三極管Q2的基極連接單 片機(jī)電路5的第一輸出端RE2，三極管Q2的集電極連接晶閘管Ql的陽極和 電源繼電器Kl的線圈的一端，三極管Q2的發(fā)射極連接晶閘管Ql的陰極、 穩(wěn)壓二極管Dll的陽級以及整流橋B1的輸出端V-并接地，晶閘管Ql的控制 極連接穩(wěn)壓管二極管D10的陽極，穩(wěn)壓管二極管D10的陰極通過串聯(lián)連接的 電阻R7、 R25連接電源繼電器Kl的線圈的另一端，電阻R7、 R25的連接節(jié) 點(diǎn)與整流橋B1的輸出端V+以及穩(wěn)壓管二極管Dll的陰極連接。
其中，信號整流采樣電路3由變壓器T2副邊的引腳3、 5輸出、整流橋 B2、電感L2、電阻R12 R13、電容C6、 C10構(gòu)成，變壓器T2副邊的輸出經(jīng) 過電阻R12 R13分壓后進(jìn)入單片機(jī)U5的A/D端口采樣，同時(shí)電阻R12 R13 分壓后也輸出給比較器U2的反向輸入端。
單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路4由開關(guān)穩(wěn)壓集成芯片Ul、電阻R8、 R9、 R26、 R13, 電感L1、電容C1、 C2、 C8、 C9,穩(wěn)壓二極管D7、發(fā)光二極管D8、接線端子 JP1構(gòu)成。其中，開關(guān)穩(wěn)壓集成芯片Ul選用寬壓輸入開關(guān)電源穩(wěn)壓芯片 MAX5035,以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出單片機(jī)所需的5V電源。
單片機(jī)電路5由單片機(jī)U5、電阻R22 R24、 R30~R34、 R38，電容Cll、 發(fā)光二極管D9、接線端子JP2 JP6、 Pl構(gòu)成。其中單片機(jī)U5選用 uPD78F9202， Pl為下載程序時(shí)所用端子。接線端子JP2 ~ JP6為調(diào)試所用， 單片機(jī)的主程序框圖如圖5,晶閘管導(dǎo)通控制程序框圖如圖6所示。
邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路6由比較器U2、門電路芯片U3、 U4，功率驅(qū)動(dòng)芯 片U6、電阻RIO、 Rll、 R15、 R29、 R28構(gòu)成。其中，門電路芯片U4可以選 用DM74LS00構(gòu)成為邏輯互鎖電路，比較器U2選用比較器LM311，其輸出端 接門電路芯片U3，門電路芯片U3可以選用54AC08FMQB,在這個(gè)邏輯判斷電 路中，既可實(shí)現(xiàn)軟件判斷，也可實(shí)現(xiàn)硬件判斷。單片機(jī)U5的3腳輸出PWM 波控制，當(dāng)電壓突然變低時(shí)，軟件來不及處理，則用硬件判斷。為了使低壓 端晶閘管立即導(dǎo)通，通過比較器U2的輸出相與，由功率驅(qū)動(dòng)芯片U6反向驅(qū) 動(dòng)晶閘管TR2、 TR2立即導(dǎo)通，晶閘管TR1則由軟件控制關(guān)斷。硬件邏輯判 斷電路判斷后，由功率驅(qū)動(dòng)芯片U6輸出驅(qū)動(dòng)電平信號SW1、 SW2、 SW3、 RE1, 驅(qū)動(dòng)主電路中的脈沖變壓器T3、 T4、 T5及其保護(hù)繼電器K2。功率驅(qū)動(dòng)芯片 U6可選用uln2003。
單片機(jī)輔助控制電路7的工作原理是變壓器T2的副邊分為兩組輸出， 其中一組經(jīng)過電源繼電器Kl輸出，經(jīng)過整流穩(wěn)壓進(jìn)入開關(guān)穩(wěn)壓集成芯片Ul, 由其穩(wěn)壓輸出5V電源給單片機(jī)U5供電；另一組輸出經(jīng)過電阻R12、 R13、 R14
分壓后進(jìn)入單片機(jī)U5的A/D端口采樣，單片機(jī)U5經(jīng)過處理后輸出信號給邏 輯判斷電路U4A、 U4B、 U4C、 U4D判斷后，由邏輯判斷電路U4A、 U4B、 U4C、 IMD輸出給功率驅(qū)動(dòng)芯片U6驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器T3、 T4、 T5,再分別驅(qū)動(dòng)兩組晶閘管。由于輸入電壓范圍太寬，雖經(jīng)過電源變壓器變壓，但高壓還會超過開關(guān)穩(wěn)壓集成芯片Ul的輸入范圍，故采用了電源繼電器K1用于降低高電壓 時(shí)變壓器T2輸出的電壓值，當(dāng)高壓時(shí)由單片機(jī)U5發(fā)指令控制三極管Q2的基極，三極管Q2導(dǎo)通使電源繼電器Kl的常開觸點(diǎn)吸合，使進(jìn)入整流橋Bl的電壓值變低，從而達(dá)到降壓的目的。
權(quán)利要求1、一種煤礦用自適應(yīng)電源，包括晶閘管主電路(1)、單片機(jī)輔助控制電路(7)，其中晶閘管主電路(1)的輸入端連接礦井電源，輸出端連接外部開關(guān)電源(15)，所述晶閘管主電路(1)的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路(7)；其特征在于所述晶閘管主電路(1)由輸入保護(hù)電路(8)、自耦變壓器(T1)、高壓端晶閘管電路(12)、低壓端晶閘管電路(11)、低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路(9)、輸出保護(hù)電路(14)構(gòu)成，其中所述輸入保護(hù)電路(8)的輸入端連接礦井電源，輸入保護(hù)電路(8)的輸出端連接自耦變壓器(T1)的輸入端和低壓端晶閘管電路(11)的輸入端；所述自耦變壓器(T1)的輸入端連接輸入保護(hù)電路(8)的輸出端，自耦變壓器(T1)輸出端同時(shí)連接高壓端晶閘管電路(12)的輸入端和單片機(jī)輔助控制電路(7)；所述高壓端晶閘管電路(12)的輸入端連接自耦變壓器(T1)輸出端，高壓端晶閘管電路(12)的輸出端連接輸出保護(hù)電路(14)的輸入端，高壓端晶閘管電路(12)的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路(7)的輸出端；所述低壓端晶閘管電路(11)的輸入端連接輸入保護(hù)電路(8)的輸出端，低壓端晶閘管電路(11)的輸出端連接低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路(9)的輸入端，低壓端晶閘管電路(11)的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路(7)的輸出端；所述低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路(9)的輸入端連接低壓端晶閘管電路(11)的輸出端，低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路(9)的輸出端連接輸出保護(hù)電路(14)的輸入端，低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路(9)的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路(7)；所述輸出保護(hù)電路(14)的輸入端同時(shí)連接低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路(9)的輸出端和高壓端晶閘管電路(12)的輸出端，輸出保護(hù)電路(14)的輸出端連接外部開關(guān)電源(15)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源，其特征在于 所述單片機(jī)輔助控制電路(7)由變壓器(T2 )、單片機(jī)電源變換電路(2)、 信號整流采樣電路(3)、單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路(4)、單片機(jī)電路(5)、 邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路(6)構(gòu)成，其中所述變壓器(T2)的輸入端連接自耦變壓器(Tl)的輸出端，其輸 出端分別連接單片機(jī)電源變換電路(2)的輸入端和信號整流采樣電路(3)的輸入端；所述單片機(jī)電源變換電路(2)的輸入端連接變壓器(T2)的第一 輸出端，單片機(jī)電源變換電路(2)的控制端連接單片機(jī)電路(5)的第一輸出端，單片機(jī)電源變換電路(2)的輸出端連接單片機(jī)電源穩(wěn)壓電 路(4)的輸入端；所述單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路(4)的輸出端連接單片機(jī) 電路(5)的電源輸入端；所述信號整流采樣電路(3)的輸入端連接變壓器(T2)的第二輸 出端，信號整流采樣電路(3)的輸出端分別連接單片機(jī)電路(5)的輸入端和邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路(6)的輸入端；所述單片機(jī)電路(5)的第一輸出端連接單片機(jī)電源變換電路(2) 的控制端；所述單片機(jī)電路(5)的第二輸出端連接邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路(6)的控制端；所述邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路(6)的輸出端分別連接低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路(9)的控制端、高壓端晶閘管電路(12)的控制端和低壓端 晶閘管電路(11)的控制端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源，其特征在于 所述低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路(9)由保護(hù)繼電器K2、 二極管D13、電 阻R27和電容C14構(gòu)成，其中二極管D13連接在保護(hù)繼電器K2的線圈(4腳、5腳)兩端，二極管D13的陽極連接到邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路(6 ) 的輸出端，二極管D13的陰極連接到單片機(jī)電源穩(wěn)壓電路(4)的輸出 端(VCC)，電阻R27和電容C14串聯(lián)后連接到保護(hù)繼電器K2的常開觸 點(diǎn)的兩端，同時(shí)，保護(hù)繼電器K2的常開觸點(diǎn)的一端連接低壓端晶閘管 保護(hù)電路(10)的輸出端，保護(hù)繼電器K2的常開觸點(diǎn)的另一端連接輸 出保護(hù)電路(14)的輸入端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源，其特征在于 所述單片機(jī)電源變換電路(2)由變壓器(T2)副邊(3腳、4腳、5腳)、 電源繼電器K1、三極管Q2、晶閘管Q1、穩(wěn)壓管二極管DIO、 Dll、整流 橋B1、電阻R7、 R25構(gòu)成，所述變壓器(T2)副邊的引腳(3腳、5腳) 通過電源繼電器K1的常閉觸點(diǎn)連接到整流橋B1的輸入端，變壓器(T2) 副邊的引腳(4腳、5腳)通過電源繼電器K1的常開觸點(diǎn)連接到整流橋 Bl的輸入端，三極管Q2的基極連接單片機(jī)電路(5 )的第一輸出端(RE2 )， 三極管Q2的集電極連接晶閘管Ql的陽極和電源繼電器Kl的線圈的一 端，三極管Q2的發(fā)射極連接晶閘管Ql的陰極、穩(wěn)壓二極管Dll的陽級 以及整流橋B1的輸出端(V-)并接地，晶閘管Ql的控制極連接穩(wěn)壓管 二極管D10的陽極，穩(wěn)壓管二極管D10的陰極通過串聯(lián)連接的電阻R7、 R25連接電源繼電器K1的線圈的另一端，電阻R7、 R25的連接節(jié)點(diǎn)與整 流橋B1的輸出端(V+)以及穩(wěn)壓管二極管Dll的陰極連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤礦用自適應(yīng)電源，其特征在于所述邏輯判斷及驅(qū)動(dòng)電路(6)包括功率驅(qū)動(dòng)芯片U6。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種煤礦用自適應(yīng)電 源，其特征在于所述晶閘管主電路(1)還包括高壓端晶閘管保護(hù)電 路(13)和低壓端晶閘管保護(hù)電路(10),所述高壓端晶閘管保護(hù)電路 (13)連接在高壓端晶閘管電路(12)的輸入輸出端之間，低壓端晶閘 管保護(hù)電路(10)連接在低壓端晶閘管電路(11)的輸入輸出端之間。
專利摘要一種煤礦用自適應(yīng)電源，包括晶閘管主電路、單片機(jī)輔助控制電路，其中晶閘管主電路的輸入端連接礦井電源，輸出端連接外部開關(guān)電源，所述晶閘管主電路的控制端連接單片機(jī)輔助控制電路；其特征在于所述晶閘管主電路由輸入保護(hù)電路、自耦變壓器、高壓端晶閘管電路、低壓端晶閘管電路、低壓端啟動(dòng)延時(shí)保護(hù)電路、輸出保護(hù)電路構(gòu)成。該實(shí)用新型解決了礦井電網(wǎng)等級多、供電質(zhì)量惡劣、波動(dòng)范圍大、使用安裝不便等問題，采用單片機(jī)自動(dòng)識別電網(wǎng)電壓范圍，自動(dòng)適應(yīng)全礦井的電網(wǎng)電壓，同時(shí)消除因人為因素導(dǎo)致的安全隱患問題，更重要的是它能很好的改善發(fā)熱大而帶來的穩(wěn)定和壽命問題，可廣泛應(yīng)用于煤礦安全供電設(shè)備中，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號H02M5/02GK201181907SQ20082009807
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月17日
發(fā)明者劉亞輝, 躍 孫, 李祥和, 引 林, 游青山, 蘇玉剛, 強(qiáng) 黃 申請人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院