CN2719640Y - 机车蓄电池防亏电保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机车蓄电池防亏电保护装置，包括直流电源(21)，电压检测电路(22)，延时电路(24)，报警装置和执行机构(23)，其特点在于，执行机构(23)包括第一晶闸管(VS1)、限流电阻(R12)、第二晶闸管(VS2)、和开关电容(C2)，其中限流电阻(R12)和第二晶闸管(VS2)串联后跨接在蓄电池输出端，开关电容(C2)和第一晶闸管(VS1)串联后与第二晶闸管(VS2)并联，第一、二晶闸管(VS1、VS2)的控制极分别接电压检测电路(22)和延时电路(24)的输出端，由于采用晶闸管实现对机车上电气设备的控制，能够避免因亏电造成蓄电池组性能下降甚至报废。
Description
技术领域
本实用新型涉及铁路机车用蓄电池保护装置，尤其是一种机车蓄电池防亏电保护装置。
背景技术
现有铁路机车上均设有大型蓄电池组，其输出电压可达110伏，输出电流在几十安，为机车上的各种设备供电，以确保机车正常运行，但是这种蓄电池组并未设有保护装置，从实际使用的情况来看，经常会发生蓄电池因各种原因造成亏电导致电池输出电压不足直至报废，而现有的蓄电池保护装置只适合容量较小，诸如应急灯、手机等使用的普通蓄电池，无法满足机车上大型蓄电池组的需要。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种适合保护铁路机车上的大型蓄电池组，能够在其输出电压不足时报警以及切断负载的机车蓄电池防亏电保护装置。
本实用新型的技术方案如下：
一种机车蓄电池防亏电保护装置，包括其输入端跨接在蓄电池输出端为整个装置供电的直流电源，其输入端跨接在蓄电池输出端以检测输出电压的电压检测电路，该电压检测电路的输出端接一延时电路的输入端，延时电路的输出端分别接一报警装置和一执行机构，根据电压检测电路的输出信号，该延时电路延时后分别控制报警装置报警以及驱动执行机构切断负载，其特别之处在于，所述执行机构包括第一晶闸管、限流电阻、第二晶闸管、和开关电容，其中限流电阻和第二晶闸管串联后跨接在蓄电池输出端，开关电容和第一晶闸管串联后与第二晶闸管并联，第一晶闸管的控制极接所述电压检测电路的输出端，当蓄电池输出电压正常时，第一晶闸管导通从而使与其串联的负载接通，第二晶闸管的控制极接延时电路的一个输出端，当蓄电池输出电压异常时，第一晶闸管的控制极无开启电压，经延时后第二晶闸管导通，开关电容反向放电关断第一晶闸管从而将负载切断。
本实用新型采用晶闸管实现对机车上设备的通断电控制，能够在蓄电池组电压异常，尤其是亏电时切断负载，避免因电压持续过低造成的蓄电池组性能下降甚至报废。
附图说明
附图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：
如图1所示，本实用新型包括其输入端跨接在蓄电池输出端为整个装置供电的直流电源21，其输入端跨接在蓄电池输出端以检测输出电压的电压检测电路22，该电压检测电路22的输出端接一延时电路24的输入端，延时电路24的输出端分别接一报警装置和一执行机构23，报警装置可采用蜂鸣器SP或语音集成电路，在图1中采用前者，根据电压检测电路22的输出信号，经延时电路24延时后通过延时电路24的输出分别控制报警装置报警以及驱动执行机构23切断负载RL，其中执行机构23包括第一晶闸管VS1、限流电阻R12、第二晶闸管VS2、和开关电容C2，限流电阻R12和第二晶闸管VS2串联后跨接在蓄电池输出端，开关电容C2和第一晶闸管VS1串联后与第二晶闸管VS2并联，第一晶闸管VS1的控制极接所述电压检测电路22的输出端，当蓄电池输出电压正常时，电压检测电路22输出高电平，第一晶闸管VS1导通，第二晶闸管VS2关断，从而使与第一晶闸管VS1串联的负载RL接通，第二晶闸管VS2的控制端接延时电路24的一个输出端，当蓄电池输出电压异常时，电压检测电路22输出低电平，第一晶闸管VS1的控制极无开启电压，而经延时后第二晶闸管VS2导通，开关电容C2反向放电关断第一晶闸管VS1从而将负载RL切断。
如图1所示，在执行机构23中还包括串联后与开关电容C2并联的两个电容C3、C4，二者的串联节点通过一电阻R13接地，构成晶闸管的阻容保护电路。
如图1所示，直流电源21是由三极管VT1及其集电极电阻R2、射极电容C1，以及相串联后跨接在蓄电池输出端且其串联节点接三极管VT1基极的电阻R1和稳压管VDW1构成的射极输出器，也可采用输入端接蓄电池的DC-DC电源模块来为整个装置提供工作电源。
电压检测电路22包括一电压比较器IC1，有一电阻R3和一稳压管VDW2串联后跨接在直流电源21输出端，其串联节点接该电压比较器IC1反相输入端以提供基准电压，另有一电阻R4和一可调电阻R5串联后构成采样电路跨接在蓄电池输出端，其串联节点接该电压比较器IC1同相输入端以提供采样电压，电压比较器IC1的输出端接一由两个三极管VT2、VT3通过电阻R10直接耦合构成的二级放大电路的基极输入端，该二级放大电路的集电极输出端接延时电路24的控制端，该二级放大电路的集电极输出端还通过电阻R11接第一晶闸管VS1的控制极，当蓄电池电压低于预设值，即发生亏电时，电压比较器IC1输出低电平信号，经二级放大电路后一方面使第一晶闸管VS1的控制极为低电平从而为关断作准备，另一方面使计数器IC2的控制端为低电平，计数器IC2清零并开始计数。
延时电路24包括接成自激振荡方式计数的计数器IC2，本实用新型采用14位二进制串行计数器CD4060，该计数器IC2的计数控制端CR通过相串联的二级管VD2和电阻R15接构成电压检测电路22的二级放大电路的集电极输出端，该控制端还通过电阻R16接地，通过电容C5接电源，计数器的Q14输出端通过二级管VD1接第二晶闸管VS2的控制极，其Q13输出端通过电阻R14接一开关三极管VT4的基极，该开关三极管VT4的集电极通过蜂鸣器SP接直流电源21，其射极接地，当经过一定延时后，Q13有输出，蜂鸣器SP鸣叫，再经过一段时间，Q14有输出，第二晶闸管VS2导通，第一晶闸管VS1关断，负载RL被切断。
如图1所示，计数器IC2的计数控制端CR还通过相串联的二级管VD2、按钮SN1、和电阻R6接直流电源21，在蜂鸣器SP鸣叫时按下按钮SN1可使CR端为高电平，计数器IC2清零后重新计数，从而避免负载RL被切断。
Claims (8)
1、一种机车蓄电池防亏电保护装置，包括其输入端跨接在蓄电池输出端为整个装置供电的直流电源(21)，其输入端跨接在蓄电池输出端以检测输出电压的电压检测电路(22)，该电压检测电路(22)的输出端接一延时电路(24)的输入端，延时电路(24)的输出端分别接一报警装置和一执行机构(23)，根据电压检测电路(22)的输出信号，该延时电路(24)延时后分别控制报警装置报警以及驱动执行机构(23)切断负载(RL)，其特征在于：
所述执行机构(23)包括第一晶闸管(VS1)、限流电阻(R12)、第二晶闸管(VS2)、和开关电容(C2)，其中限流电阻(R12)和第二晶闸管(VS2)串联后跨接在蓄电池输出端，开关电容(C2)和第一晶闸管(VS1)串联后与第二晶闸管(VS2)并联，第一晶闸管(VS1)的控制极接所述电压检测电路(22)的输出端，当蓄电池输出电压正常时，第一晶闸管(VS1)导通从而使与其串联的负载(RL)接通，第二晶闸管(VS2)的控制极接延时电路(24)的一个输出端，当蓄电池输出电压异常时，第一晶闸管(VS1)的控制极无开启电压，经延时后第二晶闸管(VS2)导通，开关电容(C2)反向放电关断第一晶闸管(VS1)从而将负载(RL)切断。
2、如权利要求1所述的机车蓄电池防亏电保护装置，其特征在于：
上述执行机构(23)中还包括串联后与开关电容(C2)并联的两个电容(C3、C4)，二者的串联节点通过一电阻(R13)接地，构成晶闸管的阻容保护电路。
3、如权利要求1或2所述的机车蓄电池防亏电保护装置，其特征在于：
所述电压检测电路(22)包括一电压比较器(IC1)，有一电阻(R3)和一稳压管(VDW2)串联后跨接在所述直流电源(21)输出端，其串联节点接该电压比较器(IC1)反相输入端以提供基准电压，另有一电阻(R4)和一可调电阻(R5)串联后构成采样电路跨接在蓄电池输出端，其串联节点接该电压比较器(IC1)同相输入端以提供采样电压，电压比较器的输出端接一由两个三极管(VT2、VT3)通过电阻(R10)直接耦合构成的二级放大电路的基极输入端，该二级放大电路的集电极输出端分别接延时电路(24)的控制端和第一晶闸管(VS1)的控制极；
所述延时电路(24)包括接成自激振荡方式计数的计数(IC2)，其计数控制端接构成电压检测电路(22)的二级放大电路的集电极输出端，计数器(IC2)的一个输出端接第二晶闸管(VS2)的控制极，其另一输出端接一开关三极管(VT4)的基极，该开关三极管(VT4)的射极接地，其集电极和所述报警装置串联后接直流电源(21)从而控制报警装置通断电。
4、如权利要求3所述的机车蓄电池防亏电保护装置，其特征在于：
上述计数器(IC4)的计数控制端还通过一按下后使计数器清零的按钮(SN1)接直流电源(21)。
5、如权利要求3所述的机车蓄电池防亏电保护装置，其特征在于：
所述报警装置是蜂鸣器或语音集成电路。
6、如权利要求3所述的机车蓄电池防亏电保护装置，其特征在于：
所述直流电源(21)是由包括三极管(VT1)及其集电极电阻(R2)、射极电容(C1)，以及相串联后跨接在蓄电池输出端且其串联节点接三极管(VT1)基极的电阻(R1)和稳压管(VDW1)构成的射极输出器。
7、如权利要求3所述的机车蓄电池防亏电保护装置，其特征在于：
所述直流电源(21)是输入端接蓄电池的DC-DC电源模块。
8、如权利要求3所述的机车蓄电池防亏电保护装置，其特征在于：
所述计数器(IC2)型号为CD4060，其输出端Q14、Q13分别接第二晶闸管(VS2)的控制极和开关三极管(VT4)的基极，从而在报警后经过一定延时再切断负载(RL)。
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