CN211428985U - 电隔离智能断电备用电源装置 - Google Patents

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曲荣宝
张嵇
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Abstract

本实用新型涉及电梯电源技术领域，具体的说是一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于设有AC‑DC开关电源电路、AC电压检测电路、继电器控制电路、电源切换控制电路、恒流电路、备用电池组、电池电压比较电路、以及信号报警输出电路，本实用新型在市电断电后，能提供一种输出稳定的无干扰电源，并向上级监测网络控制系统上报电源故障并向专用路由器提供稳定的电源，向控制系统、智能设备提供故障诊断依据，解决背景技术中提到的能确认故障原因、快速响应处置、人力及成本方面的问题。

Description

电隔离智能断电备用电源装置
技术领域
本实用新型涉及电梯电源技术领域，具体的说是一种结构合理、工作可靠，能够实现市电断电故障报警和断电后直流供电的电压诊断上报、预警功能且能够在市电故障情况下进行可靠隔离，进而有效保障整个系统安全稳定性的电隔离智能断电备用电源装置。
背景技术
在目前电梯运行监控系统中，监控故障的监测手段分为两类，第一类依靠于电梯平台软件自身监测，当前端设备出现断电情况时，电梯平台系统将会因断电而无法监测到设备运行情况信息，并且对监测设备掉线是电路故障、网络故障无法判断；只能依靠人工现场巡检；第二类通过采用外加SIM手机卡断电报警设备进行监测，此类手段本身设备造价高且会产生手机通讯费用，增加成本，在SIM卡信号方面也有较多的局限性。
此外，当电梯外部交流电源发生短路、接触不良等问题，应当及时断开相关供电回路，避免后端负载发生损坏，然而现有的电梯运行监控系统往往都不具备可靠的电源故障隔离机制。
发明内容：
本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种结构合理、工作可靠，能够实现市电断电故障报警和断电后直流供电的电压诊断上报、预警功能且能够在市电故障情况下进行可靠隔离，进而有效保障整个网络系统安全稳定性的电隔离智能断电备用电源装置。
本实用新型通过以下措施达到：
一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于设有AC-DC开关电源电路、AC电压检测电路、继电器控制电路、电源切换控制电路、恒流电路、备用电池组、电池电压比较电路、以及信号报警输出电路，其中AC-DC开关电源电路的输出端与电源切换控制电路、恒流电路、电池电压比较电路、信号报警输出电路相连接，AC电压检测电路的输出端与继电器控制电路的输入端相连，继电器控制电路的输出端与电源切换控制电路相连，恒流电路的输出端与备用电池组的充电端相连，备用电池组的输出端与电源切换控制电路相连，备用电池组的输出端还与电池电压比较电路的输入端相连，电池电压比较电路的输出端与信号报警输出电路相连；所述电源切换控制电路的输出端接负载。
本实用新型还设有防雷击浪涌电路，防雷击浪涌电路位于AC-DC开关电源电路的前端，且位于AC电压检测电路的前端。
本实用新型所述AC-DC开关电源电路以THX206H为核心的开关电源，为保证电池充电输出电压按电池充电要求设计输出为12.6V，备用电源AC-DC开关电源电路工作时，继电器JK1A、JK2A吸合，电源“+”通过恒流源向备用电源内电池充电，同时经二极管D13(二极管有正常的0.5～0.6V压降)输出为12V电压12V+OUT；D13二极管单向导电特性也是保证断电后，防止电池电压向开关电源电压倒灌；直流电压输出正常绿色发光二极管LED1亮。
本实用新型所述AC电压检测电路中设有电容C21、整流桥DB1、电阻R22、R22A、电容C22、稳压二极管ZD1以及光耦U21A，其中市电送入的AC交流电信号依次经电容C21降压，DB1整流，经电阻R22、R22A降压限流，电容C22稳压二极管ZD1滤波稳压，为光耦U21A提供电压检测信号；市电电压指示正常绿色发光二极管LED-R亮。
本实用新型所述继电器控制电路设有继电器JK1A、JK2A，光耦U21B，三极管Q31，其中光耦U21B经得到市电信号导通后，三极管Q31导通，继电器JK1A、JK2A吸合，AC-DC开关电源电路经二极管D13输出12V电压至+12V OUT。
本实用新型所述电源切换控制电路中设有继电器JK1B、JK2B，所述恒流电路设有三极管Q32、Q33以及电阻R25、R26，AC-DC开关电源电路经恒流电路依次通过继电器JK1B、电池开关K-P向电池组BATT(12V)充电。
本实用新型所述备用电池组输出直流12V电源，电池组内部有充放电专用管理电路，可保证电池在充电时的充电管理；在电池充电电压达到上限时停止充电；在市电停电转为电源供电时，电池电压低于下限时停止输出；电池组容量为标称3000mAh，可在6W负载条件下保持约5小时的工作时间，可保证电梯故障处理时间；电池组工作时红色发光二极管LED3-R指示灯亮。
本实用新型所述电池电压比较电路设有双运算放大器LM358，在电池电压低于电池电压报警限值时，LM358的1脚输出高电平，光耦U51A导通，向信号报警输出电路发出报警信号；为保证比较电路工作准确稳定，分别在市电情况下由U13三端稳压电源保证LM358的工作电压，电池供电由U32三端稳压电源保证LM358的工作电压。本实用新型所述信号报警输出电路分为两部分，一路是电池电压低报警电路，由光耦U41B、三极管Q41、Q42组成，当电池电压低报警时，输出TTL电平信号，同时黄色发光二极管LED5-R亮；一路是无市电报警电路，由光耦U51B、三极管Q51、Q52组成；在得到报警信号时输入时输出TTL电平信号，同时红色发光二极管LED4-R亮。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：(1)市电断电后可利用备用电源内部电池持续向监测平台(专用路由器)发出市电断电信号，在无市电情况下可保证监测平台持续运行，监测中心可马上监测到电梯运行故障。(2)市电断电后直流输出与交流电源部分无耦合电路，可排除由市电结路引入的各种干扰信号，使输出的直流电源稳定，无脉冲杂波干扰，监测平台上报信息更准确。(3)在市电断电持续一段时间后，随着内部电池电压的降低，在电池电压降到一定值，会向监测平台发出电源电池电压低信号，提示备用电源将无电失效。
附图说明：
附图1是本实用新型的结构框图。
附图2是本实用新型的一种实施方式示意图。
附图标记：AC-DC开关电源电路1、AC电压检测电路2、继电器控制电路3、电源切换控制电路4、恒流电路5、备用电池组6、电池电压比较电路7、信号报警输出电路8、防雷击浪涌电路9。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型目的在于在市电断电后，能提供一种输出稳定的无干扰电源，并向上级监测网络控制系统上报电源故障并向专用路由器提供稳定的电源，向控制系统、智能设备提供故障诊断依据，解决背景技术中提到的能确认故障原因、快速响应处置、人力及成本方面的问题。
如附图1所示，本实用新型提出了一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于设有AC-DC开关电源电路1、AC电压检测电路2、继电器控制电路3、电源切换控制电路4、恒流电路5、备用电池组6、电池电压比较电路7、以及信号报警输出电路8，其中AC-DC开关电源电路1的输出端电源切换控制电路4、恒流电路5、电池电压比较电路7、信号报警输出电路8相连接，AC电压检测电路2的输出端与继电器控制电路3的输入端相连，继电器控制电路3的输出端与电源切换控制电路4相连，恒流电路5的输出端与备用电池组6的充电端相连，备用电池组6的输出端与电源切换控制电路4相连，备用电池组6的输出端还与电池电压比较电路7的输入端相连，电池电压比较电路7的输出端与信号报警输出电路8相连；所述电源切换控制电路4的输出端接负载。
本实用新型还设有防雷击浪涌电路9，防雷击浪涌电路9位于AC-DC开关电源电路1的前端，且位于AC电压检测电路2的前端。
实施例1：
如附图2所示，本实用新型所述AC-DC开关电源电路是以THX206H为核心的开关电源，为保证电池充电输出电压按电池充电要求设计输出为12.6V，备用电源AC-DC开关电源电路工作时，继电器JK1A、JK2A吸合，电池“+”与电源输出接通，开关电源通过恒流源向备用电源内电池充电，同时经二极管D13(二极管有正常的0.5～0.6V压降)输出为12V电压12V+OUT；D13二极管单向导电特性也是保证断电后，防止电池电压向开关电源电压倒灌；直流电压输出正常绿色发光二极管LED1亮；
所述AC电压检测电路经电容C21降压，DB1整流，经电阻R22、R22A降压限流，电容C22稳压二极管ZD1滤波稳压，为光耦U21A提供电压检测信号；市电电压指示正常绿色发光二极管LED-R亮；
所述继电器控制电路中光耦U21B经得到市电信号导通后，Q31导通，继电器JK1A、JK2A吸合；三极管Q31在光耦检测到电压信号后为导通状态，继电器吸合，开关电源输出经隔离二极管D13输出12V电压至+12V OUT；同时继电器JK1A,JK2A吸合；
开关电源直流输出12.6V经Q32、Q33、R25、R26组成的恒流电路，通过继电器JK1B、电池开关K-P向电池组BATT(12V)充电；
市电停电为负载供电，输出直流12V电源，电池组内部有充放电专用管理电路，可保证电池在充电时的充电管理；在电池充电电压达到上限时停止充电；在市电停电转为电源供电时，电池电压低于下限时停止输出；电池组容量为标称3000mAh，可在6W负载条件下保持约5小时的工作时间，可保证电梯故障处理时间；电池组工作时红色发光二极管LED3-R指示灯亮；
由LM358双运放模块为核心，设置电池电压比较电路，在电池电压低于电池电压报警限值时，比较器1脚输出高电平，光耦U51A导通，向信号报警输出电路发出报警信号；为保证比较电路工作准确稳定，分别在市电情况下由U13三端稳压电源保证比较器的工作电压，电池供电由U32三端稳压电源保证比较器的工作电压；
所述信号报警输出电路中分为两部分，一路是电池电压低报警电路，由光耦U41B、三极管Q41、Q42为主要部分组成，当电池电压低报警时，输出TTL电平信号，同时黄色发光二极管LED5-R亮；一路是无市电报警电路，由光耦U51B、三极管Q51、Q52为主要部分组成；在得到报警信号时输入时输出TTL电平信号，同时红色发光二极管LED4-R亮。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用交流/直流双电源供电模块进行供电，且在市电断电情况下，利用继电器开关彻底切断了与变压器的交流耦合，便得由断电后由交流端感应的干扰信号无法传导到输出电路，使得在市电断电后的直流输出干净无干扰；即使因电力线外力破坏或电路故障也可以实现监测设备的正常工作，避免了因设备断电造成的采集信息丢失。本备用电源通过已有设备的网络将报警信号传送至平台软件，有效的解决了因SIM卡信号的局限性，同时无需增加额外的传输成本；免除了由人工现场检查电源费用成本。

Claims (8)

1.一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于设有AC-DC开关电源电路、AC电压检测电路、继电器控制电路、电源切换控制电路、恒流电路、备用电池组、电池电压比较电路、以及信号报警输出电路，其中AC-DC开关电源电路的输出端电源切换控制电路、恒流电路、电池电压比较电路、信号报警输出电路相连接，AC电压检测电路的输出端与继电器控制电路的输入端相连，继电器控制电路的输出端与电源切换控制电路相连，恒流电路的输出端与备用电池组的充电端相连，备用电池组的输出端与电源切换控制电路相连，备用电池组的输出端还与电池电压比较电路的输入端相连，电池电压比较电路的输出端与信号报警输出电路相连；所述电源切换控制电路的输出端接负载。
2.根据权利要求1所述的一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于还设有防雷击浪涌电路，防雷击浪涌电路位于AC-DC开关电源电路的前端，且位于AC电压检测电路的前端。
3.根据权利要求1所述的一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于所述AC-DC开关电源电路以THX206H为核心的开关电源，为保证电池充电输出电压按电池充电要求设计输出为12.6V，备用电源AC-DC开关电源电路工作时，继电器JK1A、JK2A吸合，电池“+”与电源输出接通，开关电源通过恒流源向备用电源内电池充电，同时经二极管D13输出为12V电压12V+OUT；D13二极管单向导电特性也是保证断电后，防止电池电压向开关电源电压倒灌；直流电压输出正常绿色发光二极管LED1亮。
4.根据权利要求1所述的一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于所述AC电压检测电路中设有电容C21、整流桥DB1、电阻R22、R22A、电容C22、稳压二极管ZD1以及光耦U21A，其中市电送入的AC交流电信号依次经电容C21降压，DB1整流，经电阻R22、R22A降压限流，电容C22稳压二极管ZD1滤波稳压，为光耦U21A提供电压检测信号；市电电压指示正常绿色发光二极管LED-R亮。
5.根据权利要求1所述的一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于所述继电器控制电路设有继电器JK1A、JK2A，光耦U21B，三极管Q31，其中光耦U21B经得到市电信号导通后，三极管Q31导通，继电器JK1A、JK2A吸合，AC-DC开关电源电路经二极管D13输出12V电压至+12V OUT。
6.根据权利要求1所述的一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于所述电源切换控制电路中设有继电器JK1B、JK2B，所述恒流电路设有三极管Q32、Q33以及电阻R25、R26，AC-DC开关电源电路经恒流电路依次通过继电器JK1B、电池开关K-P向电池组BATT(12V)充电。
7.根据权利要求1所述的一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于所述电池电压比较电路设有双运算放大器LM358，在电池电压低于电池电压报警限值时，LM358的1脚输出高电平，光耦U51A导通，向信号报警输出电路发出报警信号；为保证比较电路工作准确稳定，分别在市电情况下由U13三端稳压电源保证LM358的工作电压，电池供电由U32三端稳压电源保证LM358的工作电压。
8.根据权利要求1所述的一种电隔离智能断电备用电源装置，其特征在于所述信号报警输出电路分为两部分，一路是电池电压低报警电路，由光耦U41B、三极管Q41、Q42组成，当电池电压低报警时，输出TTL电平信号，同时黄色发光二极管LED5-R亮；一路是无市电报警电路，由光耦U51B、三极管Q51、Q52组成；在得到报警信号时输入时输出TTL电平信号，同时经色发光二极管LED4-R亮。
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