專利名稱：礦用隔爆兼本安型電源控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型電源控制器主要適用于煤礦井下和其它具有爆炸性氣體(甲烷混合物、煤塵)場所，防爆型式為隔爆兼本安型。它作為礦用防爆蓄電池?zé)o軌膠輪車重要配套件，是集DC/DC、本安電源、聲光報警控制、汽車控制器于一體的綜合防爆電源控制器。
背景技術(shù)：
目前，煤礦井下作業(yè)的防爆蓄電池?zé)o軌膠輪車的研發(fā)在國內(nèi)還處于剛剛起步階段，車輛很多配套設(shè)備都還是空白，防爆無軌膠輪車和普通汽車一樣，需要安裝轉(zhuǎn)向燈、倒車燈、剎車燈、前大燈、前小燈、行車燈、喇口Λ、顯示儀表等，要實現(xiàn)智能化、提高可靠性，就要安裝汽車控制器，同時根據(jù)煤礦井下安全需要還需配備甲烷傳感器、報警設(shè)備等，如何能在這些電器數(shù)量增加的情況下不使汽車重量大幅的增加，以上電器就要選用本安型電器，這樣本安電源就必不可少了。如能把本安電源管理、聲光控制、汽車控制集成一起，將大大減 輕隔爆柜的重量、減少線束的數(shù)量，最終帶來防爆無軌膠輪車續(xù)航里程的提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了填補這一市場空白，本實用新型電源控制器設(shè)計成集DC/DC高低壓轉(zhuǎn)換、本安電源輸出、聲光報警控制、汽車行車控制功能于一體的多功能汽車綜合控制器，能對所有車用電器及開關(guān)按鈕的輸入信號進行運算、處理，然后執(zhí)行相應(yīng)的功能，對汽車實施安全、可靠的控制，同時能對整車本安和非本安電器進行供電以及信號輸入輸出的隔離，保障車用電器在井下防爆車輛上的本安防爆性能。由于電源控制器的高度集成，不僅省去了隔爆柜、線束的數(shù)量，且可有效降低整車的質(zhì)量，增加防爆車輛的續(xù)航里程。


圖I是電源控制器的結(jié)構(gòu)外形 圖中1、外殼，2、汽車控制器，3、繼電器板，4、DC/DC，5、信號隔離柵板，6、電源隔離柵板，7、轉(zhuǎn)向燈電源隔離柵板；
圖2是電源控制器的電氣框 圖3是電源隔離柵板電路原理 圖4是轉(zhuǎn)向燈電源隔離柵板電路原理 圖5是信號隔離柵板電路原理 圖6是控制器接線 圖7是繼電器板電路原理圖。
具體實施例方式供電部分如圖I，防爆蓄電池的高壓電源接入電源控制器外殼(I)后首先由DC/DC (4)降壓變成24V，再由繼電器板(3)的繼電器開關(guān)控制后輸出給各個電路模塊供電，包括汽車控制器(2)、電源隔離柵板(6)、信號隔離柵板(5)，同時24V可以外接其他車用防爆電器。24V經(jīng)過電源隔離柵板(6)和轉(zhuǎn)向燈電源隔離柵板(7)后輸給車輛外接本安電器供電，如本安儀表、速度控制器、各個燈具等。信號隔離柵板(5)設(shè)計了三路常用的信號隔離柵電路，分別為CAN總線、電壓信號、電流信號隔離柵，外接本安電器的信號可以通過該信號隔離柵板(5)后方便的連到內(nèi)部汽車控制器(2)上，達到真正的電源、信號完全隔離，實現(xiàn)真正的本質(zhì)安全防爆?？刂撇糠秩鐖D2、圖6、圖7，電源控制器內(nèi)置intel汽車控制器，集運算、控制于一體，控制器可以外接各種車用傳感器和開關(guān)(如甲烷傳感器、電子油門、傾角傳感器、溫濕度傳感器、檔位開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)等)，其能把各種形式的輸入信號經(jīng)過內(nèi)部MCU運算處理后通過CAN總線傳輸數(shù)據(jù)給儀表顯示當(dāng)前汽車的狀態(tài)，同時可以通過控制繼電器板上的繼電器間接控制相應(yīng)的外接電器的電源通斷(可控制左右轉(zhuǎn)向燈、前大、小燈以及喇叭的開啟與關(guān)閉，同時還預(yù)留了三路備用控制接口)。控制器還可以通過CAN總線給電機調(diào)速器發(fā)送各種行車指令來控制電機的運轉(zhuǎn)，如檔位、速度、轉(zhuǎn)矩等。
本安防爆部分如圖3，Jl輸入的非本安24V首先通過隔離DC/DC (Ul)變成12V，然后串聯(lián)一個二極管D5、保險絲F1、可恢復(fù)保險絲PTCl后連接四重二極管(D1、D2、D3、D4)進行限壓，再通過雙重限流電路(由R1、Q1、R2、Q3、R3、Q2、R4、Q4組成)進行限流保護，多重保護使得該隔離柵及時出現(xiàn)故障也不產(chǎn)生火花或產(chǎn)生的火花不足以點燃爆炸性氣體環(huán)境(如煤礦)，達到本安防爆。如圖4，Jl輸入的非本安24V經(jīng)過轉(zhuǎn)向控制開關(guān)管(Ql)后由隔離DC/DC (Ul)變成12V，然后串聯(lián)一個二極管D3、保險絲F1、可恢復(fù)保險絲PTCl后連接雙重二極管(D1、D2)進行限壓，再通過由4個電阻串聯(lián)的限流電路進行限流后輸出，多重保護使得該隔離柵及時出現(xiàn)故障也不產(chǎn)生火花或產(chǎn)生的火花不足以點燃爆炸性氣體環(huán)境(如煤礦)，達到本安防爆。如圖5，信號隔離柵板設(shè)計有3路信號隔離，通過選用隔離輸入輸出的電源和信號的隔離器件來限制非本安端能量通過信號線向本安端釋放，其中CAN總線信號經(jīng)過隔離IC(U3)后輸出，電壓信號經(jīng)過光耦(U4)后輸出，電流信號經(jīng)過電流隔離IC (U5)后輸出，所有隔離元件都能承受1500V的耐壓，可有效防止火花，達到本安防爆。
權(quán)利要求
1.一種隔爆兼本安型電源控制器，其特征是集成了高低壓直流轉(zhuǎn)換DC/DC、汽車控制器、繼電器控制板、電源隔離柵板、聲光控制電源隔離柵板、信號隔離柵板；電源控制器可以外接各種車用傳感器和開關(guān)，能把各種形式的輸入信號經(jīng)過內(nèi)部MCU運算處理后通過CAN總線傳輸數(shù)據(jù)給儀表顯示和發(fā)送指令給電機調(diào)速器來控制電機運行，同時可以通過控制繼電器板上的繼電器間接控制相應(yīng)電器的電源通斷以及實現(xiàn)聲光控制功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源控制器內(nèi)部集成的電源隔離柵板，其特征是非本安24V首先通過一個隔離DC/DC變成12V，然后串聯(lián)一個二極管、保險絲、可恢復(fù)保險絲后連接四個并聯(lián)二極管進行限壓，再通過雙重電子限流電路進行限流保護，多重保護使得該隔離柵及時出現(xiàn)故障也不產(chǎn)生火花或產(chǎn)生的火花不足以點燃爆炸性氣體環(huán)境，達到本安防爆。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源控制器內(nèi)部集成的信號隔離柵板，其特征是通過選用隔離輸入輸出的電源和信號的隔離器件來限制非本安端能量通過信號線向本安端釋放，其中CAN總線信號經(jīng)過隔離IC后輸出，電壓信號經(jīng)過光耦后輸出，電流信號經(jīng)過電流隔離IC后輸出，所有隔離元件都能承受1500V的耐壓，可有效防止火花，達到本安防爆。
全文摘要
本發(fā)明礦用隔爆兼本安型電源控制器為設(shè)計集成DC/DC高低壓轉(zhuǎn)換、本安電源輸出、聲光報警控制、汽車行車控制功能于一體的多功能汽車綜合控制器，能對所有車用電器及開關(guān)按鈕的輸入信號進行運算、處理，然后執(zhí)行相應(yīng)的功能，對汽車實施安全、可靠的控制，同時能對整車本安和非本安電器進行供電以及信號輸入輸出的隔離，保障車用電器在井下防爆車輛上的本安防爆性能。由于電源控制器的高度集成，不僅省去了隔爆柜、線束的數(shù)量，且可有效降低整車的質(zhì)量，增加防爆車輛的續(xù)航里程。
文檔編號B60L3/00GK102923007SQ20121048774
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:深圳市德塔電動汽車科技有限公司