專利名稱：具有邏輯判斷功能的智能不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明電源屬于工業(yè)控制系統(tǒng)電源供給領(lǐng)域，特別適用于為需要確保數(shù)據(jù)連續(xù)性的傳感器控制系統(tǒng)直接供電。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，一般在為需要數(shù)據(jù)連續(xù)性的傳感控制系統(tǒng)供電時，選擇了不間斷電源，不間斷電源分別向控制器和傳感變送器提供所需要的工作電壓，依靠蓄電池提供不間斷電能。但是由于諸如壓力、位移、流量、溫度、濕度等傳感器及變送器經(jīng)常是接在戶外，與控制器工作室有一定距離，所連接的電源線和數(shù)據(jù)線暴露在外，如果線路出現(xiàn)開路或短路異常，將會造成數(shù)據(jù)中斷，由于有些傳感信號在間歇期也不輸出脈沖，所以控制器不能判斷是數(shù)據(jù)間歇還是故障，這樣就會造成數(shù)據(jù)的缺失。一般的不間斷電源不提供對負(fù)載開路等狀態(tài)的判斷、指示或提示，也不提供與此相應(yīng)的邏輯狀態(tài)輸出信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出了一種具有邏輯判斷功能的智能不間斷電源，能夠監(jiān)測遠程負(fù)載是否處于正常連接狀態(tài)，且具有負(fù)載短路保護、邏輯信號輸出并兼?zhèn)銵ED指示功能，它可以及時地發(fā)現(xiàn)負(fù)載異常，LED立即顯示提醒，同時輸出一個對應(yīng)的邏輯信號，通過電腦控制系統(tǒng)及時進行相應(yīng)處理，從而確保傳感變送信號數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確計量。
本發(fā)明采取以下技術(shù)方案市電電源通過電壓變換器1降壓與印制電路主板上的整流電路2相連；蓄電瓶6通過導(dǎo)線連接到電路主板的恒流源電路5和自動切換電路8之間；LED狀態(tài)顯示板13通過排線與電路主板相連，而I/O邏輯輸出12也是通過排線連接顯示器13。
印制電路主板的結(jié)構(gòu)為整流電路2連接穩(wěn)壓電路4，穩(wěn)定后的電壓分兩路，一路連接恒流源電路5后連接蓄電瓶6；另一路連接自動切換電路8后經(jīng)過短路保護電路9連接DC輸出電路14，輸出恒定的DC電壓接用戶負(fù)載；電壓檢測電路3分別連接電壓變換器1輸入端和自動切換電路8；自動切換電路8串連欠壓保護電路7后連接蓄電瓶6；取樣比較電路10的輸入端接DC輸出電路14，取樣比較電路10的輸出端接載控邏輯變換電路11；I/O邏輯輸出12輸入端分別連接載控邏輯變換電路11、自動切換電路8、欠壓保護電路7，I/O邏輯輸出12的輸出端接顯示器13，I/O邏輯輸出12的另一輸出端接用戶計算機或工業(yè)控制器輸出邏輯信號。
載控邏輯變換電路11和比較電路10的結(jié)構(gòu)為二極管D3和D4串聯(lián)后分別連接三極管Q5基極和電阻R10，電阻R9一端連接二極管D3，另一端分兩路，一路連接用戶負(fù)載，另一路連接二極管D5后再連接三極管Q5發(fā)射極，三極管Q5的集電極接I/O邏輯輸出12的輸入端，同時接LED狀態(tài)顯示器13。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是1、設(shè)計簡捷、合理，制作成本低。充電部分巧妙地利用了恒流源和精密基準(zhǔn)源的相互作用，用最少量的元件設(shè)計，就達到了恒流和浮充的效果；電瓶電壓的實時監(jiān)測和欠壓保護只用一塊雙時基電路，簡化了線路設(shè)計。
2、使用可靠。充分考慮了外接傳感線路意外或人為短路時可能對電路造成的破壞，設(shè)計了短路保護電路；而外接線路開路時，設(shè)計了邏輯提示和LED顯示提示，從而可以確保準(zhǔn)確判斷和掌握外部數(shù)據(jù)流的計量缺失情況。使用中不需要用戶做任何調(diào)校或復(fù)位操作。
3、應(yīng)用范圍廣?？蛇m應(yīng)于各種形式的將壓力、位移、流量、溫度、濕度等物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康膫鞲衅骷白兯推鬟B續(xù)供電。
4、可常年不間斷持續(xù)工作，遠程監(jiān)控，不需要專門人員值班看守。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的電路圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實現(xiàn)的原理可以附圖來描述。如圖1所示，在一塊印制電路主板上焊接裝配了整流電路2、電壓檢測電路3、穩(wěn)壓電路4、恒流源電路5、欠壓保護電路7、自動切換電路8、短路保護電路9、取樣比較電路10、載控邏輯變換電路11、I/O邏輯輸出12、DC輸出電路14；市電電源通過電壓變換器1降壓與電路板上的整流電路2相聯(lián)；蓄電瓶6通過導(dǎo)線連接到電路主板的恒流源電路5和自動切換電路8之間；顯示器13通過排線與電路主板相聯(lián)，而I/O邏輯輸出12也是通過排線向計算機或工業(yè)控制器輸出邏輯信號。
本發(fā)明電源是這樣工作的，市電網(wǎng)電源經(jīng)過電壓變換器1降壓后送入整流電路2變換為直流脈動電壓，然后進入穩(wěn)壓電路4。穩(wěn)定后的電壓分兩路，一路送恒流源電路5對蓄電瓶6進行充電，這部分電路巧妙地利用了恒流源與精密基準(zhǔn)源、復(fù)合調(diào)整管之間的相互作用，既實現(xiàn)了穩(wěn)壓，又實現(xiàn)了恒流和浮充的目的；另一路通過自動切換電路8，再經(jīng)過短路保護電路9送至DC輸出電路14，DC輸出電路14分兩類輸出，一是向室內(nèi)邏輯控制器或運算器等提供的恒定電壓，二是向室外遠程負(fù)載提供的具有短路保護和開路邏輯判斷功能的恒定電壓。自動切換電路8在市電停電、電壓過低或電壓檢測電路3探測到電壓升高超過極限時，自動切換由蓄電瓶6后備供電。欠壓保護電路7在蓄電瓶放電至接近終止電壓時，先發(fā)出LED指示或蜂鳴輸出以提醒注意，同時給出一個邏輯翻轉(zhuǎn)信號；當(dāng)電瓶放電至終止電壓而仍然沒有恢復(fù)市電供電時，自動切斷電瓶后備供電，保護電瓶不至被損壞，后備放電時間的長短取決于電瓶的容量。從自動切換電路8輸出的不間斷電壓經(jīng)短路保護電路9和DC輸出電路14輸出恒定的DC電壓。短路保護電路9在輸出端短路時自動切斷負(fù)載回路，保護電源不至于過流燒毀，同時給出一個邏輯翻轉(zhuǎn)信號，短路解除后自動恢復(fù)供電。
載控邏輯變換電路11是本發(fā)明針對外部遠程負(fù)載的特點而提出的設(shè)計，這部分電路由二極管D3、二極管D4、電阻R9、二極管D5、三極管Q5、電阻R10和電阻R11組成，其中D3、D4、R10和R9是取樣比較電路10的共有部分。如圖2所示，D3和D4兩端為基準(zhǔn)比較電壓；串接在三極管Q5發(fā)射極回路的一個較小阻值的電阻R9，既是輸出通道，又是負(fù)載開路邏輯判斷的取樣點，并且兩者是相互作用又獨立工作的。即供電輸出狀態(tài)時，Io的增大，只能加深Q5的截止，其輸出動態(tài)范圍很大，R9起著鉗位開關(guān)關(guān)斷Q5的作用。當(dāng)輸出開路時，Q5導(dǎo)通，R9立即變?yōu)镼5發(fā)射極回路的恒流限流電阻，通過Q5集電極同時給出一個LED驅(qū)動和邏輯輸出。本電路同時適用于一般直流供電負(fù)載接通或斷開的直接檢測判斷，也適用于任一后續(xù)電路接通或斷開的直接檢測判斷，較之其它間接測量判斷更為科學(xué)準(zhǔn)確。
上述各種邏輯翻轉(zhuǎn)信號經(jīng)12 I/O邏輯輸出輸出，同時有LED狀態(tài)顯示板13顯示或蜂鳴輸出。
印制電路主板的其它的電路整流電路2、電壓檢測電路3、穩(wěn)壓電路4、恒流源電路5、欠壓保護電路7、自動切換電路8、短路保護電路9的結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有電路。
圖1中各方框?qū)?yīng)圖2電路中主要元件整流電路2為橋式整流B1；電壓檢測電路3包括集成塊IC 01(AD051)，IC 02，二極管D 01，電容C 01，電阻R 01～R 03；穩(wěn)壓電路4包括三極管Q1、Q2，精密基準(zhǔn)源DZ2，電阻R 3、R 4，可調(diào)電阻W1；恒流源電路5包括集成塊IC1(317)、電阻R5；欠壓保護電路7包括三極管Q6，可調(diào)電阻W2，W3，電容C4、C5、C6，電阻R12～R22，集成塊IC4(556)，圖2中兩個集成塊IC4為同一元件；自動切換電路8包括二極管D1、D02、D6，繼電器J1、J2，；短路保護電路9包括三極管Q3、Q4，二極管D07，電阻R7、R8；I/O邏輯輸出12包括插頭JP5，穩(wěn)壓管DZ1、DZ3、DZ5、DZ6；顯示器13為發(fā)光二極管LED1～LED4；DC輸出電路14包括集成塊IC2(78 X X)，電容C2、C3，穩(wěn)壓管DZ4，插頭JP4。
權(quán)利要求
1.具有邏輯判斷功能的智能不間斷電源，其特征在于市電電源通過電壓變換器(1)降壓與印制電路主板上的整流電路(2)相連；蓄電瓶(6)通過導(dǎo)線連接到電路主板的恒流源電路(5)和自動切換電路(8)之間；LED狀態(tài)顯示板(13)通過排線與電路主板相連，而I/O邏輯輸出(12)也是通過排線連接顯示器(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有邏輯判斷功能的智能不間斷電源，其特征在于印制電路主板的結(jié)構(gòu)為整流電路(2)連接穩(wěn)壓電路(4)，穩(wěn)定后的電壓分兩路，一路連接恒流源電路(5)后連接蓄電瓶(6)；另一路連接自動切換電路(8)后經(jīng)過短路保護電路(9)連接DC輸出電路(14)，輸出恒定的DC電壓接用戶負(fù)載；電壓檢測電路(3)分別連接電壓變換器(1)輸入端和自動切換電路(8)；自動切換電路(8)串連欠壓保護電路(7)后連接蓄電瓶(6)；取樣比較電路(10)的輸入端接DC輸出電路(14)，取樣比較電路(10)的輸出端接載控邏輯變換電路(11)；I/O邏輯輸出(12)輸入端分別連接載控邏輯變換電路(11)、自動切換電路(8)、欠壓保護電路(7)，I/O邏輯輸出(12)的輸出端接顯示器(13)，I/O邏輯輸出(12)的另一輸出端接用戶計算機或工業(yè)控制器輸出邏輯信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有邏輯判斷功能的智能不間斷電源，其特征在于載控邏輯變換電路(11)和比較電路(10)的結(jié)構(gòu)為二極管D3和D4串聯(lián)后分別連接三極管Q5基極和電阻R10，電阻R9一端連接二極管D3，另一端分兩路，一路連接用戶負(fù)載，另一路連接二極管D5后再連接三極管Q5發(fā)射極，三極管Q5的集電極接I/O邏輯輸出(12)的輸入端，同時接LED狀態(tài)顯示器(13)。
全文摘要
具有邏輯判斷功能的智能不間斷電源，屬于工業(yè)控制系統(tǒng)電源供給領(lǐng)域，特別適用于為需要確保數(shù)據(jù)連續(xù)性的傳感器控制系統(tǒng)直接供電，主要技術(shù)特征是市電電源通過電壓變換器降壓與印制電路主板上的整流電路相連；蓄電瓶通過導(dǎo)線連接到電路主板的恒流源電路和自動切換電路之間；LED狀態(tài)顯示板通過排線與電路主板相連，而I/O邏輯輸出也是通過排線連接顯示器。本發(fā)明電源能夠監(jiān)測遠程負(fù)載是否處于正常連接狀態(tài)，且具有負(fù)載短路保護、邏輯信號輸出并兼?zhèn)銵ED指示功能，它可以及時地發(fā)現(xiàn)負(fù)載異常，LED立即顯示提醒，同時輸出一個對應(yīng)的邏輯信號，通過電腦控制系統(tǒng)及時進行相應(yīng)處理，從而確保傳感變送信號數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確計量。
文檔編號H02J7/10GK1972064SQ200610102150
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者張立 申請人:張立