CN109510289A - 矿用无线基站后备电源控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用无线基站后备电源控制装置及控制方法，装置包括整流稳压模块、电源切换继电器、充电继电器、充电管理集成块、后备电池、STC单片机、隔离收发器、三极管V1、三极管V2，整流稳压模块输入端接交流电源，整流稳压模块输出端接电源切换继电器的1号触点，电源切换继电器的3号触点接无线基站电源输入端，整流稳压模块输出端依次连接充电继电器的触点、充电管理集成块后接后备电池，后备电池输出端与电源切换继电器的2号触点相连，STC单片机输出的充电控制信号控制充电继电器的线圈，STC单片机输出的供电切换信号控制电源切换继电器的线圈。本发明对电池进行智能充电管理，通过定期维护电池，让电池处于良好工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿用无线基站后备电源，尤其涉及一种矿用无线基站后备电源控制装置及控制方法，属于矿用设备技术领域。
背景技术
传统的矿井井下通信由光纤、通信电缆等有线设备组成。但是对于移动用户，比如人员定位等，只能采取无线工作模式。由此诞生了矿用无线基站。无线基站必须配备后备电池，在交流供电停止后，设备自动切换到后备电池供电，当交流电恢复供电时，自动切换回来由交流供电。矿用无线基站一般使用镍镉、镍氢电池，由于镍镉、镍氢电池有不同程度“容量记忆效应”，影响电池的使用寿命和供电质量，因此，为保证矿井井下无线基站的正常工作，有必要消除和减弱镍镉、镍氢电池的这种有害效应。无线基站必须配备电源管理系统，解决无线设备后备电池充电管理、远程监控的问题，对电池状态进行智能监控，并对电池进行智能充电管理，通过定期维护电池，让电池处于良好工作状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿用无线基站后备电源控制装置及控制方法，对电池状态进行智能监控，并对电池进行智能充电管理，通过定期维护电池，让电池处于良好工作状态。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种矿用无线基站后备电源控制装置，包括整流稳压模块1、电源切换继电器2、充电继电器3、充电管理集成块4、后备电池5、STC单片机6、隔离收发器7、三极管V1、三极管V2，所述整流稳压模块1输入端接交流电源，所述整流稳压模块1输出端接电源切换继电器2的1号触点，所述电源切换继电器2的3号触点接无线基站电源输入端，所述整流稳压模块1输出端依次连接充电继电器3的触点、充电管理集成块4后接后备电池5，所述整流稳压模块1输出端与STC单片机6相连，为STC单片机6供电，所述后备电池5的电压、电流、温度信号输送至STC单片机6，所述后备电池5输出端与STC单片机6相连，为STC单片机6供电，所述后备电池5输出端与电源切换继电器2的2号触点相连，所述STC单片机6输出的充电控制信号接三极管V2的基极，三极管V2的发射极接地，三极管V2的集电极接充电继电器3的线圈，所述STC单片机6输出的供电切换信号接三极管V1的基极，三极管V1的发射极接地，三极管V1的集电极接电源切换继电器2的线圈，所述STC单片机6的串口信号经隔离收发器7转换为RS485信号，与无线基站通信。
一种矿用无线基站后备电源控制方法，包括以下步骤：
1)对电池电压进行采集并存储；
2)对电池温度进行采集并存储；
3)对电池电流进行采集并存储；
4)判断交流电源是否正常，如果不正常则停止充电并返回步骤1)，如果交流电源正常则执行步骤5)；
5)判断电池温度是否小于60度，如果大于等于60度，则停止充电并返回步骤1)，如果电池温度小于60度，则执行步骤6)；
6)判断是否有充电指令，如果有充电指令，则开始充电，如果没有充电指令，则执行步骤7)；
7)判断电池电压是否小于13V，如果小于13V则开始充电，如果大于等于13V则停止充电并返回步骤1)；
在上述控制过程中，矿用无线基站对后备电池进行监控，可以下发指令将后备电池电压、电流、温度状态信息上传至矿用无线基站；进行电池管理，可以下发指令关闭交流电源，切换至电池供电，由电池向负载放电；在关闭矿用无线基站前，将矿用无线基站切换回交流供电。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述矿用无线基站后备电源控制装置，其中充电管理集成块4的型号为CN3718。
前述矿用无线基站后备电源控制装置，其中隔离收发器7的型号为ADM2483。
前述矿用无线基站后备电源控制装置，安装在隔爆玻璃钢壳腔体内。
前述矿用无线基站后备电源控制方法，充电采用脉冲充电方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对电池状态进行智能监控，并对电池进行智能充电管理，通过定期维护电池，让电池处于良好工作状态。无线基站通过485总线网络模块与STC单片机连接。地面操作人员可以远程通过网络发送指令给无线基站，无线电基站解析通信协议指令后，或回传后备电源状态信息、或执行指令切换电池供电方式。针对镍镉、镍氢电池有不同程度“容量记忆效应”，通过远程控制后备电池充电、放电，消除和减弱这种有害效应，通过定期维护电池，让电池处于良好工作状态。
附图说明
图1是本发明的矿用无线基站后备电源控制装置电路结构图；
图2是本发明的单片机程序流程图；
图3是本发明的单片机响应中断流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的矿用无线基站后备电源控制装置，包括整流稳压模块1、电源切换继电器2、充电继电器3、充电管理集成块4、后备电池5、STC单片机6、隔离收发器7、三极管V1、三极管V2，充电管理集成块4的型号为CN3718，隔离收发器7的型号为ADM2483。所述整流稳压模块1输入端接交流电源，所述整流稳压模块1输出端接电源切换继电器2的1号触点，所述电源切换继电器2的3号触点接无线基站电源输入端，所述整流稳压模块1输出端依次连接充电继电器3的触点、充电管理集成块4后接后备电池5，所述整流稳压模块1输出端与STC单片机6相连，为STC单片机6供电，所述后备电池5的电压、电流、温度信号输送至STC单片机6，所述后备电池5输出端与STC单片机6相连，为STC单片机6供电，所述后备电池5输出端与电源切换继电器2的2号触点相连，所述STC单片机6输出的充电控制信号接三极管V2的基极，三极管V2的发射极接地，三极管V2的集电极接充电继电器3的线圈，所述STC单片机6输出的供电切换信号接三极管V1的基极，三极管V1的发射极接地，三极管V1的集电极接电源切换继电器2的线圈，所述STC单片机6的串口信号经隔离收发器7转换为RS485信号，与无线基站通信。上述矿用无线基站后备电源控制装置将交流电源经整流稳压模块1整流后，由电源切换继电器2的1、3号触点输送至无线基站电源输入端为其供电，如果需要切换为电池供电，则STC单片机6发出信号导通三极管V1，电源切换继电器2的线圈得电，触点切换为2、3号触点导通，由后备电池给无线基站供电。当后备电池需要充电时，由STC单片机6发出信号导通三极管V2，充电继电器3的线圈得电，其触点接通，整流稳压模块1输出直流电源，由充电管理集成块4进行充电管理，对后备电池充电。
如2所示，基于本发明的矿用无线基站后备电源控制装置，使用单片机对后备电源进行控制，包括以下步骤：
1)对电池电压进行采集并存储；
2)对电池温度进行采集并存储；
3)对电池电流进行采集并存储；
4)判断交流电源是否正常，如果不正常则停止充电并返回步骤1)，如果交流电源正常则执行步骤5)；
5)判断电池温度是否小于60度，如果大于等于60度，则停止充电并返回步骤1)，如果电池温度小于60度，则执行步骤6)；
6)判断是否有充电指令，如果有充电指令，则开始充电，如果没有充电指令，则执行步骤7)；
7)判断电池电压是否小于13V，如果小于13V则开始充电，如果大于等于13V则停止充电并返回步骤1)；
如图3所示，在上述控制过程中，矿用无线基站对后备电池进行监控，可以下发指令将后备电池电压、电流、温度状态信息上传至矿用无线基站进行监控。由于镍镉、镍氢电池有不同程度“容量记忆效应”，影响电池的使用寿命和供电质量，为了消除“容量记忆效应”，需要对电池定期进行放电，通过矿用无线基站后备电源控制装置关闭交流电源，切换至电池供电，由电池向矿用无线基站供电，执行放电过程，然后再采用脉冲充电方式对电池充电，消除电池“容量记忆效应”，延长电池的使用寿命。在关闭矿用无线基站前，将矿用无线基站切换回交流供电模式，以备再次开机时，处于交流供电，保证无线基站正常工作。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种矿用无线基站后备电源控制装置，其特征在于，包括整流稳压模块、电源切换继电器、充电继电器、充电管理集成块、后备电池、STC单片机、隔离收发器、三极管V1、三极管V2，所述整流稳压模块输入端接交流电源，所述整流稳压模块输出端接电源切换继电器的1号触点，所述电源切换继电器的3号触点接无线基站电源输入端，所述整流稳压模块输出端依次连接充电继电器的触点、充电管理集成块后接后备电池，所述整流稳压模块输出端与STC单片机相连，为STC单片机供电，所述后备电池的电压、电流、温度信号输送至STC单片机，所述后备电池输出端与STC单片机相连，为STC单片机供电，所述后备电池输出端与电源切换继电器的2号触点相连，所述STC单片机输出的充电控制信号接三极管V2的基极，三极管V2的发射极接地，三极管V2的集电极接充电继电器的线圈，所述STC单片机输出的供电切换信号接三极管V1的基极，三极管V1的发射极接地，三极管V1的集电极接电源切换继电器的线圈，所述STC单片机的串口信号经隔离收发器转换为RS485信号，与无线基站通信。
2.如权利要求1所述的矿用无线基站后备电源控制装置，其特征在于，所述充电管理集成块的型号为CN3718。
3.如权利要求1所述的矿用无线基站后备电源控制装置，其特征在于，所述隔离收发器的型号为ADM2483。
4.如权利要求1所述的矿用无线基站后备电源控制装置，其特征在于，所述矿用无线基站后备电源控制装置安装在隔爆玻璃钢壳腔体内。
5.一种矿用无线基站后备电源控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对电池电压进行采集并存储；
2)对电池温度进行采集并存储；
3)对电池电流进行采集并存储；
4)判断交流电源是否正常，如果不正常则停止充电并返回步骤1)，如果交流电源正常则执行步骤5)；
5)判断电池温度是否小于60度，如果大于等于60度，则停止充电并返回步骤1)，如果电池温度小于60度，则执行步骤6)；
6)判断是否有充电指令，如果有充电指令，则开始充电，如果没有充电指令，则执行步骤7)；
7)判断电池电压是否小于13V，如果小于13V则开始充电，如果大于等于13V则停止充电并返回步骤1)；
在上述控制过程中，矿用无线基站对后备电池进行监控，可以下发指令将后备电池电压、电流、温度状态信息上传至矿用无线基站；进行电池管理，可以下发指令关闭交流电源，切换至电池供电，由电池向负载放电；在关闭矿用无线基站前，将矿用无线基站切换回交流供电。
6.如权利要求5所述的矿用无线基站后备电源控制方法，其特征在于，充电采用脉冲充电方式。
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