CN102957124A - 短路自动断开电路、转接板及电液控制器 - Google Patents

短路自动断开电路、转接板及电液控制器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种短路自动断开电路、转接板及电液控制器，所述短路自动断开电路包括：短路检测电路，其输入端与被测电路连接，所述短路检测电路用于检测被测电路的工作参数；比较电路，其输入端与所述短路检测电路的输出端连接，所述比较电路用于将所述工作参数与内置的基准值进行比较；电源切断电路，其输入端与所述比较电路的输出端连接，所述电源切断电路的输出端与所述被测电路连接，所述电源切断电路用于根据所述比较电路输出的比较结果确定是否切断被测电路。因此，本发明能够快速切除发生故障部分的电路，其它部分仍可工作。这样，任何一个架间电缆短路，都不会影响其他电路的正常工作。

Description

短路自动断开电路、转接板及电液控制器
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种短路自动断开电路、转接板及电液控制器。
背景技术
支架电液控制技术作为支架控制技术的发展方向，己在全国范围内推广，通过引入电控系统，提高综采设备的自动化程度，降低工人劳动强度，提高出煤效率。
目前，国内外支架电控系统供应商DBT、Marco、蒂芬巴赫、天地玛珂等产品应用广泛，质量可靠。
但是，电液控制系统的电缆在采煤过程中，易发生由于支架移动而造成的短路，造成控制系统黑屏，给排除故障造成困难。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种路自动断开电路、转接板及电液控制器，以快速切除发生故障的电路部分，保证其他电路的正常工作。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种短路自动断开电路，所述短路自动断开电路包括：短路检测电路，其输入端与被测电路连接，所述短路检测电路用于检测被测电路的工作参数；比较电路，其输入端与所述短路检测电路的输出端连接，所述比较电路用于将所述工作参数与内置的基准值进行比较；电源切断电路，其输入端与所述比较电路的输出端连接，所述电源切断电路的输出端与所述被测电路连接，所述电源切断电路用于根据所述比较电路输出的比较结果确定是否切断被测电路。
进一步地，上述短路自动断开电路中，所述短路检测电路包括：正压检测模块，其输入端与本安电源连接，输出端与所述比较电路的正压输入端连接，所述正压检测模块设置有正压分压电路；负压检测模块，其输入端与本安电源连接，输出端与所述比较电路的负压输入端连接，所述负压检测模块设置有负压分压电路；其中，所述比较电路的短路保护输入端包括：所述正压输入端、所述负压输入端。
进一步地，上述短路自动断开电路中，所述电源切断电路设置有：主用场效应管、与所述主用场效应管连接的与非门电路。
优选地，上述短路自动断开电路中，所述电源切断电路还设置有：备用场效应管，配置为在所述主用场效应管故障时启用。
优选地，上述短路自动断开电路还包括：过流保护电路，与所述比较电路的过流保护输入端连接，所述过流保护电路用于将其检测到的电流参数转换为电压参数并传送给所述比较电路。
根据本发明的另一方面，提出一种转接板，所述转接板包括：上述任一种所述的短路自动断开电路及驱动部件；其中，所述驱动部件通过所述短路自动断开电路连接至电缆，所述电缆连接至电源。
进一步地，上述转接板中，所述驱动部件包括：左驱动、中驱动、右驱动；其中，所述左驱动、所述中驱动、所述右驱动分别通过所述短路自动断开电路连接至所述电缆。
进一步地，上述转接板中，所述外接电源通过所述短路自动断开电路连接至所述电缆。
优选地，上述转接板还设置有：通信接口，通过所述短路自动断开电路连接于所述电缆；和/或，故障报警器，与所述短路自动断开电路连接。
根据本发明的又一方面，提出一种电液控制器，所述电液控制器设置有：上述任一种所述的转接板、主控板、显示板；其中，所述转接板与所述主控板、所述显示板连接。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明短路自动断开电路切除故障的速度快，优于本安电源保护的速度，本安电源不会动作。这样，短路自动断开电路只切除故障部分，其它部分仍可工作。这样，任何一个架间电缆短路，都不会影响其他电路的正常工作。
因此，本发明实现架间电缆短路时，只把电液控制系统的故障部分切除，而其余部分仍然可以继续工作。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的短路检测电路的示意图；
图2为本发明实施例的过流保护电路的示意图；
图3为本发明实施例的比较电路的示意图；
图4为本发明实施例的电源切断电路的示意图；
图5为本发明具有短路自动断开功能的转接板的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的基本思想在于：设计一种电液控制器，该电液控制器具有短路自动断开功能的转接板，通过该转接板上设置的短路自动断开电路，实现架间电缆短路时，只把电液控制系统的故障部分切除，而其余部分仍然可以继续工作。这样，既减少了故障率，又方便了电液控制系统的维修。
下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明：
由于本安电源对短路故障的切除非常快，是以纳秒计算的，所以对这个电路断开故障的速度要求非常高。如果这个电路断开短路故障的速度比本安电源慢，本安电源的保护电路就会动作，切断系统的电源，造成电液控制系统黑屏，使未发生故障的部分无法正常工作。
因此，为了加快电路切断短路故障的速度，本实施例提出一种短路自动断开电路，所述短路自动断开电路包括：短路检测电路、比较电路、电源切断电路，其中：所述短路检测电路的输入端与被测电路连接，所述短路检测电路用于检测被测电路的工作参数。所述比较电路的短路保护输入端与所述短路检测电路的输出端连接，所述比较电路用于将所述工作参数与内置的基准值进行比较；所述电源切断电路的输入端与所述比较电路的输出端连接，所述电源切断电路的输出端与所述被测电路连接，所述电源切断电路用于根据所述比较电路输出的比较结果确定是否切断被测电路。
上述实施例中，为了实现短路自动断开电路的快速反应，所述短路检测电路、比较电路、电源切断电路均选取快速反应的电子元件。
例如：如图1至图4所示，所述比较电路选用电压比较器LM2903，所述电源切断电路选用与非门SN74HC02，N沟道MOS管IRF3710等。
因此，本实施例通过设置具有短路自动断开功能的短路自动断开电路，将架间电缆短路的故障部分及时切除，保证架间电缆的其余部分仍可正常工作。
此外，可在设置有短路自动断开电路的电液控制器上，增设故障显示功能，所述短路自动断开电路向所述电液控制器上报故障，进而方便故障的排除。
如图1所示，所述短路检测电路包括：正压检测模块，其输入端与本安电源连接，输出端与所述比较电路的正压输入端连接，所述正压检测模块设置有正压分压电路；负压检测模块，其输入端与本安电源连接，输出端与所述比较电路的负压输入端连接，所述负压检测模块设置有负压分压电路。其中，所述比较电路的短路保护输入端包括：所述正压输入端、所述负压输入端。
上述实施例中，所述正压检测模块，负压检测模块包括分压电路，并与本安电源VCC连接。本实施例中，各部件的连接关系可参见图1所示，其中，分压电阻R101、R105的取值范围可在0.5KΩ至2KΩ之间，R102、R104的取值范围可在2.5KΩ至4.5KΩ之间。
上述实施例中，当发生短路故障时，短路自动断开电路会检测到正分压Vcompare+和负分压Vcompare-，传送给所述比较电路，所述比较电路比较确定Vcompare+小于Vcompare-时，输出高电平给所述电源切断电路，所述电源切断电路中的与非门电路将所述高电平转换为低电平，并将转换得到的低电平发送给所述主用场效应管，从而通过场效应管切除发生短路故障的电路。本实施例中，监测到的正分压Vcompare+作为比较基准，当发生短路时，上述负分压高于所述正分压时，则判断发生短路，从而切断发生故障的电路。
上述各施例中，如图3所示，所述比较电路为电压比较器，其各部件的连接关系参见图3所示。本实施例中，所述比较电路的输入端与所述短路检测电路连接，输出端与所述电源切断电路连接。所述比较电路对所述短路检测电路发送来的参数进行比较，并将比较结果输出给所述电源切断电路，从而所述电源切断电路根据所述比较电路的输出确定是否需要切断提供所述参数的电路。
上述各施例中，如图4所示，所述电源切断电路设置有：主用场效应管如MOS管、与所述主用场效应管连接的与非门电路。所述电源切断电路的各部件的连接关系可参见图4所示。
优选的是，上述各施例中，如图4所示，所述电源切断电路还设置有：备用场效应管如MOS管，配置为在所述主用场效应管故障时启用。
优选的是，如图2所示，上述各施例中，所述短路自动断开电路还可包括：过流保护电路，所述过流保护电路与所述比较电路的过流保护输入端连接，所述过流保护电路用于将其检测到的电流参数转换为电压参数并传送给所述比较电路。所述比较电路对所述过流保护电路发送来的参数进行比较，并将比较结果输出给所述电源切断电路，从而所述电源切断电路根据所述比较电路的输出确定是否需要切断提供所述参数的电路。
本实施例中，为了实现快速诊断、切断反应，所述过流保护电路采用运算发大器CA3140。
这是因为，本安电源对短路故障的切除非常快，所以对这个电路断开故障的速度要求非常高。如果这个电路断开短路故障的速度比本安电源慢，本安电源的保护电路就会动作，切断系统的电源，造成电液控制系统黑屏，使未发生故障的部分无法正常工作。因此，为了加快电路切断短路故障的速度，上述实施例选取了非常快速的电子元件，如：运算发大器CA3140，电压比较器LM2903，与非门SN74HC02，N沟道MOS管IRF3710。
从上述实施例可以看出，上述实施例设计的短路自动断开电路具有短路和过流保护功能。所述短路自动断开电路的主要工作原理如下：当发生短路故障时，短路自动断开电路会检测到正分压Vcompare+和负分压Vcompare-，传送给所述比较电路，所述比较电路通过比较确定Vcompare+小于Vcompare-时，输出高电平给所述电源切断电路，所述电源切断电路中的与非门电路将所述高电平转换为低电平，并将转换得到的低电平发送给所述主用场效应管，从而通过场效应管切除发生短路故障的电路。
此外，上述实施例还可设置有过流保护电路，所述过流保护电路的电阻上产生很大的压降，导致运算放大器输出一个高电压，超过设置的基准值，此时，所述电压比较器就会输出一个高电平来切断场效应管如MOS管。
这样，上述实施例中，在过流保护电路和短路检测电路共同的作用下，MOS管被迅速地切断，导致故障电路被及时地切除，使本安电源还可以继续给其它部分供电。同时，这部分电路还有检测电路，一旦发生故障就可以将故障信息反馈给主控板方便故障地排除。
因此，从上述各实施例可见，本发明的短路自动断开电路具有如下技术效果：
1）短路自动断开电路切除故障的速度快，优于本安电源保护的速度，本安电源不会动作，这样，短路自动断开电路只切除故障部分，其它部分仍可工作。
2）任何一个架间电缆短路，都不会影响其他电路的正常工作。
3）具有故障报警的功能，一旦发生故障就可以向主控板输出参数。
以上是对本发明短路自动断开电路实施例所作的说明，下面结合附图对具有所述短路自动断开电路的转接板作进一步说明：
如图5所示，本发明实施例还提出一种转接板，所述转接板包括：上述任一个实施例的短路自动断开电路及驱动部件。其中，所述驱动部件通过所述短路自动断开电路连接至电缆；所述电缆连接至电源。
上述实施例中，所述驱动部件包括：左驱动、中驱动、右驱动。其中，所述左驱动、所述中驱动、所述右驱动分别通过所述短路自动断开电路连接至所述电缆。
上述实施例中，在图5中所示的短路保护处，可设置有短路自动断开电路，所述外接电源通过所述短路自动断开电路连接至所述电缆。
可选的是，上述实施例中，所述转接板还设置有通信接口，所述通信接口通过所述短路自动断开电路连接于所述电缆。
可选的是，上述实施例中，所述转接板还设置有故障报警器，所述故障报警器与所述短路自动断开电路连接。因此，所述转接板凭借其具有的故障报警的功能，一旦发生故障就可以向主控板输出参数。
例如：如图5所示，在电液控制器的转接板上集成具有短路和过流保护功能的电路。当某一个接口的电缆发生短路时，短路检测电路自动地切断这个接口的电源。使本安电源和其余的接口不受影响。
例如：设置于上述转接板一端的通信接口的短路自动断开电路检测到短路、过流故障，则所述通信接口的短路自动断开电路将架间电缆短路的故障部分及时切除，从而保证架间电缆的其余部分仍可正常工作。
同时，所述接口的短路检测电路还具有故障检测功能，当电缆发生短路故障时，可以将故障信号发送给电液控制器的主控板，方便故障的排除。或者，当所述路保护电路切断该接口的电源后，如果所述主控板未检测到其本应上报的参数，则可判断得知该处电路已发生故障如短路。
本发明实施例提供的转接板设有上述任一种短路自动断开电路，由于上述任一种短路自动断开电路具有上述技术效果，因此，设有该短路自动断开电路的转接板也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
本发明实施例还提出一种电液控制器，所述电液控制器设置有：上述任一种所述的转接板、主控板、显示板；其中，所述转接板与所述主控板、所述显示板连接。
本实施例中，通过在支架电控系统基础上设置短路自动断开功能的转接板，使得架间电缆短路时只切除故障部分，其余部分仍可正常工作。此外，在电液控制器上增设故障显示功能，方便故障的排除。
因此，本实施例通过短路自动断开电路切除故障电路部分，不仅速度快，尤其是其切断速度能够优于本安电源保护的速度，这样，本安电源不会动作，从而短路自动断开电路能够及时且切除故障部分，进而使其它部分仍可工作，所以任何一个架间电缆短路，都不会影响其他电路的正常工作。
本实施例的转接板，还具有故障报警的功能，这样，一旦发生故障就可以向主控板输出参数。
本实施例电液控制器具有故障显示功能，能够在电液控制器上方便地查处故障的位置，方便故障地排除。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种短路自动断开电路，其特征在于，设置有：
短路检测电路，其输入端与被测电路连接，所述短路检测电路用于检测被测电路的工作参数；
比较电路，其短路保护输入端与所述短路检测电路的输出端连接，所述比较电路用于将所述工作参数与内置的基准值进行比较；
电源切断电路，其输入端与所述比较电路的输出端连接，所述电源切断电路的输出端与所述被测电路连接，所述电源切断电路用于根据所述比较电路输出的比较结果确定是否切断被测电路。
2.根据权利要求1所述的短路自动断开电路，其特征在于，所述短路检测电路设置有：
正压检测模块，其输入端与本安电源连接，输出端与所述比较电路的正压输入端连接，所述正压检测模块设置有正压分压电路；
负压检测模块，其输入端与本安电源连接，输出端与所述比较电路的负压输入端连接，所述负压检测模块设置有负压分压电路；
其中，所述比较电路的短路保护输入端包括：所述正压输入端、所述负压输入端。
3.根据权利要求1所述的短路自动断开电路，其特征在于，所述电源切断电路设置有：主用场效应管、与所述主用场效应管连接的与非门电路。
4.根据权利要求3所述的短路自动断开电路，其特征在于，所述电源切断电路还设置有：备用场效应管，配置为在所述主用场效应管故障时启用。
5.根据权利要求1至4任一项所述的短路自动断开电路，其特征在于，还设置有：
过流保护电路，与所述比较电路的过流保护输入端连接，所述过流保护电路用于将其检测到的电流参数转换为电压参数并传送给所述比较电路。
6.一种转接板，其特征在于，设置有如权利要求1至5任一项所述的短路自动断开电路、及驱动部件；
其中，所述驱动部件通过所述短路自动断开电路连接至电缆，所述电缆连接至电源。
7.根据权利要求6所述的转接板，其特征在于，所述驱动部件包括：左驱动、中驱动、右驱动；其中，所述左驱动、所述中驱动、所述右驱动分别通过所述短路自动断开电路连接至所述电缆。
8.根据权利要求6或7所述的转接板，其特征在于，所述电源通过所述短路自动断开电路连接至所述电缆。
9.根据权利要求6或7所述的转接板，其特征在于，还设置有：
通信接口，通过所述短路自动断开电路连接于所述电缆；和/或
故障报警器，与所述短路自动断开电路连接。
10.一种电液控制器，其特征在于，设置有：
如权利要求6至9任一项所述的转接板、主控板、显示板；其中，所述转接板与所述主控板、所述显示板连接。
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