一種用于煤礦防盜采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源技術(shù)與應(yīng)用，具體涉及一種用于煤礦防盜采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于煤礦防盜采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集端一般都是布置在野外，所以通常采用太陽(yáng)能加蓄電池方式供電。電池組使用過(guò)程中一方面可能會(huì)由于過(guò)放、過(guò)充或者過(guò)溫等因素而存在安全隱患和縮短電池的使用壽命，另一方面每個(gè)電池的SOC值不一樣，而使得電池組的使用效率和壽命快速下降。同時(shí)由于光伏電池陣列輸出的電壓受天氣因素的影響，光電轉(zhuǎn)化控制不當(dāng)，造成太陽(yáng)能的利用率很低。
[0003]對(duì)于傳統(tǒng)的做法，為了保證有足夠的能量輸出，通常是增大光伏電池陣列的功率，或者發(fā)明新的材料來(lái)提高太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換率，從而加價(jià)了建設(shè)成本。對(duì)于傳統(tǒng)的電池管理，系統(tǒng)不具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)溫等有效保護(hù)設(shè)施，電池間也沒(méi)有一種有效的SOC值均衡方法，所以電池的使用壽命短、安全系數(shù)低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述缺陷，而提供一種用于煤礦防盜采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源裝置。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種用于煤礦防盜采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源裝置，包括主控模塊和分別與主控模塊連接的數(shù)據(jù)采集電路模塊、遠(yuǎn)程傳輸模塊、均衡控制電路模塊、負(fù)載控制器模塊及光伏充電控制模塊，數(shù)據(jù)采集電路模塊分別與蓄電池組、光伏充電控制電路模塊連接，蓄電池組還與均衡控制電路模塊、負(fù)載控制器模塊連接，負(fù)載控制器與負(fù)載相連接。
[0007]所述的遠(yuǎn)程傳輸模塊為無(wú)線傳輸方式。
[0008]所述的蓄電池組模塊為鋰電池組。
[0009]所述主控模塊還與RAM模塊、EEPROM模塊、時(shí)鐘源模塊、復(fù)位電路模塊和JATG調(diào)試模塊相連。
[0010]所述控制模塊為DSP處理器。
[0011]由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]1、裝置具有充電時(shí)電池組過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)，用電設(shè)備放電時(shí)總電壓欠壓、總電流過(guò)流保護(hù)，提高了電池使用的安全性。
[0013]2、裝置具有溫度檢測(cè)功能，能有效防止電池組過(guò)溫，且裝置穩(wěn)定性好、安裝簡(jiǎn)單、防水性能尚。
[0014]3、本裝置采用太陽(yáng)能供電，對(duì)于野外勘探工作非常適用，并且裝置具有最大功率跟蹤功能，使得太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率更高。
[0015]4、裝置能解決每個(gè)電池SOC值不一致的問(wèn)題，提高了電池的使用效率和電池組的性能，增長(zhǎng)了電池組的使用壽命。
[0016]5、裝置能通過(guò)無(wú)線傳輸網(wǎng)將電池組的狀態(tài)信息、故障信息傳輸?shù)絇C端，方便了解各個(gè)電源的運(yùn)行情況，同時(shí)管理員可以向系統(tǒng)發(fā)送控制指令，方便管理各個(gè)終端。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集電路模塊的原理圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型光伏充電控制電路模塊的原理圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型均衡控制電路模塊的原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例:
[0023]如圖1所示，一種用于煤礦防盜采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源裝置，包括DSP控制模塊和分別與主控模塊連接的數(shù)據(jù)采集電路模塊、遠(yuǎn)程傳輸模塊、均衡控制電路模塊、負(fù)載控制器模塊及光伏充電控制模塊，數(shù)據(jù)采集電路模塊分別與蓄電池組、光伏充電控制電路模塊連接，蓄電池組還與均衡控制電路模塊、負(fù)載控制器模塊連接，負(fù)載控制器與負(fù)載相連接。遠(yuǎn)程傳輸模塊為無(wú)線傳輸方式，與計(jì)算機(jī)相連接。DSP控制模塊還與RAM模塊、EEPROM模塊、時(shí)鐘源模塊、復(fù)位電路模塊和JATG調(diào)試模塊相連。
[0024]所述的蓄電池組模塊為鋰電池組。
[0025]上述模塊的選擇有許多種選擇，本實(shí)用新型還給出了下述幾種模塊的最佳選擇，具體如下:
[0026]參照?qǐng)D2，數(shù)據(jù)采集電路模塊的工作原理為:通過(guò)霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器分別采集光伏電池和蓄電池的電壓和電流，經(jīng)過(guò)濾波處理后輸入采樣保持電路，然后通過(guò)保護(hù)電路，防止電壓過(guò)高燒壞DSP控制器，最后采用DSP控制器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換接口將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。同時(shí)，使用數(shù)字的溫度采集電路分別采集光伏電池和蓄電池的溫度，然后傳輸?shù)紻SP控制器中。DSP控制器根據(jù)采集到的電壓、電流、溫度參數(shù)對(duì)系統(tǒng)充放電電流控制及電池組SOC估計(jì)，并且對(duì)電池組進(jìn)行均衡控制和熱管理，進(jìn)行過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C監(jiān)控端，讓管理員及時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
[0027]參照?qǐng)D3，光伏充電控制電路模塊的工作原理為:為了使光伏電池陣列的輸出功率最大，同時(shí)對(duì)蓄電池有穩(wěn)定的充電電壓，本系統(tǒng)采用最大功率點(diǎn)跟蹤方法控制光伏電池陣列的輸出電壓，使光伏電池陣列和蓄電池之間傳輸?shù)墓β首畲?。系統(tǒng)工作時(shí)，DSP控制器適時(shí)地采集光伏電池陣列的溫度、電壓和電流參數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)輸出脈沖調(diào)節(jié)DC/DC實(shí)現(xiàn)阻抗變換，使得光伏電池陣列工作在最大功率輸出點(diǎn)電壓，變換后的電壓通過(guò)充電器給蓄電池充電。當(dāng)DSP控制器檢測(cè)到蓄電池充電時(shí)過(guò)流、過(guò)壓或者過(guò)溫時(shí)，停止對(duì)蓄電池充電，以到達(dá)保護(hù)蓄電池的作用。
[0028]參照?qǐng)D4，均衡控制電路模塊的工作原理為:蓄電池組由兩個(gè)12V的鋰電池組成的24V電池組，為了防止兩個(gè)鋰電池的SOC值不一樣，而降低電池組的使用效率和縮短電池組的使用壽命。本發(fā)明中采用開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)，通過(guò)飛渡電容把SOC值高的電池能量轉(zhuǎn)移到電池低的電池中，使得兩個(gè)電池的電量一樣。當(dāng)氏與B2電池兩端的電壓相等時(shí)，所有的開(kāi)關(guān)管都處于關(guān)閉狀態(tài)，均衡電路不工作；當(dāng)B1的兩端電壓大于B2兩端電壓時(shí)，Q 2、Q3, Q6, Q7處于導(dǎo)通狀態(tài)，Qp Q4、Q5、98處于斷開(kāi)狀態(tài)，飛渡電容C i存儲(chǔ)B游移過(guò)來(lái)的電荷，飛渡電容C 2把上一時(shí)刻B1的電荷轉(zhuǎn)移到B 2中，直到兩端電壓相等；當(dāng)B郝兩端電壓小于B 2兩端電壓時(shí)，Q2、Q3、Q6、07處于斷開(kāi)狀態(tài)，Q n Q4、Q5、08處于導(dǎo)通狀態(tài)，飛渡電容C 2存儲(chǔ)B 2轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的電荷，飛渡電容C1把上一時(shí)刻B 2的電荷轉(zhuǎn)移到B ，直到兩端電壓相等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于煤礦防盜采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源裝置，其特征是:包括主控模塊和分別與主控模塊連接的數(shù)據(jù)采集電路模塊、遠(yuǎn)程傳輸模塊、均衡控制電路模塊、負(fù)載控制器模塊及光伏充電控制模塊，數(shù)據(jù)采集電路模塊分別與蓄電池組、光伏充電控制電路模塊連接，蓄電池組還與均衡控制電路模塊、負(fù)載控制器模塊連接，負(fù)載控制器與負(fù)載相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征是:所述的遠(yuǎn)程傳輸模塊為無(wú)線傳輸方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征是:所述的蓄電池組模塊為鋰電池組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征是:所述主控模塊還與RAM模塊、EEPROM模塊、時(shí)鐘源模塊、復(fù)位電路模塊和JATG調(diào)試模塊相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征是:所述控制模塊為DSP處理器。
【專利摘要】一種用于煤礦防盜采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源裝置，包括主控模塊和分別與主控模塊連接的數(shù)據(jù)采集電路模塊、遠(yuǎn)程傳輸模塊、均衡控制電路模塊、負(fù)載控制器模塊及光伏充電控制模塊，數(shù)據(jù)采集電路模塊分別與蓄電池組、光伏充電控制電路模塊連接，蓄電池組還與均衡控制電路模塊、負(fù)載控制器模塊連接，負(fù)載控制器與負(fù)載相連接。本裝置采用太陽(yáng)能供電，對(duì)于野外勘探工作非常適用，并且具有最大功率跟蹤功能，使得太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率更高。能解決每個(gè)電池SOC值不一致的問(wèn)題，提高了電池的使用效率和電池組的性能，增長(zhǎng)了電池組的使用壽命。裝置具有充電時(shí)電池組過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)，用電設(shè)備放電時(shí)總電壓欠壓、總電流過(guò)流保護(hù)，提高了電池使用的安全性。
【IPC分類】H02J7-35
【公開(kāi)號(hào)】CN204559219
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520188106
【發(fā)明人】張法全, 李宗敏, 王國(guó)富, 葉金才, 張海如, 龐成, 韋秦明
【申請(qǐng)人】桂林電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日