CN208401740U - 一种矿用宽电压输入范围型电源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种矿用宽电压输入范围型电源装置，涉及矿用设备技术领域。所述电源装置包括DC/DC电源模块、电压电流采样模块以及控制模块。本实用新型公开的一种矿用宽电压输入范围型电源装置，具有90V～600V的宽电压输入范围，通过电压电流采样模块对输出电压、电流的采样并将采样结果传输至控制模块的DSP控制器中进行处理分析，根据分析结果通过控制模块对DC/DC电源模块进行电压电流双闭环PWM控制，使得电源装置针对车载空调、伺服电机等多混合类型负载的频繁切换问题，输出电压具有极高响应速度和低静差的优点，对井下机车的稳定运行具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型属于矿用设备技术领域，具体涉及一种矿用宽电压输入范围型电源装置，尤其适合于井下输入电压等级多，车载空调等电气设备与架线电压不匹配且电源要求稳定度高的场合。
背景技术
随着采矿业的发展，井下电机车低压电气系统的稳定、安全、高效运行是我国采矿行业高产高效的重要保障。通常情况下，井下电机车包括蓄电池型电机车、架线型电机车和混合电源型电机车，井下电机车电压包含600V、550V、250V、190V、140V、110V、90V多种等级电压。
长期以来，电机车电源装置输入电压等级单一，而井下电机车车载空调、空压机、刹车泵等电力器件电压等级与电机车电压必须配合使用，造成了备用器件种类多、维修更换程序繁琐、高低压器件维护差异大等缺点，造成生产成本居高不下。且当负载变化大时，输出电压波动较大的问题，一直困扰着井下电机车的高效稳定运行。
因此，鉴于以上问题，有必要提出一种输入电压范围宽、简单操作、控制方便、性能可靠和输出稳定的宽电压输入范围型电源装置。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型公开一种宽电压输入范围型电源装置，包括DC/DC电源模块、电压电流采样模块以及控制模块。所述DC/DC电源模块的设置，使得该电源装置具有90V～600V的宽电压输入范围。同时通过电压电流采样模块对输出电压、电流的采样并将采样结果传输至控制模块的DSP控制器中进行处理分析，根据分析结果通过控制模块对DC/DC电源模块进行电压电流双闭环PWM控制，使得电源装置针对车载空调、伺服电机等多混合类型负载的频繁切换问题，输出电压具有极高响应速度和低静差的优点，对井下机车的稳定运行具有重要意义。
根据本实用新型的目的提出的一种矿用宽电压输入范围型电源装置，包括：
DC/DC电源模块，所述DC/DC电源模块包括第一变换单元、第二变换单元以及变压器，所述第一变换单元包括并联的第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2串联并形成第一节点，第二桥臂包括开关管M1和开关管M2，所述开关管M1与开关管M2串联并形成第二节点；所述第二变换单元包括并联的第三桥臂和第四桥臂，第三桥臂包括快恢复二极管D1和快恢复二极管D2，所述快恢复二极管D1与快恢复二极管D2串联并形成第三节点，第四桥臂包括快恢复二极管D3和快恢复二极管D4，所述快恢复二极管D3与快恢复二极管D4串联并形成第四节点；所述变压器原边分别连接第一节点和第二节点，副边分别连接第三节点和第四节点；
电压电流采样模块，用于采集DC/DC电源模块输出电压、电流并输出；
以及控制模块，用于接收电压电流采样模块的采集数据，处理分析后对DC/DC电源模块进行电压电流双闭环PWM控制。
优选的，所述电压电流采样模块包括LV25-P型莱姆电压传感器和LA55-P型莱姆电流传感器，所述电压传感器与电流传感器对DC/DC电源模块输出电压电流进行采样并将采样信号输出到控制模块的DSP控制器中。
与现有技术相比，本实用新型公开的一种矿用宽电压输入范围型电源装置的优点是：
所述电源装置包括DC/DC电源模块、电压电流采样模块以及控制模块。所述DC/DC电源模块的设置，使得该电源装置具有90V～600V的宽电压输入范围。同时通过电压电流采样模块对输出电压、电流的采样并将采样结果传输至控制模块的DSP控制器中进行处理分析，根据分析结果通过控制模块对DC/DC电源模块进行电压电流双闭环PWM控制，使得电源装置针对车载空调、伺服电机等多混合类型负载的频繁切换问题，输出电压具有极高响应速度和低静差的优点，对井下机车的稳定运行具有重要意义。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型公开的一种矿用宽电压输入范围型电源装置结构框图。
图2为本实用新型公开的一种矿用宽电压输入范围型电源装置电路原理图。
图中的数字或字母所代表的零部件名称为：
10-DC/DC电源模块；11-第一变换单元；12-变压器；13-第二变换单元；20-电流电压采样模块；30-控制模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。
图1-图2示出了本实用新型较佳的实施例，对其进行了详细的剖析。
如图1-2所示的一种矿用宽电压输入范围型电源装置，包括DC/DC电源模块，电压电流采样模块以及控制模块。
DC/DC电源模块10包括第一变换单元11、第二变换单元13以及变压器12。具体的，第一变换单元11为Buck电路模块，第二变换单元13为全桥不控整流模块。第一变换单元11包括并联的第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂包括电容C1和电容C2，电容C1和电容C2串联并于二者之间形成第一节点。第二桥臂包括开关管M1和开关管M2，开关管M1与开关管M2串联并于二者之间形成第二节点。第二变换单元13包括并联的第三桥臂和第四桥臂，第三桥臂包括快恢复二极管D1和快恢复二极管D2，快恢复二极管D1与快恢复二极管D2串联并于二者之间形成第三节点；第四桥臂包括快恢复二极管D3和快恢复二极管D4，快恢复二极管D3与快恢复二极管D4串联并于二者之间形成第四节点。变压器12原边分别连接第一节点和第二节点，副边分别连接第三节点和第四节点。
电压电流采样模块20用于采集DC/DC电源模块10输出电压、电流并输出。
控制模块30分别与电压电流采样模块20和DC/DC电源模块10电连接，用于接收电压电流采样模块20的采集数据，处理分析后对DC/DC电源模块10进行电压、电流双闭环PWM控制。具体的，电压电流采样模块20包括LV25-P型莱姆电压传感器和LA55-P型莱姆电流传感器，使用LV25-P型莱姆电压传感器和LA55-P型莱姆电流传感器对DC/DC电源模块10输出电压、电流进行采样并将采样信号输出到控制模块30的DSP控制器中，当控制模块30检测到输出电压不等于设定值且电流变化时，控制器进行PI计算并控制开关管M1和开关管M2的门级开关信号占空比，直到输出电压与设定值相同时，控制模块30输出稳定PWM稳定信号。当控制模块30检测到DC/DC电源模块10输出电流过大，超过安全范围时，立即切断控制信号，系统停机，此控制过程动作时间为微秒级，极大提高系统安全性。
综上所述，本实用新型公开的一种矿用宽电压输入范围型电源装置包括DC/DC电源模块、电压电流采样模块以及控制模块。其中DC/DC电源模块的设置，使得该电源装置具有90V～600V的宽电压输入范围。通过电压电流采样模块对输出电压、电流的采样并将采样结果传输至控制模块的DSP控制器中进行处理分析，根据分析结果通过控制模块对DC/DC电源模块进行电压电流双闭环PWM控制，使得电源装置针对车载空调、伺服电机等多混合类型负载的频繁切换问题，输出电压具有极高响应速度和低静差的优点，对井下机车的稳定运行具有重要意义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本实用新型。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种矿用宽电压输入范围型电源装置，其特征在于，包括：
DC/DC电源模块(10)，所述DC/DC电源模块(10)包括第一变换单元(11)、第二变换单元(13)以及变压器(12)，所述第一变换单元(11)包括并联的第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2串联并形成第一节点，第二桥臂包括开关管M1和开关管M2，所述开关管M1与开关管M2串联并形成第二节点；所述第二变换单元(13)包括并联的第三桥臂和第四桥臂，第三桥臂包括快恢复二极管D1和快恢复二极管D2，所述快恢复二极管D1与快恢复二极管D2串联并形成第三节点，第四桥臂包括快恢复二极管D3和快恢复二极管D4，所述快恢复二极管D3与快恢复二极管D4串联并形成第四节点；所述变压器(12)原边分别连接第一节点和第二节点，副边分别连接第三节点和第四节点；
电压电流采样模块(20)，用于采集DC/DC电源模块(10)输出电压、电流并输出；
以及控制模块(30)，用于接收电压电流采样模块(20)的采集数据，处理分析后对DC/DC电源模块(10)进行电压、电流双闭环PWM控制。
2.根据权利要求1所述的一种矿用宽电压输入范围型电源装置，其特征在于，所述电压电流采样模块(20)包括LV25-P型莱姆电压传感器和LA55-P型莱姆电流传感器，所述电压传感器与电流传感器对DC/DC电源模块(10)输出电压、电流进行采样并将采样信号输出到控制模块(30)的DSP控制器中。
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2018
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