專利名稱：礦用本安型智能ups電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源領域，具體是一種礦用本安型智能UPS電源。主要用于煤礦 井下工業(yè)以太網交換機的供電。采用直流UPS實現(xiàn)對交換機的不間斷供電，保證交換機的 正常工作，尤其適合于煤礦井下含瓦斯及煤塵較多的易燃易爆環(huán)境中使用。
背景技術：
隨著計算機網絡的迅速普及，交換機的地位也愈顯突出。為了保證交換機能正常 工作，整個網絡正常運行，因此對供電電源質量的要求也越來越高。由于市電供電的連續(xù)可 靠性并不能得到保證，所以現(xiàn)有系統(tǒng)在市電斷電的情況下就無法工作，另外也沒有信息顯 示的功能。此問題的解決是一項耗資巨大并且需要各部門協(xié)調工作的工程。目前，UPS以其低投資、可行性的優(yōu)勢應運而生。UPS按其輸出形式可分為交流UPS 和直流UPS,交流UPS需要逆變器將電池電壓逆變?yōu)榻涣麟娸敵?，直流UPS則直接供給負載 工作。一種在市電斷電情況下能保證交換機的正常運行的電源，并且能夠實時顯示電源的 一些信息，比如輸出電壓、輸出電流、充放電狀態(tài)、充電電流等就顯得特別重要。
發(fā)明內容針對現(xiàn)有技術存在的不足，本實用新型提供一種礦用本安型智能UPS電源，可以 解決煤炭礦井下市電故障時交換機不能正常工作的問題。它不但可以應用在一般場所，也 可以用在煤礦井下等有特殊要求的場所。為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案是一種礦用本安型智能UPS電 源裝置，包括殼體和安裝在殼體內的電源電路，所述電源電路包括輸入模塊、AC/DC模塊、輸 出模塊、整流電路、電池模塊、切換開關、顯示模塊及控制模塊；輸入模塊分別連接AC/DC模 塊和整流電路，整流電路連接電池模塊，電池模塊連接切換開關，AC/DC模塊和切換開關分 別連接輸出模塊，控制模塊輸出分別連接切換開關和顯示模塊。上述電路裝置在一個密閉 的金屬或非金屬殼體中。工作原理當市電正常時，市電通過輸入模塊一部分經AC/DC模塊將交流轉換為 直流電壓，傳輸?shù)捷敵瞿K，給負載供電，另一部分通過整流電路，給電池模塊充電，同時控 制模塊一方面控制切換開關使其斷開，另一方面把數(shù)據(jù)傳給液晶顯示模塊，使其顯示電壓、 電流等狀態(tài)。當市電故障時，控制模塊一方面控制切換開關使其導通，此時電池模塊通過切 換開關，傳輸給輸出模塊，給負載供電，另一方面把數(shù)據(jù)傳給液晶顯示模塊，使其顯示電壓、 電流等狀態(tài)。本實用新型的優(yōu)點是適用性強，穩(wěn)定性高，能實時顯示電源的一些基本信息，可 以解決煤炭井下市電故障時交換機不能正常工作的問題。

圖1電源電路的原理框圖；[0009]圖2電源電路原理圖A ；圖3電源電路原理圖B。圖中U1、輸入模塊，U2、AC/DC模塊，U3、輸出模塊，U4、整流電路，U5、電池模塊，U6、切換開關，U7、顯示模塊，U8、控制模塊。
具體實施方式
如圖1所示，電源電路由輸入模塊U1、AC/DC模塊U2、輸出模塊U3、整流電路U4、電 池模塊TO、切換開關TO、顯示模塊U7及控制模塊U8組成。將輸入模塊Ul接入市電，輸出模 塊U3接到負載。當市電正常時，市電通過輸入模塊U1，一部分通過AC/DC模塊U2的轉換， 將交流轉換為直流電壓，傳輸?shù)捷敵瞿KU3，給負載供電，另一部分通過整流電路U4,給電 池模塊TO充電。同時控制模塊U8 —方面控制切換開關U6使其斷開，另一方面把數(shù)據(jù)傳給 液晶顯示模塊U7，使其顯示電壓、電流等狀態(tài)。當市電故障是，控制模塊U8—方面控制切換 開關U6使其導通，此時電池模塊U5通過切換開關TO，傳輸給輸出模塊U3，給負載供電，另 一方面把數(shù)據(jù)傳給液晶顯示模塊U7，使其顯示電壓、電流等狀態(tài)。如圖2所示，輸入模塊Ul采用30 140V模塊；AC/DC模塊U2將輸入模塊Ul輸 出的30 140V的交流電源轉換成24V直流電源；輸出模塊U3為負載提供24V直流電源； 整流電路U4采用2W10整流橋，將交流電變?yōu)槊}動直流電；電池模塊U5采用MAX713型充電 芯片，對蓄電池進行智能充電；切換開關U6采用可控硅BT151型開關，用來選擇負載所用的 電源來源。AC/DC模塊U2的輸入引腳AC(N)和AC(L)接Ul模塊輸入的30 140V的交流 電；U2的輸出引腳+Vo和-Vo連接輸出模塊U3的輸入端，用于給負載供24V電源。輸入模 塊Ul輸入的30 140V的交流電連接整流電路U4的引腳2和引腳3，整流電路U4的引腳 1和引腳4經過穩(wěn)壓和濾波等處理之后連接電池模塊U5的V+和GND引腳；電池模塊U5的 輸出引腳BATT+連接蓄電池的正極，BATT-連接蓄電池的負極；另外，BATT+通過驅動、濾波 等處理之后連接至TO的引腳2 ；U3的引腳1通過保險絲、濾波電容等處理后連接至TO的引 腳1，U3的引腳2連接至GND，用于輸出+24V電源。如圖3所示，顯示模塊U7采用0CMJ2X IOC型液晶屏，用于顯示電壓、電流等；控 制模塊U8采用MSP430F147型單片機，用來控制切換開關的通斷和液晶屏的顯示?？刂颇?塊U8中單片機的引腳21連接至TO的引腳3，用于控制切換開關TO的通斷；U8中單片機的 P4. 0 P4. 7連接至液晶顯示模塊U7的DBO DB7引腳，U8中單片機的P5. 0 P5. 3分別 連接至U7的RS、R/W、E和 ^Ι 引腳，用于顯示系統(tǒng)的輸出電壓、輸出電流、充放電狀態(tài)、 電池電量、充電電流等。整個電路的軟件部分使用C語言進行設計。所述的電源電路為本質安全型。上述實施例采用ΜΑΧ713電源管理芯片對電池進行充電，ΜΑΧ713可通過簡單的管 腳電壓配置進行編程，實現(xiàn)對充電電池支數(shù)和最大充電時間的控制，采用采用MSP430單片 機控制晶閘管的通斷和液晶屏的顯示。MSP430系列單片機是一種超低功耗的混合信號控制 器，具有16位RISC結構，CPU中的16個寄存器和常數(shù)產生器使MSP430微控制器能達到最 高的代碼效率。
權利要求一種礦用本安型智能UPS電源，包括殼體和安裝在殼體內的電源電路，其特征是所述電源電路包括輸入模塊(U1)、AC/DC模塊(U2)、輸出模塊(U3)、整流電路(U4)、電池模塊(U5)、切換開關(U6)、顯示模塊(U7)及控制模塊(U8)；輸入模塊(U1)分別連接AC/DC模塊(U2)和整流電路(U4)，整流電路(U4)連接電池模塊(U5)，電池模塊(U5)連接切換開關(U6)，AC/DC模塊(U2)和切換開關(U6)分別連接輸出模塊(U3)，控制模塊(U8)輸出分別連接切換開關(U6)和顯示模塊(U7)；上述電路裝置在一個密閉的金屬或非金屬殼體中。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦用本安型智能UPS電源，其特征是所述的輸入模塊(Ul) 采用交流輸入30 140V模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的礦用本安型智能UPS電源，其特征是所述的輸出模塊(U3) 為直流輸出23 24V模塊。
4.根據(jù)權利要求1所述的礦用本安型智能UPS電源，其特征是所述的整流電路(U4) 采用2W10整流橋。
5.根據(jù)權利要求1所述的礦用本安型智能UPS電源，其特征是所述的電池模塊(U5) 采用MAX713型充電芯片。
6.根據(jù)權利要求1所述的礦用本安型智能UPS電源，其特征是所述的切換開關(U6) 采用可控硅BT151型開關。
7.根據(jù)權利要求1所述的礦用本安型智能UPS電源，其特征是所述的顯示模塊(U7) 采用0CMJ2X10C型液晶屏。
8.根據(jù)權利要求1所述的礦用本安型智能UPS電源，其特征是所述的控制模塊(U8) 采用MSP430F147型單片機。
9.根據(jù)權利要求1所述的礦用本安型智能UPS電源，其特征是所述的電源電路為本 質安全型。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用本安型智能UPS電源，涉及電源領域。由殼體和安裝在殼體內的電源電路組成。電源電路由輸入模塊、AC/DC模塊、輸出模塊、整流電路、電池模塊、切換開關、顯示模塊及控制模塊組成。市電通過輸入模塊，一部分通過AC/DC模塊的轉換，給負載供電，另一部分通過整流電路，給電池模塊充電。同時控制模塊一方面控制切換開關使其斷開，另一方面把數(shù)據(jù)傳給液晶顯示模塊，使其顯示電壓、電流等狀態(tài)。故障時，控制模塊控制切換開關使其導通，此時電池模塊通過切換開關，傳輸給輸出模塊，給負載供電。本實用新型的有益效果是適用性強、穩(wěn)定性高、能實時顯示電源的一些基本信息。
文檔編號H02J9/06GK201590667SQ20092004903
公開日2010年9月22日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權日2009年10月13日
發(fā)明者馮小龍, 歷丹, 錢建生, 陸靚靚, 馬珊珊 申請人:徐州中礦大華洋通信設備有限公司