CN102815229A - 用于车载精密设备供电的智能电源箱 - Google Patents

用于车载精密设备供电的智能电源箱 Download PDF

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Abstract

一种用于车载精密设备供电的智能电源箱，包括箱体，所述箱体上设有控制板，所述控制板上设有显示控制板、开关量检测模块、显示屏、电源模块，所述箱体上还设有交流输入接口、直流输入接口和多个输出接口，所述箱体内设有输入模块、AC/DC整流稳压模块、DC/DC直流降压模块、DC/DC直流稳压模块、DC/AC逆变模块、多个功率模块、配电控制模块，本发明能够接车用24V蓄电池和220V市电，为车上用电设备提供AC220V、DC12V和DC24V供电电源，具有过流、过压、短路等保护功能，同时通过控制台对用电设备的供电进行控制，对输入电源参数、设备工作状态、故障进行监测。

Description

用于车载精密设备供电的智能电源箱
技术领域
本发明涉及车载设备供电电源领域，具体涉及一种用于车载精密设备供电的智能电源箱。 
背景技术
随着电子技术的发展，各种仪器设备的重量体积都大大减小，对一些有移动应用需求的精密设备（如监护仪、呼吸机等医疗设备），已能很方便的安装在车上实现车载化。目前，通常的救护车上的车载精密设备的供电基本上都是使用车上蓄电池的24V直流输出。使用这种供电方式存在两个主要问题：一是车上蓄电池输出的24V电压波动比较大，较高时可达到29V，较低时只有20V；二是无法为使用直流12V或交流220V电压的设备供电。而且这种供电方式对设备不提供过流、过压、短路等保护功能，当电压波动较大时，设备将不能正常工作甚至被损坏。因此，对于一些电源品质要求较高的车载精密设备，蓄电池供电将不能满足其要求。 
发明内容
本发明的目的是提供一种用于车载精密设备供电的智能供电箱，以解决车上蓄电池输出的24V电压波动大、无法为使用直流12V或交流220V电压的设备供电的缺点。 
本发明的技术方案是：一种用于车载精密设备供电的智能电源箱，包括箱体，所述箱体上设有控制板，所述控制板上设有显示控制板、显示屏、开关量检测模块、电源模块，所述开关量检测模块的输出端与显示控制板的输入端电连接，所述显示控制板的输出端与显示屏的输入端电连接；所述箱体上还设有交流输入接口、直流输入接口和多个输出接口，所述箱体内设有输入模块、AC/DC整流稳压模块、DC/DC直流降压模块、DC/DC直流稳压模块、DC/AC逆变模块、配电控制模块，以及多个功率模块，多个功率模块包括交流功率模块和多个直流功率模块，所述输入模块的交流输出端与AC/DC整流稳压模块的输入端电连接，所述DC/DC直流降压模块、DC/DC直流稳压模块、DC/AC逆变模块的输入端均与输入模块的直流输出端和AC/DC整流稳压模块的输出端电连接，所述DC/DC直流降压模块的输出端电连接至少一个直流功率模块，所述DC/DC直流稳压模块的输出端电连接至少一个直流功率模块，所述DC/AC逆变模块的输出端电连接至少一个交流功率模块，各功率模块的输出端对应连接输出接口；所述电源模块的输入端电连接输入模块交流输出端和电连接AC/DC整流稳压模块的输出端，输入模块接直流输入接口和交流输入接口，所述电源模块的第一输出端与显示控制板的输入端电连接，第二输出端与配电控制模块的输入端电连接，所述配电控制模块分别与各个功率模块和显示控制板电连接。 
所述输入模块的直流输出端和AC/DC整流稳压模块的输出端直接电连接有至少一个直流功率模块。 
所述AC/DC整流稳压模块为将220V交流转换为24V直流的转换器。 
所述DC/DC直流降压模块为将24V直流转换为12V直流的转换器。 
所述DC/DC直流稳压模块为将非稳定的24V直流转换为稳定的24V直流的转换器。 
所述DC/AC逆变模块为将24V直流转换为220V交流的转换器。 
本发明的有益效果在于: 所述输入模块可输入交流220V和直流24V，同时输入时优先选择220V交流输入，输入模块的交流输出端与AC/DC整流稳压模块的输入端电连接，起到了稳压作用，同时将非稳定的220V交流输入转换成稳定的24V直流输出，所述 DC/DC直流降压模块、DC/DC直流稳压模块、DC/AC逆变模块的输入端均与直流输入接口和AC/DC整流稳压模块的输出端电连接，第一，将24V直流输入转换成12V直流输出；第二，将非稳定的24V直流输入转换成稳定的24V直流输出；第三，将24V直流输入转换成220V交流输出；由于采用上述技术方案，本发明既可以连接220V市电，又可以连接车上蓄电池24V直流，并且能将非稳定的220V交流和24V直流转换为稳定的220V交流、12V直流和24V直流，为需要不同电压的设备供电，并且可广泛应用于对电源品质要求较高的车载精密设备的供电管理。所述直流输入接口和AC/DC整流稳压模块的输出端直接电连接有至少一个直流功率模块，用于对电源品质要求不高的设备，以节约智能电源箱的制作成本。所述输出接口处对应连接各功率模块的输出端，对流过它的电压、电流进行放大、检测，具有过流、过压、短路等保护功能，所述配电控制模块分别与各个功率模块和显示控制板电连接，对用电设备的供电进行控制，对输入电源参数、设备工作状态、故障进行监测。所述开关量检测模块的输出端与显示控制板的输入端电连接，用于扫描并识别操控开关动作，并将检测结果传输给显示控制板。所述显示控制板的输出端与显示屏的输入端电连接，显示屏能够实时显示各用电设备的工作状况（包括工作电流、电压等），当配电系统出现故障时显示相应的故障代码。本发明结构简单、成本低、小巧轻便，易大批量生产。 
附图说明
图1是本发明的电路结构示意图，也是本发明一种具体实施方式电路结构示意图； 
图2是本发明综合电源箱的电路结构示意图；
图3是本发明信号采集电路结构示意图。
具体实施方式
    本实施例以救护车为例。 
参见图1、图2、图3所示，一种用于车载精密设备供电的智能电源箱，包括箱体1，所述箱体1表面设有控制板2，所述控制板2上设有显示控制板3、显示屏4、开关量检测模块5、电源模块17、操控开关，所述开关量检测模块5的输出端与显示控制板3的输入端电连接，用于扫描并识别操控开关动作，并将检测结果传输给显示控制板。所述显示控制板3的输出端与显示屏4的输入端电连接，所述的显示屏能够实时显示各用电设备的工作状况，包括工作电流、电压等，当配电系统出现故障时显示相应的故障代码。所述箱体上还设有交流输入接口20、直流输入接口19和多个输出接口21、22、23、24、25、26，所述箱体1内设有输入模块6、AC/DC整流稳压模块7、DC/DC直流降压模块8、DC/DC直流稳压模块9、DC/AC逆变模块10、配电控制模块18，以及多个功率模块，该功率模块包括交流功率模块和多个直流功率模块，由配电控制模块18控制其是否输出，实现对用电设备的电气控制，各功率模块的输出端对应连接输出接口。所述输入模块6的交流输出端与AC/DC整流稳压模块7的输入端电连接，输入模块6的接地端接地，信号端接LIN总线，AC/DC整流稳压模块7的接地端接地，AC/DC整流稳压模块7把220V交流转换成24V直流。所述输入模块6的输入端接直流输入接口（19）和交流输入接口（20），输入模块6可输入交流220V和直流24V，同时输入时优先选择220V交流输入，输入模块6和交流输入接口20之间设有操控开关，操控开关和交流输入接口20之间电连接有滤波器，滤波器和输入模块6之间电连接有变压器，对输入的外接市电进行滤波和变压，确保输入交流220V，交流输入接口20可以连接多个外接市电，交流输入接口20设有接地端接地，直流输入接口19可以连接多个蓄电池24V，直流输入接口19设有接地端接地，直流输入接口19与输入模块6之间设有过压吸收模块A0，过压吸收模块A0接地端接地，信号端接LIN总线。所述DC/DC直流降压模块8、DC/DC直流稳压模块9、DC/AC逆变模块10的输入端均与输入模块6的直流输出端和AC/DC整流稳压模块7的输出端电连接，所述DC/DC直流降压模块8把24V直流转换成12V直流，DC/DC直流降压模块8的接地端接地；所述DC/DC直流稳压模块9把非稳定的24V直流转换成稳定的24V直流，DC/DC直流稳压模块9的接地端接地；所述DC/AC逆变模块把24V直流转换成220V交流，DC/AC逆变模块的接地端接地。所述DC/DC直流降压模块8的输出端电连接至少一个直流功率模块，本实施例的DC/DC直流降压模块8的输出端电连接两个直流功率模块，分别为第一直流功率模块13、第二直流功率模块14，当然，也可以根据实际需要设置一个或多个。本实施例的第一直流功率模块13采用TZF28PL-10型号的模块，或者也可采用类似功能的其它型号的模块，所述第一直流功率模块13的输出端对应电连接有输出接口21，第一直流功率模块13的接地端接地，信号端接LIN总线，输出接口21可以连接多个设备，如连接多个输液泵等，输出接口21设有接地端接地；本实施例的第二直流功率模块14采用TZF28PL-10型号的模块，或者也可采用类似功能的其它型号的模块，所述第二直流功率模块14的输出端对应电连接有输出接口22, 第二直流功率模块14 的接地端接地，信号端接LIN总线， 输出接口21可以连接多个设备，如连接吸引器、监护仪等，输出接口22设有接地端接地。所述输出接口21、输出接口22均输出稳定的12V直流，分别给输液泵、吸引器、监护仪等供电。所述DC/DC直流稳压模块9的输出端电连接至少一个直流功率模块，本实施例的DC/DC直流稳压模块9的输出端电连接一个直流功率模块，该直流功率模块为第三直流功率模块15，当然，也可以根据实际需要设置两个或多个，本实施例的第三直流功率模块15采用TZF28PL-10型号的模块，或者也可采用类似功能的其它型号的模块，所述第三直流功率模块15的输出端对应电连接输出接口25，第三直流功率模块15的接地端接地，信号端接LIN总线，输出接口25可以连接多个设备，如连接呼吸机、暖风机等，输出接口23设有接地端接地，所述输出接口23输出稳定的24V直流，给呼吸机、暖风机等供电。所述DC/AC逆变模块10的输出端电连接至少一个交流功率模块，本实施例的DC/AC逆变模块10的输出端电连接一个交流功率模块16，当然，也可以根据实际需要设置两个或多个，所述交流功率模块16的输出端电连接输出接口26，交流功率模块16的接地端接地，信号端接LIN总线，输出接口26可以连接多个设备，如连接紫外灯、加温器等，输出接口26设有接地端接地，所述输出接口26输出稳定的220V交流，给紫外灯、加温器等供电。所述输入模块6的直流输出端和AC/DC整流稳压模块7的输出端还可以直接电连接有至少一个直流功率模块。本实施例的输入模块6的直流输出端和AC/DC整流稳压模块7的输出端直接电连接有两个直流功率模块，这两个直流功率模块分别为第四直流功率模块11、第五直流功率模块12，当然，也可以根据实际需要设置为一个或多个，本实施例的第四直流功率模块11采用TZD28PL-40型号的模块，或者也可采用类似功能的其它型号的模块，所述第四直流功率模块11的输出端对应电连接有输出接口23，第四直流功率模块11的接地端接地，信号端接LIN总线，输出接口23可以连接多个设备，如连接制氧机、计算机等，输出接口23设有接地端接地；本实施例的第五直流功率模块12采用TZD28PL-20型号的模块，或者也可采用类似功能的其它型号的模块，第五直流功率模块12的输出端对应电连接有输出接口24，第五直流功率模块12的接地端接地，信号端接LIN总线，输出接口2可连接多个设备，如显示器、计算机等，输出接口24设有接地端接地。由此，当采用蓄电池24V直流输入时，所述输出接口23、24输出非稳定的24V直流，当采用市电220V交流输入时，所述输出接口23、24输出稳定的24V直流，给计算机、制氧机、显示器等供电。所述输出接口23、24，一般用于连接对电源品质要求不高的设备，可以节约智能电源箱的制作成本。智能电源箱中的所有功率模块均可以用于放大和检测经过它的电信号，同时它还具有过流、过压、短路等保护功能，并且对用电设备工作状态及运行参数进行采集。所述电源模块17的输入端电连接交流输入模块6输出端和电连接AC/DC整流稳压模块7的输出端，所述电源模块17的第一输出端与显示控制板3的输入端电连接，第二输出端与配电控制模块18的输入端电连接，所述配电控制模块18的信号端接LIN总线。所述电源模块有整流、滤波的作用，电信号经过电源模块变换后为系统配电控制模块和显示控制板提供DC24V电源。所述配电控制模块18分别与各个功率模块通过LIN总线电连接，与显示控制板3通过CAN总线连接，配电控制模块18上还连接有过压吸收模块A0，过压吸收模块A0接地端接地，信号端接LIN总线。配电控制模块18用于采集各功率模块的电信号，将采集的数据传输给显示控制板，并接收显示控制板的命令进行配电管理和控制。所述箱体1内的电路元器件都焊接在一块电路板上，本实施例箱体1上设置一个直流输入接口，直流输入也可以直接从电路板上引出一根导线。 
本发明的工作原理：所述控制板2上设有电源总开关，电源总开关闭合后，配电系统上电开始工作。首先将AC220V或蓄电池DC24V输入电源箱，在有交流输入时优先使用交流输入。经过AC/DC整流稳压模块7、DC/DC直流降压模块8、DC/DC直流稳压模块9、DC/AC逆变模块10把220V市电和24V蓄电池输入变换为多路AC220V、DC12V和DC24V供电输出，其中AC220V和DC12V为稳压输出，考虑到DC/DC转换器的体积和功耗，DC24V在交流输入时为稳压输出，直流输入时包括稳压输出和非稳压输出两路。输入电源箱的AC220V或蓄电池DC24V经过电源模块的整流、滤波和变换后为系统配电控制模块和显示控制板提供DC24V电源，配电控制模块18进行配电管理和控制，同时对所管理和控制的用电设备工作状态及运行参数进行采集，并将采集信息传送给显示控制板，由显示控制板将信息通过显示屏显示。开关量检测模块实时对操控开关进行扫描，当识别到操控动作后传输给显示控制板，显示控制板通过命令的方式把动作信息传送给智能配电控制模块，配电控制模块根据命令实现对各交、直流功率模块的控制，从而完成对用电设备的电气控制。 
本发明是提供一种用于车载精密设备供电的智能供电箱，该供电箱将外接市电220V和蓄电池24V输入变换为多路AC220V、DC12V和DC24V供电输出，为了使用方便，也可以直接连接车上的点烟器输出直流24V，其中AC220V和DC12V为稳压输出，考虑到DC/DC转换器的体积和功耗，DC24V在交流输入时为稳压输出，直流输入时包括稳压输出和非稳压输出两路，为车上用电设备提供AC220V、DC12V和DC24V供电电源，具有过流、过压、短路等保护功能，同时通过控制板对用电设备的供电进行控制，对输入电源参数、设备工作状态、故障进行监测。本发明可广泛应用于对电源品质要求较高的车载精密设备的供电管理。 

Claims (6)

1.一种用于车载精密设备供电的智能电源箱，包括箱体（1），其特征在于：所述箱体（1）上设有控制板（2），所述控制板（2）上设有显示控制板（3）、显示屏（4）、开关量检测模块（5）、电源模块（17），所述开关量检测模块（5）的输出端与显示控制板（3）的输入端电连接，所述显示控制板（3）的输出端与显示屏（4）的输入端电连接；所述箱体（1）上还设有交流输入接口（20）、直流输入接口（19）和多个输出接口，所述箱体（1）内设有输入模块（6）、AC/DC整流稳压模块（7）、DC/DC直流降压模块（8）、DC/DC直流稳压模块（9）、DC/AC逆变模块（10）、配电控制模块（18），以及多个功率模块，多个功率模块包括交流功率模块和多个直流功率模块，所述输入模块（6）的交流输出端与AC/DC整流稳压模块（7）的输入端电连接，所述DC/DC直流降压模块（8）、DC/DC直流稳压模块（9）、DC/AC逆变模块（10）的输入端均与输入模块（6）的直流输出端和AC/DC整流稳压模块（7）的输出端电连接，所述DC/DC直流降压模块（8）的输出端电连接至少一个直流功率模块，所述DC/DC直流稳压模块（9）的输出端电连接至少一个直流功率模块，所述DC/AC逆变模块（10）的输出端电连接至少一个交流功率模块，各功率模块的输出端对应连接输出接口；所述电源模块（17）的输入端电连接输入模块（6）交流输出端和电连接AC/DC整流稳压模块（7）的输出端，输入模块（6）接直流输入接口（19）和交流输入接口（20），所述电源模块（17）的第一输出端与显示控制板（3）的输入端电连接，第二输出端与配电控制模块（18）的输入端电连接，所述配电控制模块（18）分别与各个功率模块和显示控制板（3）电连接。
2.根据权利要求1所述的用于车载精密设备供电的智能电源箱，其特征在于：所述输入模块（6）的直流输出端和AC/DC整流稳压模块（7）的输出端直接电连接有至少一个直流功率模块。
3.根据权利要求1所述的用于车载精密设备供电的智能电源箱，其特征在于：所述AC/DC整流稳压模块（7）为将220V交流转换为24V直流的转换器。
4.根据权利要求1所述的用于车载精密设备供电的智能电源箱，其特征在于：所述DC/DC直流降压模块（8）为将24V直流转换为12V直流的转换器。
5.根据权利要求1所述的用于车载精密设备供电的智能电源箱，其特征在于：所述DC/DC直流稳压模块（9）为将非稳定的24V直流转换为稳定的24V直流的转换器。
6.根据权利要求1所述的用于车载精密设备供电的智能电源箱，其特征在于：所述DC/AC逆变模块（10）为将24V直流转换为220V交流的转换器。
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