一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了工程監(jiān)測領域的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),包括五個鋰電池串聯(lián)而成的串聯(lián)電池組,以及與所述串聯(lián)鋰電池組連接的,并聯(lián)設置的升壓變換電路、5V電源變換電路和3V電源變換電路;所述升壓變換電路包括升壓變換器,所述升壓變換器上設有GND1端口,ON/OFF1端口、FRQSY1端口、FB1端口、SWIT1端口、VIN1端口和COMP1端口。其技術效果是:避免了開關電源的使用,減少了電磁干擾,提高了基坑測斜測量的精確性,并保證了基坑測斜系統(tǒng)中無線通信系統(tǒng)的供電。
【專利說明】
一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及工程檢測領域的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著高層建筑越來越多,隨之而來的是基坑深度越來越深,基坑深度已逐漸由6m、8m發(fā)展至10m、20m以上。因此基坑工程在現(xiàn)代化城市建設中將扮演著越來越重要的角色。
[0003]基坑工程常處于密集的建筑物、道路橋梁、地下管線、地鐵隧道或人防工程的近旁,雖屬臨時性工程,但其技術復雜性卻遠甚于永久性的基礎結構或上部結構,在基坑工程實踐中,工程的實際工作狀態(tài)與設計工況往往存在一定的差異,基坑設計還不能全面而準確地反映工程的各種變化,所以在理論分析指導下有計劃地進行現(xiàn)場工程監(jiān)測就顯得十分必要,因為稍有不慎,不僅將危及基坑本身的安全,而且會殃及臨近的建構筑物、道路橋梁和各種地下設施。
[0004]大型深基坑工程必須采用信息化施工已被列入現(xiàn)行規(guī)范要求。大型深基坑工程的安全不僅取決于合理的設計、施工,而且取決于貫穿在工程設計,施工全過程的安全監(jiān)測。安全監(jiān)測工作將設計與施工聯(lián)系成為一個交互作用的系統(tǒng),它將監(jiān)測獲得的施工信息進行及時的分析,并將分析結果反饋給設計部門,進而對施工方案進行動態(tài)的調整和優(yōu)化,這就是信息化施工的核心目的。由于基坑工程支護結構的破壞要經(jīng)歷一個由量變到質變的過程,當險情出現(xiàn)時,通過信息化施工可做出預警并及時采取措施,當安全儲備過大的時候,又可以及時修改設計削減維護結構,節(jié)約施工成本。
[0005]測斜一直是業(yè)內人士最為關心的監(jiān)測項目之一。測斜技術可以監(jiān)測基坑邊坡坡體深部變形特征,排粧變形后的形狀;計算不同深度土體位移,監(jiān)測是否有土體失穩(wěn)的預兆及現(xiàn)象。因此,測斜在基坑工程的安全監(jiān)測中舉足輕重。
[0006]基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)為基坑測斜系統(tǒng)自動升降控制系統(tǒng)和遠近程無線通信系統(tǒng)提供工作電源?;訙y斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)系統(tǒng)為了提高供電效率,很多電源變換都采用了開關電源方式,開關電源PCB設計是開關電源的關鍵部分,由于為了縮小電感體積,開關電源變換器都采用了較高的開關頻率,很容易產(chǎn)生電磁干擾,開關電源走線必須非常注意,大電流走線要盡可能粗和短,濾波電容盡可能靠近芯片,造成各種干擾。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),其避免了開關電源的使用,減少了電磁干擾,提高了基坑測斜測量的精確性,并保證了基坑測斜系統(tǒng)中無線通信系統(tǒng)的供電。
[0008]實現(xiàn)上述目的一種技術方案是:一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),包括五個鋰電池串聯(lián)而成的串聯(lián)電池組,以及與所述串聯(lián)鋰電池組連接的,并聯(lián)設置的升壓變換電路、5V電源變換電路和3V電源變換電路;
[0009]所述升壓變換電路包括升壓變換器,所述升壓變換器上設有GNDl端口,0N/0FF1端口、FRQSYl端口、FBI端口、SWITl端口、VINl端口和 COMPl端口;
[0010]GNDl端口接地,COMPl端口通過依次串聯(lián)的電阻R23和電容ClO接地,其中電阻R23連接COMPl端口,電容ClO接地;
[0011 ] VINl端口通過并聯(lián)設置的電容Cl I和極性電容E3接地,極性電容E3的負極接地;
[0012]VINl端口與所述串聯(lián)鋰電池組之間連接有熔絲;
[0013]VINl端口與SWITl端口之間連接有電感LI;
[0014]SWITl端口與FBl端口之間通過依次串聯(lián)的并聯(lián)二極管組和電阻R24連接,所述并聯(lián)二極管組由并聯(lián)設置的二極管D2和二極管D3組成,所述并聯(lián)二極管組的正極連接SWITl端口,負極連接電阻R24;
[0015]所述并聯(lián)二極管組的負極還通過并聯(lián)設置的極性電容E4和極性電容E5接地,極性電容E4和極性電容E5均為負極接地;
[0016]FBl端口通過并聯(lián)設置的電阻R25和電容C12接地。
[0017]進一步的,所述5V電源變換電路包括降壓穩(wěn)壓器,所述降壓穩(wěn)壓器上設有VIN2端口、EN2端口、RT/SY2端口、GND2端口、SW2端口、B00T2端口 和FB2端口 ;
[0018]VIN2端口連接所述串聯(lián)鋰電池組,VIN2端口與接地端之間設有并聯(lián)設置的極性電容E6和電容Cl 3,極性電容E6的負極接地;
[0019]RT/SY2接口通過電阻R26接地;
[0020]SW2端口與B00T2端口之間設有電容C14,SW2端口與FB2端口之間設有電感L2,電感L2的第一端部連接SW2端口,電感L2的第二端部連接FB2端口,并輸出5V電源;
[0021 ] SW2端口通過二極管D4接地,二極管D4的正極接地,負極連接SW2端口 ;
[0022 ] FB2端口通過極性電容E7接地,極性電容E7的負極接地。
[0023]進一步的,所述3V電源變換電路包括直流變換器,所述直流變換器包括EN3端口、VIN3端口、PG3端口、FB3端口、NC3端口、PGND3端口、AGND3端口、SLEP3端口、V0S3端口和 SW3端口;
[0024]EN3端口和VIN3端口短接,VIN3端口連接所述串聯(lián)鋰電池組,F(xiàn)B3端口、NC3端口、PGND3端口和AGND3端口短接,AGND3端口通電極性電容E8連接VIN3端口,極性電容E8的正極連接VIN3端口,負極連接AGND3接口 ;
[0025]SW3端口與V0S3端口之間連接電感L3,電感L3的第一端部連接SW3端口,第二端部連接V0S3端口;電感L3的第二端部輸出3V的直流電壓信號,電感L3的第二端部通過極性電容E9接地,極性電容E9的負極接地。
[0026]再進一步的,所述直流變換器為TPS62175/7直流變換器。
[0027]進一步的,所述升壓變換器為LM2588升壓變換器。
[0028]采用了本實用新型的:一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),包括五個鋰電池串聯(lián)而成的串聯(lián)電池組,以及與所述串聯(lián)鋰電池組連接的,并聯(lián)設置的升壓變換電路、5V電源變換電路和3V電源變換電路;所述升壓變換電路包括升壓變換器,所述升壓變換器上設有GNDl 端口,0N/0FF1 端口、FRQSYl 端口、FBl 端口、SWITl 端口、VINl 端口和 COMPl 端口;GNDl 端口接地,COMPl端口通過依次串聯(lián)的電阻R23和電容ClO接地,其中電阻R23連接COMPl端口,電容C1接地;VINl端口通過并聯(lián)設置的電容Cl I和極性電容E3接地,極性電容E3的負極接地;VINl端口與所述串聯(lián)鋰電池組之間連接有熔絲;VINl端口與SWITI端口之間連接有電感LI; SWITI端口與FBI端口之間通過依次串聯(lián)的并聯(lián)二極管組和電阻R24連接,所述并聯(lián)二極管組由并聯(lián)設置的二極管D2和二極管D3組成,所述并聯(lián)二極管組的正極連接SWITl端口,負極連接電阻R24;所述并聯(lián)二極管組的負極還通過并聯(lián)設置的極性電容E4和極性電容E5接地,極性電容E4和極性電容E5均為負極接地;其技術效果是:避免了開關電源的使用,減少了電磁干擾,提高了基坑測斜測量的精確性,并保證了基坑測斜系統(tǒng)中無線通信系統(tǒng)的供電。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)的升壓變換電路的示意圖。
[0030]圖2為本實用新型的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)的5V電源變換電路的示意圖。
[0031]圖3為本實用新型的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)的3V電源變換電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]請參閱圖1至圖3,本實用新型的發(fā)明人為了能更好地對本實用新型的技術方案進行理解,下面通過具體地實施例,并結合附圖進行詳細地說明:
[0033]本實用新型的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),包括五個鋰電池串聯(lián)而成的串聯(lián)電池組(圖中未顯示),每個鋰電池的容量為37.5AH,端電壓為4.2V,最低放電電壓為3V,所以該串聯(lián)電池組的串聯(lián)總電壓為15-21V,可以直接為基坑測斜系統(tǒng)中的步進電機的電機驅動器以及數(shù)據(jù)傳輸單元供電,基坑測斜系統(tǒng)中的步進電機的電機驅動器以及數(shù)據(jù)傳輸單元供電的供電電流較大,所以直接由鋰電池組供電。步進電機的電機驅動器的剎車電壓為24V,驅動電流為0.8A,必須將所述鋰電池組的電壓進行升壓變換才能滿足使用要求。因此所述鋰電池組配備了一套升壓變換電路I,升壓變換電路I的輸出電壓為24V,輸出電流為IA0
[0034]升壓變換電路I包括升壓變換器11。升壓變換器11為LM2588升壓變換器。升壓變換器11包括GNDl端口,0N/0FF1端口、FRQSYl端口、FBl端口、SWITl端口、VINl端口和COMPl端口。其中GNDl端口接地,COMPl端口通過依次串聯(lián)的電阻R23和電容ClO接地。其中電阻R23連接升壓變換器11的COMPl端口,電容ClO接地。其中電阻R23的電阻值為2kQ,電容ClO的電容值為470yF。
[0035]VINl端口通過并聯(lián)設置的電容Cl I和極性電容E3接地,其中極性電容E3的正極接VINl端口,負極接地,極性電容E3的電容值為470μF,擊穿電壓為35V。電容Cll的電容值為I OOyF。VI NI端口與所述串聯(lián)鋰電池組之間連接有熔斷值為3.5A的熔絲12。所述串聯(lián)鋰電池組通過熔絲12連接基坑測斜系統(tǒng)中的步進電機的電機驅動器以及數(shù)據(jù)傳輸單元。
[0036]VINl端口與SWITl端口之間連接有電感值為15μΗ的電感LI。
[0037]SWITl端口與FBl端口之間通過依次串聯(lián)的并聯(lián)二極管組13和電阻R24連接,其中并聯(lián)二極管組13是由并聯(lián)設置的二極管D2和二極管D3組成的,其中并聯(lián)二極管組13的正極連接SWITl端口,負極連接電阻R24的第一端部,電阻R24的第二端部連接FBl端口。其中電阻R24的電阻值為28.7kQ,二極管D2和二極管D3為SR2100二極管。
[0038]同時并聯(lián)二極管組13還通過并聯(lián)設置的極性電容E4和極性電容E5接地,極性電容E4和極性電容E5,均為正極連接并聯(lián)二極管組13的負極,負極接地。極性電容E4和極性電容E5的電容值均為220yF。
[0039]FBI端口通過并聯(lián)設置的電阻R25和電容C12接地。電容C12的電容值為470pF,電阻R25的電阻值為1.5kQ。
[0040]本實用新型的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)還包括5V電源變換電路2,為基坑測斜系統(tǒng)中的主單片機、紅外復位電路和紅外測距電路提供電源。5V電源變換電路2包括降壓穩(wěn)壓器21,降壓穩(wěn)壓器21上設有VIN2端口、EN2端口、RT/SY2端口、GND2端口、SW2端口、B00T2端口 和FB2端口。
[0041]本實施例中,降壓穩(wěn)壓器21為德州儀器的LM22670降壓穩(wěn)壓器。其中VIN2端口連接所述串聯(lián)鋰電池組,VIN2端口與接地端之間設有并聯(lián)設置的極性電容E6和電容C13。電容Cl3的電容值為82pFο極性電容E6的正極連接VIN2端口,負極接地。極性電容E6的電容值為lOOyFAT/SY〗接口通過電阻R26接地,電阻R26的電阻值為62k Ω XND2端口接地。
[0042]SW2端口與B00T2端口之間設有電容C14,電容C14的電容值為lOOyFJW〗端口與B00T2端口之間設有電感L2,電感L2的第一端部連接SW2端口,電感L2的第二端部連接FB2端口,并輸出5V電源。
[0043]SW2端口通過二極管D4接地,二極管D4的正極接地,負極連接SW2端口。二極管D4為SR2100 二極管。FB2端口通過極性電容E7接地,極性電容E7的負極接地,正極連接FB2端口。極性電容E7的電容值為47yF。
[0044]采用LM22670降壓穩(wěn)壓器可以減少執(zhí)行高效高壓降壓功能時的外部組件。由于LM22670降壓穩(wěn)壓器組裝有一個能夠提供高達3A負載電流的42V N通道MOSFET開關,線路和負載調節(jié)調節(jié)效率高。LM22670降壓穩(wěn)壓器的電壓模式提供較短的最小接通時間,從而實現(xiàn)了輸入和輸出電壓間的最寬比率。LM22670降壓穩(wěn)壓器的具有內部環(huán)路補償功能。LM22670降壓穩(wěn)壓器提供固定5V輸出和可調輸出電壓選項,500kHz的缺省開關頻率可實現(xiàn)良好的瞬態(tài)響應,并可在200kHz至IMHz的范圍內對輸出頻率進行調節(jié)。LM22670降壓穩(wěn)壓器的內部振蕩器可被同步至一個系統(tǒng)時鐘或同步至其它穩(wěn)壓器的振蕩器。LM22670降壓穩(wěn)壓器的VIN2端口的精密使能輸入可實現(xiàn)控制和系統(tǒng)電源排序的優(yōu)化,其在關斷模式下的流耗只有25μΑ1Μ22670降壓穩(wěn)壓器還有內置有熱關斷和電流限制以其不受意外過載的影響。
[0045]本實用新型的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng)還包括3V電源變換電路3。3乂電源變換電路3為基坑測斜系統(tǒng)中的ZigBee通信電路供電。
[0046]3V電源變換電路3包括直流變換器31,直流變換器31包括ΕΝ3端口、VIN3端口、PG3端口、FB3端口、NC3端口、PGND3端口、AGND3端口、SLEP3端口、V0S3端口 和SW3端口。
[0047]其中EN3端口和VIN3端口短接。VIN3端口連接所述串聯(lián)鋰電池組,F(xiàn)B3端口、NC3端口、PGND3端口和AGND3端口短接,AGND3端口通過電極性電容E8連接VIN3端口,極性電容E8的正極連接VIN3端口,負極連接AGND3接口。
[0048]SW3端口與V0S3端口之間連接電感L3,電感L3的第一端部連接SW3端口,第二端部連接V0S3端口。電感L3的電感值為14μΗ。電感L3的第二端部輸出3V的直流電壓信號。同時電感L3的第二端部通過極性電容Ε9接地,極性電容Ε9的正極連接電感L3的第二端部,負極接地。
[0049]本實施例中,直流變換器31采用的是TPS62175/7直流變換器,基于分布式控制系統(tǒng)控制的降壓變換,借助于4.75V至28V的工作輸入電壓進行電壓變換,適合于由多節(jié)鋰離子電池以及12V和更高阻抗電源供電的系統(tǒng),從而提供高達500mA的輸出電流。TPS62175/7直流變換器在輕負載時自動進入節(jié)能模式,以在整個負載范圍內保持高效率。此外,TPS62175/7直流變換器特有一個為具有高級節(jié)能的睡眠模式。因此,它非常適合為ZigBee通信電路供電。
[0050]本實用新型的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),避免了開關電源的使用,減少了電磁干擾,提高了基坑測斜測量的精確性,并保證了基坑測斜系統(tǒng)中無線通信系統(tǒng)的供電。
[0051 ]本技術領域中的普通技術人員應當認識到,以上的實施例僅是用來說明本實用新型,而并非用作為對本實用新型的限定,只要在本實用新型的實質精神范圍內,對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內。
【主權項】
1.一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),包括五個鋰電池串聯(lián)而成的串聯(lián)電池組,其特征在于:其還包括與所述串聯(lián)鋰電池組連接的,并聯(lián)設置的升壓變換電路、5V電源變換電路和3V電源變換電路; 所述升壓變換電路包括升壓變換器,所述升壓變換器上設有GNDl端口,0N/0FF1端口、FRQSYl端口、FBl端口、SWITl端口、VINl端口和 COMPl端口; GNDl端口接地,COMPl端口通過依次串聯(lián)的電阻R23和電容ClO接地,其中電阻R23連接COMPl端口,電容ClO接地; VINl端口通過并聯(lián)設置的電容Cl I和極性電容E3接地,極性電容E3的負極接地; VINl端口與所述串聯(lián)鋰電池組之間連接有熔絲; VINl端口與SWITl端口之間連接有電感LI; SWITl端口與FBl端口之間通過依次串聯(lián)的并聯(lián)二極管組和電阻R24連接,所述并聯(lián)二極管組由并聯(lián)設置的二極管D2和二極管D3組成,所述并聯(lián)二極管組的正極連接SWITl端口,負極連接電阻R24; 所述并聯(lián)二極管組的負極還通過并聯(lián)設置的極性電容E4和極性電容E5接地,極性電容E4和極性電容E5均為負極接地; FBl端口通過并聯(lián)設置的電阻R25和電容C12接地。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),其特征在于:所述5V電源變換電路包括降壓穩(wěn)壓器,所述降壓穩(wěn)壓器上設有VIN2端口、EN2端口、RT/SY2端口、GND2端口、SW2端 口、B00T2端 口 和FB2端 口 ; VIN2端口連接所述串聯(lián)鋰電池組,VIN2端口與接地端之間設有并聯(lián)設置的極性電容E6和電容Cl 3,極性電容E6的負極接地; RT/SY2接口通過電阻R26接地; SW2端口與B00T2端口之間設有電容Cl4,SW2端口與FB2端口之間設有電感L2,電感L2的第一端部連接SW2端口,電感L2的第二端部連接FB2端口,并輸出5V電源; SW2端口通過二極管D4接地,二極管D4的正極接地,負極連接SW2端口 ; FB2端口通過極性電容E7接地,極性電容E7的負極接地。3.根據(jù)權利要求2所述的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),其特征在于:所述降壓穩(wěn)壓器為LM22670降壓穩(wěn)壓器。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),其特征在于:所述3V電源變換電路包括直流變換器,所述直流變換器包括EN3端口、VIN3端口、PG3端口、FB3端口、NC3端 口、PGND3端 口、AGND3端 口、SLEP3端 口、V0S3端 口 和SW3端 口 ; EN3端口和VIN3端口短接,VIN3端口連接所述串聯(lián)鋰電池組,F(xiàn)B3端口、NC3端口、PGND3端口和AGND3端口短接,AGND3端口通電極性電容E8連接VIN3端口,極性電容E8的正極連接VIN3端口,負極連接AGND3接口 ; SW3端口與V0S3端口之間連接電感L3,電感L3的第一端部連接SW3端口,第二端部連接V0S3端口;電感L3的第二端部輸出3V的直流電壓信號,電感L3的第二端部通過極性電容E9接地,極性電容E9的負極接地。5.根據(jù)權利要求4所述的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),其特征在于:所述直流變換器為TPS62175/7直流變換器。6.根據(jù)權利要求1所述的一種基坑測斜系統(tǒng)用地面供電系統(tǒng),其特征在于:所述升壓變換器為LM2588升壓變換器。
【文檔編號】H02M3/06GK205584018SQ201620345485
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】姜彪, 李榮正, 陳學軍
【申請人】上海工程技術大學