CN209016796U - 一种具有故障提示功能的直流屏 - Google Patents

Abstract

一种具有故障提示功能的直流屏，包括直流屏本体、直流转直流电源模块、GPRS设备，还具有蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路，直流转直流电源模块、GPRS设备、蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路安装在元件盒内，蓄电池性能检测电路有相同的多套，蓄电池性能检测电路套数和直流屏本体内蓄电池组的蓄电池只数一致，直流转直流电源模块、GPRS设备、蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路和直流屏本体内蓄电池组之间经导线连接。本新型使用时，在某一只蓄电池发生故障或容量变小后，相应的发光二极管会得电发光，给予使用者明确提示故障点所在位置，能对串联后多只蓄电池性能进行实时监测，管理人员能在任何时间段、任何地点直观掌握蓄电池组性能。

Description

一种具有故障提示功能的直流屏

技术领域

本实用新型涉及直流电源设备领域，特别是一种具有故障提示功能的直流屏。

背景技术

直流屏就是提供稳定直流电源的设备，使用时通过充电器给蓄电池组充电、并通过蓄电池组储存直流电能，在例如高低压开关柜需要电动合闸或分闸的时候能够对其合闸线圈或分闸线圈给出符合要求的直流电压以实现合闸或分闸，直流屏一般用在发电供电部门和具有一定规模的企事业单位的供电配电房中，专门为控制设备提供合适的直流电源。

直流屏内的蓄电池组作为核心部件是保证直流屏正常工作的前提，蓄电池组一般由多节12V蓄电池串联而得，蓄电池组在实际应用中，特别使用时间久后，其容量会慢慢变小，特别在蓄电池内部极板发生开路等故障后，将会导致蓄电池无法充电。当蓄电池发生故障如果管理人员没有及时发现问题时，那么由于蓄电池组容量降低实际使用中，将会导致其他需要蓄电池组供电的电气部件因输入电压过低而无法正常工作。现有的技术中，直流屏都不具有对其内部蓄电池组性能进行实时监测的功能，因此在发生蓄电池组容量减少、甚至蓄电池极板开路时，会影响到直流屏的正常使用。

基于上述，提供一种能有效监测其自身蓄电池组工作状态的直流屏显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有直流屏因结构所限存在的弊端，本实用新型提供了具有多套蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路等，在使用中，每套蓄电池性能检测电路实时对蓄电池组的每单只蓄电池性能分别进行监测，在某一只蓄电池发生故障或容量变小后，相应一套蓄电池性能检测电路的发光二极管会得电发光，给予使用者明确提示故障点所在位置，蓄电池组监测电路能对串联后多只蓄电池的性能进行实时监测，监测数据经无线移动网络传递出去，远端管理方通过现有成熟技术，手机内部安装的波形图显示APP将接收到的信号进行处理后(接收数字信号的高低转换为波形图显示是应用广泛的软件技术)，能将蓄电池组的电压数据直观显示在屏幕上，蓄电池组电压高时、波形图峰值高，蓄电池组电压低时、波形图峰值低，这样管理人员能在任何时间段、任何地点直观掌握蓄电池组的性能，并在某一只蓄电池损坏或性能不佳时，能及时进行更换或维护，保证了整体设备能正常工作的一种具有故障提示功能的直流屏。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有故障提示功能的直流屏，包括直流屏本体、直流转直流电源模块、GPRS设备，其特征在于还具有蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路，直流转直流电源模块、GPRS设备、蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路安装在电路板上，电路板安装在元件盒内，元件盒安装在直流屏本体的壳体内右上部，蓄电池性能检测电路有相同的多套，蓄电池性能检测电路套数和直流屏本体内蓄电池组的蓄电池只数一致，每套蓄电池性能检测电路的正负两极电源输入端和直流屏本体内蓄电池组其中一只蓄电池的正负两极分别经导线连接，直流转直流电源模块正负两极电源输入端和串联后蓄电池组正负两极分别经导线连接，直流转直流电源模块正负两极电源输出端和蓄电池组监测电路、GPRS设备的正负两极电源输入端分别经导线连接，串联后蓄电池组正极和蓄电池组监测电路的信号输入端经导线连接，蓄电池组监测电路的信号输出端和GPRS设备的信号输入端经RS485数据线连接。

所述直流转直流电源模块输出电压是直流6V。

所述GPRS设备是GPRS模块。

所述每套蓄电池性能检测电路包括发光二极管、可调电阻、电阻、NPN三极管和继电器，其间经电路板布线连接，可调电阻一端和第一只电阻一端、继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，可调电阻另一端和第一只NPN三极管基极连接，第一只NPN三极管集电极和第一只电阻另一端、第二只NPN三极管基极连接，第二只NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器常开触点端和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和发光二极管正极连接，第一只NPN三极管发射极和第二只NPN三极管发射极、发光二极管负极连接，多套蓄电池性能检测电路的发光二极管发光面位于元件盒前上端的开孔外侧，位于每只发光二极管侧端的元件盒上标示有数字，每个数字代表一只蓄电池。

所述蓄电池组监测电路包括单片机模块和电阻、二极管，其间经电路板布线连接，单片机模块主控芯片为STM32F103C8T6，电阻一端和单片机模块信号输入端连接，单片机模块的正极电源输入端和二极管负极连接。

本实用新型有益效果是：本新型使用时，每套蓄电池性能检测电路能实时对直流屏内蓄电池组的每单只蓄电池性能分别进行监测，在某一只蓄电池发生故障或容量变小后，相应一套蓄电池性能检测电路的发光二极管会得电发光，给予使用者明确提示故障点所在位置，这样使用者在平时的巡检中发现有二极管发光后，就能直观了解到这只二极管对应的一只蓄电池出现故障了，以及时对发生故障或容量变小的蓄电池进行维护或更换。蓄电池组监测电路工作时，能对串联后多只蓄电池的性能进行实时监测，监测的串联后多只蓄电池电压数据会经无线移动网络传递出去，远端管理方通过现有成熟技术，手机内部安装的波形图显示APP将接收到的信号进行处理后(接收数字信号的高低转换为波形图显示是应用广泛的软件技术)，能将蓄电池组的电压数据直观显示在屏幕上，蓄电池组电压高时、波形图峰值高，蓄电池组电压低时、波形图峰值低，这样管理人员能在任何时间段、任何地点直观掌握蓄电池组的性能，并在整体蓄电池组电压过低时能及时查明原因，在多套蓄电池性能检测电路共同作用下，对容量变小以及损坏的蓄电池进行更换或维护，保证整体设备能正常工作。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型直流转直流电源模块、GPRS设备、其中一套蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路的电路图。

具体实施方式

图1中所示，一种具有故障提示功能的直流屏，包括直流屏本体1、直流转直流电源模块2、GPRS设备3，还具有蓄电池性能检测电路4、蓄电池组监测电路5，直流转直流电源模块2、GPRS设备3、蓄电池性能检测电路4、蓄电池组监测电路5安装在电路板上，电路板安装在元件盒6内，元件盒6安装在直流屏本体1的壳体内右上部，蓄电池性能检测电路4有相同的多套，蓄电池性能检测电路4套数和直流屏本体1内蓄电池组的蓄电池只数一致，多套蓄电池性能检测电路4的发光二极管4-1发光面位于元件盒6前上端的开孔外侧，以利于管理人员及时查看到发光二极管4-1发光情况，位于每只发光二极管4-1侧端的元件盒6上标示有数字，每个数字代表一只蓄电池。

图2中所示，直流转直流电源模块U3输入电压直流12-220V，输出电压是直流6V。GPRS设备U2是GPRS模块成品，工作电压是直流6V，其具有两个电源输入端VCC及GND(1及2脚)，还有一个RS485数据输入端口。每套蓄电池性能检测电路包括发光二极管VLN、可调电阻RPN、电阻RN及RN1、NPN三极管QN1及QN2和继电器JN，其间经电路板布线连接，可调电阻RPN一端和第一只电阻RN一端、继电器JN正极电源输入端及控制电源输入端连接，可调电阻RPN另一端和第一只NPN三极管QN1基极连接，第一只NPN三极管QN1集电极和第一只电阻RN另一端、第二只NPN三极管QN2基极连接，第二只NPN三极管QN2集电极和继电器JN负极电源输入端连接，继电器JN常开触点端和第二只电阻RN1一端连接，第二只电阻RN1另一端和发光二极管VLN正极连接，第一只NPN三极管QN1发射极和第二只NPN三极管QN2发射极、发光二极管VLN负极连接，多套蓄电池性能检测电路的发光二极管VLN发光面位于元件盒前上端的开孔外侧，以利于管理人员及时查看到发光二极管VLN发光情况，位于每只发光二极管VLN侧端的元件盒上标识有数字，每个数字代表一只蓄电池。蓄电池组监测电路包括单片机模块U1和电阻R1、二极管VD，其间经电路板布线连接，单片机模块U1是主控芯片为STM32F103C8T6的单片机模块成品，其具有两个电源输入端VCC及GND(2及3脚)，还有一个信号输入端1脚、一个RS485数据输出端口，电阻R1一端和单片机模块U1信号输入端连接，单片机模块U1的正极电源输入端和二极管VD负极连接。

图2中所示，每套蓄电池性能检测电路的正负两极电源输入端电阻RN一端及NPN三极管QN1发射极和直流屏本体内蓄电池组G的其中一只蓄电池GN的正负两极分别经导线连接，直流转直流电源模块U3正负两极电源输入端1及2脚和串联后蓄电池组G正负两极分别经导线连接，直流转直流电源模块U3正负两极电源输出端3及4脚和蓄电池组监测电路正负两极电源输入端二极管VD正极及单片机模块U1负极电源输入端GND、GPRS设备U2的正负两极电源输入端VCC及GND(1及2脚)分别经导线连接，串联后蓄电池组G正极和蓄电池组监测电路的信号输入端电阻R1另一端经导线连接，蓄电池组监测电路的信号输出端单片机模块U1的RS485数据输出端口和GPRS设备U2的RS485数据信号输入端口经RS485数据线连接。

图2中所示，由于每套蓄电池性能检测电路的正负两极电源输入端电阻RN一端及NPN三极管QN1发射极和其中一只蓄电池GN的正负两极分别经导线连接，蓄电池性能检测电路套数和直流屏本体内蓄电池组的蓄电池只数一致，所以，多套蓄电池性能检测电路会同时处于得电工作状态，分别对蓄电池组的多只蓄电池进行性能检测。串联后蓄电池组G输出的电源进入直流转直流电源模块U3正负两极电源输入端1及2脚后，直流转直流电源模块U3的3及4脚会输出稳定的6V直流电源进入蓄电池组监测电路正负两极、以及GPRS设备U2正负两极电源输入端，蓄电池组监测电路以及GPRS设备U2处于得电工作状态。每套蓄电池性能检测电路中(多套蓄电池性能检测电路结构一致、工作原理一致，以下内容结合其中一套蓄电池性能检测电路工作过程做说明)：当所监测的一只蓄电池GN性能良好其电压高于12V时，此刻经可调电阻RPN降压后电源进入NPN三极管QN1的基极电压高于NPN三极管QN1的0.7V起始电压(初次实际生产调试中，蓄电池GN性能完好电压在12V以上，可调电阻RPN的电阻值确定，把电压检测表的两个检测头分别接触NPN三极管QN1的基极、蓄电池GN的负极，然后调节可调电阻RPN的可调旋钮，当调节可调电阻RPN的旋钮、NPN三极管QN1基极处电压刚好是0.7V左右时，NPN三极管QN1导通，那么可调电阻RPN的电阻值也刚好调节到需要的阻值，RPN的电阻值在1M左右)，NPN三极管QN1基极获得合适偏压处于导通状态，NPN三极管QN1集电极输出低电平进入NPN三极管QN2的基极，NPN三极管QN2的基极无合适高电平偏压处于截至状态；在所需监测一只蓄电池GN发生故障或容量变小后，所需监测一只蓄电池GN其电压低于12V，此刻经可调电阻RPN降压后电源进入NPN三极管QN1的电压低于NPN三极管QN1的0.7V起始电压，NPN三极管QN1基极无合适偏压处于截止状态，NPN三极管QN1无任何电平输出进入NPN三极管QN2的基极，于是，NPN三极管QN2的基极经电阻RN(电阻RN降压)从所需监测一只蓄电池GN正极获得合适偏压导通其集电极输出低电平进入继电器JN负极电源输入端，继而，继电器JN得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，由于，继电器JN常开触点端和发光二极管VLN正极连接(电阻RN1串联在继电器JN常开触点端和发光二极管VLN正极之间，为进入发光二极管VLN的电压降压)，发光二极管VLN负极和所需监测一只蓄电池GN的负极此刻相通，继电器JN的控制电源输入端此刻和所需监测一只蓄电池GN的正极相通，所以，此时发光二极管VLN会得电发光；给予使用者明确提示所需监测的一只蓄电池GN发生故障或容量变小了，以及时对发生故障或容量变小的蓄电池GN进行维护或更换；实际应用中，由于具有多套相同的蓄电池性能检测电路，每套蓄电池性能检测电路的正负两极电源输入端和蓄电池组G每只蓄电池GN正负两极分别连接，所以能对蓄电池组G每只蓄电池GN的性能进行检测，相应一只蓄电池GN对应的发光二极管VLN得电发光后，由于多套蓄电池性能检测电路的发光二极管VLN发光面位于元件盒前上端的开孔外侧，管理人员能及时查看到发光二极管VLN发光情况，由于位于每只发光二极管VLN侧端的元件盒上标示有数字，每个数字代表一只蓄电池GN，管理人员就能直观知道具体是哪一只蓄电池GN发生故障了。

图2中所示，蓄电池组监测电路和GPRS设备U2中：蓄电池组监测电路以及GPRS设备U2处于得电工作状态后，蓄电池组G输出的电源正极会经电阻R1降压进入单片机模块U1的信号输入端口1脚，蓄电池组G性能好电压高、输入至单片机模块U1的信号输入端口1脚的信号电压高，蓄电池组G性能差电压低、输入至单片机模块U1的信号输入端口1脚的信号电压低，这样，蓄电池组G动态变化的模拟电压信号(5V以下)进入单片机模块U1内后，在单片机模块U1内部电路作用下，单片机模块U1的RS485数据输出端口会输出动态变化的数字信号进入GPRS设备U2的RS485数据输入端口，在GPRS设备U2的内部电路作用下，GPRS设备U2将输入的动态变化数字信号经无线移动网络发射出去，远端管理方通过现有成熟技术，手机内部安装的波形图显示APP将接收到的信号进行处理后(接收数字信号的高低转换为波形图显示是应用广泛的软件技术)，能将蓄电池组G的电压数据直观显示在屏幕上，蓄电池组G电压高时、波形图峰值高，蓄电池组G电压低时、波形图峰值低，这样管理人员能在任何时间段、任何地点直观掌握蓄电池组G的性能，并在整体蓄电池组G电压过低时能及时查明原因，并结合多套蓄电池性能检测电路的发光二极管VLN发光指示，直观了解到具体是哪一只或哪几只蓄电池GN性能变差或损坏了，以便及时进行更换。在图2中，直流转直流电源模块U3的3及4脚输出的电源电压为6V，经过二极管VD的0.8V左右电压降作用进入单片机模块U1正极电源输入端VCC的电压是5.2V左右，满足了单片机模块U1的5V左右工作电压需要。

图2中所示，每套蓄电池性能检测电路中：发光二极管VLN工作电压是2.5V、电流5mA,多套蓄电池性能检测电路的发光二极管VLN发光颜色不一致(比如红色、蓝色……)；可调电阻RPN规格是2M，电阻RN阻值是47K，NPN三极管QN1及QN2型号分别是9014、9013，继电器JN是4123型DC6V小型继电器，电阻RN1规格是2K。蓄电池组监测电路中：电阻R1规格是11.5M、二极管VD型号是1N4007。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种具有故障提示功能的直流屏，包括直流屏本体、直流转直流电源模块、GPRS设备，其特征在于还具有蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路，直流转直流电源模块、GPRS设备、蓄电池性能检测电路、蓄电池组监测电路安装在电路板上，电路板安装在元件盒内，元件盒安装在直流屏本体的壳体内右上部，蓄电池性能检测电路有相同的多套，蓄电池性能检测电路套数和直流屏本体内蓄电池组的蓄电池只数一致，每套蓄电池性能检测电路的正负两极电源输入端和直流屏本体内蓄电池组其中一只蓄电池的正负两极分别经导线连接，直流转直流电源模块正负两极电源输入端和串联后蓄电池组正负两极分别经导线连接，直流转直流电源模块正负两极电源输出端和蓄电池组监测电路、GPRS设备的正负两极电源输入端分别经导线连接，串联后蓄电池组正极和蓄电池组监测电路的信号输入端经导线连接，蓄电池组监测电路的信号输出端和GPRS设备的信号输入端经RS485数据线连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有故障提示功能的直流屏，其特征在于直流转直流电源模块输出电压是直流6V。

3.根据权利要求1所述的一种具有故障提示功能的直流屏，其特征在于GPRS设备是GPRS模块。

4.根据权利要求1所述的一种具有故障提示功能的直流屏，其特征在于每套蓄电池性能检测电路包括发光二极管、可调电阻、电阻、NPN三极管和继电器，其间经电路板布线连接，可调电阻一端和第一只电阻一端、继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，可调电阻另一端和第一只NPN三极管基极连接，第一只NPN三极管集电极和第一只电阻另一端、第二只NPN三极管基极连接，第二只NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器常开触点端和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和发光二极管正极连接，第一只NPN三极管发射极和第二只NPN三极管发射极、发光二极管负极连接，多套蓄电池性能检测电路的发光二极管发光面位于元件盒前上端的开孔外侧，位于每只发光二极管侧端的元件盒上标示有数字，每个数字代表一只蓄电池。

5.根据权利要求1所述的一种具有故障提示功能的直流屏，其特征在于蓄电池组监测电路包括单片机模块和电阻、二极管，其间经电路板布线连接，电阻一端和单片机模块信号输入端连接，单片机模块的正极电源输入端和二极管负极连接。