專利名稱：機車蓄電池防虧電保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鐵路機車用蓄電池保護裝置，尤其是一種機車蓄電池防虧電保護裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鐵路機車上均設(shè)有大型蓄電池組，其輸出電壓可達110伏，輸出電流在幾十安，為機車上的各種設(shè)備供電，以確保機車正常運行，但是這種蓄電池組并未設(shè)有保護裝置，從實際使用的情況來看，經(jīng)常會發(fā)生蓄電池因各種原因造成虧電導(dǎo)致電池輸出電壓不足直至報廢，而現(xiàn)有的蓄電池保護裝置只適合容量較小，諸如應(yīng)急燈、手機等使用的普通蓄電池，無法滿足機車上大型蓄電池組的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種適合保護鐵路機車上的大型蓄電池組，能夠在其輸出電壓不足時報警以及切斷負載的機車蓄電池防虧電保護裝置。
本實用新型的技術(shù)方案如下一種機車蓄電池防虧電保護裝置，包括其輸入端跨接在蓄電池輸出端為整個裝置供電的直流電源，其輸入端跨接在蓄電池輸出端以檢測輸出電壓的電壓檢測電路，該電壓檢測電路的輸出端接一延時電路的輸入端，延時電路的輸出端分別接一報警裝置和一執(zhí)行機構(gòu)，根據(jù)電壓檢測電路的輸出信號，該延時電路延時后分別控制報警裝置報警以及驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)切斷負載，其特別之處在于，所述執(zhí)行機構(gòu)包括第一晶閘管、限流電阻、第二晶閘管、和開關(guān)電容，其中限流電阻和第二晶閘管串聯(lián)后跨接在蓄電池輸出端，開關(guān)電容和第一晶閘管串聯(lián)后與第二晶閘管并聯(lián)，第一晶閘管的控制極接所述電壓檢測電路的輸出端，當(dāng)蓄電池輸出電壓正常時，第一晶閘管導(dǎo)通從而使與其串聯(lián)的負載接通，第二晶閘管的控制極接延時電路的一個輸出端，當(dāng)蓄電池輸出電壓異常時，第一晶閘管的控制極無開啟電壓，經(jīng)延時后第二晶閘管導(dǎo)通，開關(guān)電容反向放電關(guān)斷第一晶閘管從而將負載切斷。
本實用新型采用晶閘管實現(xiàn)對機車上設(shè)備的通斷電控制，能夠在蓄電池組電壓異常，尤其是虧電時切斷負載，避免因電壓持續(xù)過低造成的蓄電池組性能下降甚至報廢。


附圖1為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明如圖1所示，本實用新型包括其輸入端跨接在蓄電池輸出端為整個裝置供電的直流電源21，其輸入端跨接在蓄電池輸出端以檢測輸出電壓的電壓檢測電路22，該電壓檢測電路22的輸出端接一延時電路24的輸入端，延時電路24的輸出端分別接一報警裝置和一執(zhí)行機構(gòu)23，報警裝置可采用蜂鳴器SP或語音集成電路，在圖1中采用前者，根據(jù)電壓檢測電路22的輸出信號，經(jīng)延時電路24延時后通過延時電路24的輸出分別控制報警裝置報警以及驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)23切斷負載RL，其中執(zhí)行機構(gòu)23包括第一晶閘管VS1、限流電阻R12、第二晶閘管VS2、和開關(guān)電容C2，限流電阻R12和第二晶閘管VS2串聯(lián)后跨接在蓄電池輸出端，開關(guān)電容C2和第一晶閘管VS1串聯(lián)后與第二晶閘管VS2并聯(lián)，第一晶閘管VS1的控制極接所述電壓檢測電路22的輸出端，當(dāng)蓄電池輸出電壓正常時，電壓檢測電路22輸出高電平，第一晶閘管VS1導(dǎo)通，第二晶閘管VS2關(guān)斷，從而使與第一晶閘管VS1串聯(lián)的負載RL接通，第二晶閘管VS2的控制端接延時電路24的一個輸出端，當(dāng)蓄電池輸出電壓異常時，電壓檢測電路22輸出低電平，第一晶閘管VS1的控制極無開啟電壓，而經(jīng)延時后第二晶閘管VS2導(dǎo)通，開關(guān)電容C2反向放電關(guān)斷第一晶閘管VS1從而將負載RL切斷。
如圖1所示，在執(zhí)行機構(gòu)23中還包括串聯(lián)后與開關(guān)電容C2并聯(lián)的兩個電容C3、C4，二者的串聯(lián)節(jié)點通過一電阻R13接地，構(gòu)成晶閘管的阻容保護電路。
如圖1所示，直流電源21是由三極管VT1及其集電極電阻R2、射極電容C1，以及相串聯(lián)后跨接在蓄電池輸出端且其串聯(lián)節(jié)點接三極管VT1基極的電阻R1和穩(wěn)壓管VDW1構(gòu)成的射極輸出器，也可采用輸入端接蓄電池的DC-DC電源模塊來為整個裝置提供工作電源。
電壓檢測電路22包括一電壓比較器IC1，有一電阻R3和一穩(wěn)壓管VDW2串聯(lián)后跨接在直流電源21輸出端，其串聯(lián)節(jié)點接該電壓比較器IC1反相輸入端以提供基準電壓，另有一電阻R4和一可調(diào)電阻R5串聯(lián)后構(gòu)成采樣電路跨接在蓄電池輸出端，其串聯(lián)節(jié)點接該電壓比較器IC1同相輸入端以提供采樣電壓，電壓比較器IC1的輸出端接一由兩個三極管VT2、VT3通過電阻R10直接耦合構(gòu)成的二級放大電路的基極輸入端，該二級放大電路的集電極輸出端接延時電路24的控制端，該二級放大電路的集電極輸出端還通過電阻R11接第一晶閘管VS1的控制極，當(dāng)蓄電池電壓低于預(yù)設(shè)值，即發(fā)生虧電時，電壓比較器IC1輸出低電平信號，經(jīng)二級放大電路后一方面使第一晶閘管VS1的控制極為低電平從而為關(guān)斷作準備，另一方面使計數(shù)器IC2的控制端為低電平，計數(shù)器IC2清零并開始計數(shù)。
延時電路24包括接成自激振蕩方式計數(shù)的計數(shù)器IC2，本實用新型采用14位二進制串行計數(shù)器CD4060，該計數(shù)器IC2的計數(shù)控制端CR通過相串聯(lián)的二級管VD2和電阻R15接構(gòu)成電壓檢測電路22的二級放大電路的集電極輸出端，該控制端還通過電阻R16接地，通過電容C5接電源，計數(shù)器的Q14輸出端通過二級管VD1接第二晶閘管VS2的控制極，其Q13輸出端通過電阻R14接一開關(guān)三極管VT4的基極，該開關(guān)三極管VT4的集電極通過蜂鳴器SP接直流電源21，其射極接地，當(dāng)經(jīng)過一定延時后，Q13有輸出，蜂鳴器SP鳴叫，再經(jīng)過一段時間，Q14有輸出，第二晶閘管VS2導(dǎo)通，第一晶閘管VS1關(guān)斷，負載RL被切斷。
如圖1所示，計數(shù)器IC2的計數(shù)控制端CR還通過相串聯(lián)的二級管VD2、按鈕SN1、和電阻R6接直流電源21，在蜂鳴器SP鳴叫時按下按鈕SN1可使CR端為高電平，計數(shù)器IC2清零后重新計數(shù)，從而避免負載RL被切斷。
權(quán)利要求1.一種機車蓄電池防虧電保護裝置，包括其輸入端跨接在蓄電池輸出端為整個裝置供電的直流電源(21)，其輸入端跨接在蓄電池輸出端以檢測輸出電壓的電壓檢測電路(22)，該電壓檢測電路(22)的輸出端接一延時電路(24)的輸入端，延時電路(24)的輸出端分別接一報警裝置和一執(zhí)行機構(gòu)(23)，根據(jù)電壓檢測電路(22)的輸出信號，該延時電路(24)延時后分別控制報警裝置報警以及驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)(23)切斷負載(RL)，其特征在于所述執(zhí)行機構(gòu)(23)包括第一晶閘管(VS1)、限流電阻(R12)、第二晶閘管(VS2)、和開關(guān)電容(C2)，其中限流電阻(R12)和第二晶閘管(VS2)串聯(lián)后跨接在蓄電池輸出端，開關(guān)電容(C2)和第一晶閘管(VS1)串聯(lián)后與第二晶閘管(VS2)并聯(lián)，第一晶閘管(VS1)的控制極接所述電壓檢測電路(22)的輸出端，當(dāng)蓄電池輸出電壓正常時，第一晶閘管(VS1)導(dǎo)通從而使與其串聯(lián)的負載(RL)接通，第二晶閘管(VS2)的控制極接延時電路(24)的一個輸出端，當(dāng)蓄電池輸出電壓異常時，第一晶閘管(VS1)的控制極無開啟電壓，經(jīng)延時后第二晶閘管(VS2)導(dǎo)通，開關(guān)電容(C2)反向放電關(guān)斷第一晶閘管(VS1)從而將負載(RL)切斷。
2.如權(quán)利要求1所述的機車蓄電池防虧電保護裝置，其特征在于上述執(zhí)行機構(gòu)(23)中還包括串聯(lián)后與開關(guān)電容(C2)并聯(lián)的兩個電容(C3、C4)，二者的串聯(lián)節(jié)點通過一電阻(R13)接地，構(gòu)成晶閘管的阻容保護電路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機車蓄電池防虧電保護裝置，其特征在于所述電壓檢測電路(22)包括一電壓比較器(IC1)，有一電阻(R3)和一穩(wěn)壓管(VDW2)串聯(lián)后跨接在所述直流電源(21)輸出端，其串聯(lián)節(jié)點接該電壓比較器(IC1)反相輸入端以提供基準電壓，另有一電阻(R4)和一可調(diào)電阻(R5)串聯(lián)后構(gòu)成采樣電路跨接在蓄電池輸出端，其串聯(lián)節(jié)點接該電壓比較器(IC1)同相輸入端以提供采樣電壓，電壓比較器的輸出端接一由兩個三極管(VT2、VT3)通過電阻(R10)直接耦合構(gòu)成的二級放大電路的基極輸入端，該二級放大電路的集電極輸出端分別接延時電路(24)的控制端和第一晶閘管(VS1)的控制極；所述延時電路(24)包括接成自激振蕩方式計數(shù)的計數(shù)(IC2)，其計數(shù)控制端接構(gòu)成電壓檢測電路(22)的二級放大電路的集電極輸出端，計數(shù)器(IC2)的一個輸出端接第二晶閘管(VS2)的控制極，其另一輸出端接一開關(guān)三極管(VT4)的基極，該開關(guān)三極管(VT4)的射極接地，其集電極和所述報警裝置串聯(lián)后接直流電源(21)從而控制報警裝置通斷電。
4.如權(quán)利要求3所述的機車蓄電池防虧電保護裝置，其特征在于上述計數(shù)器(IC4)的計數(shù)控制端還通過一按下后使計數(shù)器清零的按鈕(SN1)接直流電源(21)。
5.如權(quán)利要求3所述的機車蓄電池防虧電保護裝置，其特征在于所述報警裝置是蜂鳴器或語音集成電路。
6.如權(quán)利要求3所述的機車蓄電池防虧電保護裝置，其特征在于所述直流電源(21)是由包括三極管(VT1)及其集電極電阻(R2)、射極電容(C1)，以及相串聯(lián)后跨接在蓄電池輸出端且其串聯(lián)節(jié)點接三極管(VT1)基極的電阻(R1)和穩(wěn)壓管(VDW1)構(gòu)成的射極輸出器。
7.如權(quán)利要求3所述的機車蓄電池防虧電保護裝置，其特征在于所述直流電源(21)是輸入端接蓄電池的DC-DC電源模塊。
8.如權(quán)利要求3所述的機車蓄電池防虧電保護裝置，其特征在于所述計數(shù)器(IC2)型號為CD4060，其輸出端Q14、Q13分別接第二晶閘管(VS2)的控制極和開關(guān)三極管(VT4)的基極，從而在報警后經(jīng)過一定延時再切斷負載(RL)。
專利摘要本實用新型涉及一種機車蓄電池防虧電保護裝置，包括直流電源(21)，電壓檢測電路(22)，延時電路(24)，報警裝置和執(zhí)行機構(gòu)(23)，其特點在于，執(zhí)行機構(gòu)(23)包括第一晶閘管(VS1)、限流電阻(R12)、第二晶閘管(VS2)、和開關(guān)電容(C2)，其中限流電阻(R12)和第二晶閘管(VS2)串聯(lián)后跨接在蓄電池輸出端，開關(guān)電容(C2)和第一晶閘管(VS1)串聯(lián)后與第二晶閘管(VS2)并聯(lián)，第一、二晶閘管(VS1、VS2)的控制極分別接電壓檢測電路(22)和延時電路(24)的輸出端，由于采用晶閘管實現(xiàn)對機車上電氣設(shè)備的控制，能夠避免因虧電造成蓄電池組性能下降甚至報廢。
文檔編號B60L1/00GK2719640SQ20042006799
公開日2005年8月24日 申請日期2004年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
發(fā)明者蔣學(xué)義 申請人:蔣學(xué)義