一種易燃易爆環境所使用的便攜式三相動力電源制造技術

本實用新型專利技術公開了一種易燃易爆環境所使用的便攜式三相動力電源，包括鋰電池組、逆變控制電路、主電路和防爆機殼。所述逆變控制電路包括電源電路、鋰電池組電壓檢測電路、單片機電路、正弦脈寬調制脈沖發生電路和主電路接口電路。所述電源電路由DC-DC電源模塊組成，包括一路供逆變控制電路的+5V直流電源、四路供主電路且彼此獨立的+15V直流電源。所述鋰電池組電壓檢測電路由分壓電路和模擬/數字轉換電路構成。所述主電路是IPM智能功率模塊。所述主電路接口電路包括連接線插座和光電隔離器。本實用新型專利技術可以解決適于在易燃易爆環境中，將磷酸鐵鋰鋰電池組作為手持式電氣設備直流源的三相127V交流電源輸出的技術問題。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種易燃易爆環境所使用的便攜式三相動力電源
本技術涉及一種煤礦、石化等行業易燃易爆環境場所使用的便攜式三相127V動力電源。
技術介紹
磷酸鐵鋰鋰電池是近幾年發展起來的一種新型電池，它具有工作溫度范圍寬、輸入輸出功率大、壽命長、耐高溫、免維護、大容量、綠色環保、自放電率低、一致性好、無記憶效應等許多優點。由于它的性能特別適合做動力電源方面的應用，也有人把它稱作“磷酸鐵鋰動力電池”。磷酸鐵鋰動力電池的優秀性能也引起了煤礦、石化等行業各方面人士的關注，正著力于把磷酸鐵鋰動力電池和有關技術相結合、轉化，制作成易燃易爆環境場所中的備用電源、應急電源、動力電源等，以解決在這類環境場所中使用的電力機車、大功率用電設備、手持式電氣設備、緊急避險設施等對各種電源的不同需求，進而保障礦山企業安全生產的正常進行。隨著科學技術的進步與發展，手持電鉆、手持式砂輪機、手持式電動扳手等手持式電氣設備在地面各種場合得到了充分的發展、推廣和應用，對提高勞動生產率、確保安全生產和產品質量等方面發揮著重要的作用。然而時至今日，由于煤礦、石化等行業易燃易爆場所的特殊性所決定，這些行業對手持式電氣設備的使用有著一系列的規定和限制，致使各種先進的手持式電氣設備難以在這些場所得到推廣和應用。《煤礦安全規程》是我國煤礦行業一個很重要的法規性文件。在《煤礦安全規程》(附錄一)中，對手持式電氣設備的名詞解釋為:“在工作中必須用人手保持和移動設備本體和協同工作的電氣設備，稱為手持式電氣設備”。《煤礦安全規程》第448條中規定“照明、信號、電話和手持式電氣設備的供電電源不得超過127V”。這條規定是從安全生產的角度考慮的，是一條正確的規定。但這條正確的規定又對手持式電氣設備的推廣應用造成了巨大的障礙和限制。由于煤礦井下有些地點三相127V電源無法到達，并且使用三相127V電源還要經過層層報批、履行繁瑣的停送電手續，因而造成手持式電氣設備在煤礦井下的使用至今仍寥寥無幾，各種先進的手持式電氣設備難以得到推廣應用。通過技術創新把磷酸鐵鋰電池和有關的充電電路、逆變電路、隔爆機箱有機配套結合，為煤礦、石化等行業易燃易爆環境場所提供一種適用的便攜式三相127V動力電源，進而帶動多種多樣的、先進的手持式電氣設備在易燃易爆環境場所廣泛地推廣應用起來，是一項極具社會意義兼具巨大經濟效益的有益事業。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本技術的目的是提供一種易燃易爆環境所使用的便攜式三相動力電源，以解決適于在易燃易爆環境中，將磷酸鐵鋰鋰電池組作為手持式電氣設備直流源的三相127V交流電源輸出的技術問題。為了實現上述專利技術目的，本技術所采用的技術方案如下:—種易燃易爆環境所使用的便攜式三相動力電源，包括鋰電池組、逆變控制電路、主電路和防爆機殼；所述逆變控制電路包括電源電路、鋰電池組電壓檢測電路、單片機電路、正弦脈寬調制脈沖發生電路和主電路接口電路；所述電源電路由DC-DC電源模塊組成，包括一路供逆變控制電路的+5V直流電源、四路供主電路且彼此獨立的+15V直流電源；所述鋰電池組電壓檢測電路由分壓電路和模擬/數字轉換電路構成，鋰電池組的電壓信號經過分壓電路后輸至模擬/數字轉換電路的模擬量輸入端，數字轉換結果輸出端連接接單片機；所述正弦脈寬調制脈沖發生電路的數據/地址、讀寫控制、地址鎖存、時鐘、復位、輸出禁止各引腳分別與所述單片機的相應引腳連接，其輸出的六路正弦波脈寬調制信號，通過放大驅動電路，經光電耦合器隔離，由主電路接口電路送至所述主電路的六路相互獨立的三相逆變橋臂，并控制其有序接通；所述主電路是IPM智能功率模塊，它包括絕緣柵型場效應管及其驅動電路，其三個上橋臂驅動電路的引腳需各自獨立供給15V控制電源，三個下橋臂驅動電路另需一個15V控制電源，U、V、W端子接交流三相電源；所述主電路接口電路包括連接線插座和光電隔離器，該連接線插座包括四路彼此獨立的+15V直流電源、輸出六路正弦波脈寬調制信號，所述光電隔離器輸入端通過主電路接口電路與主電路的報警輸出引腳連接，輸出端連接單片機的報警檢測端，單片機的驅動鎖止端與正弦脈寬調制脈沖發生電路的SET TRIP引腳連接。本技術的優點與積極效果如下:實現了不依賴于集中供電的三相127V交流電源，把磷酸鐵鋰動力電池和有關技術相結合，制作成易燃易爆環境場所中的便攜備用電源、應急電源、動力電源等，以解決在這類環境場所中使用的電力機車、大功率用電設備、緊急避險設施等對各種電源的不同需求，進而保障礦山企業安全生產的正常進行。【附圖說明】圖1是本技術的組成框圖。圖2是本技術的逆變控制電路的電源電路。圖3是本技術的逆變控制電路的SPWM脈沖產生電路。圖4是本技術的逆變控制電路的單片機系統電路。圖5是本技術的鋰電池組電壓檢測電路。圖6是本技術的逆變控制電路對逆變主電路的接口電路。圖7是本技術的逆變主電路。圖8是本技術的逆變控制電路原理圖。【具體實施方式】參見圖1，本技術所述便攜式三相127V動力電源由磷酸鐵鋰電池組、逆變控制電路、逆變主電路和防爆機殼等四部分組成。其中，逆變控制電路包括電源電路、鋰電池組電壓檢測電路、單片機電路、SPWM脈沖發生電路和主電路接口電路等五部分組成。電源電路向其他各部分電路提供適用的電源，單片機電路根據鋰電池組電壓檢測電路檢測得到的電池組電壓，實時計算逆變參數，對SPWM脈沖發生電路實施控制，進而通過主電路接口電路向逆變主電路輸出SPWM脈沖，控制逆變主電路產生三相127V交流輸出。所有部件均安裝在防爆機殼內部，確保在易燃易爆環境中使用的安全性。參見圖2，逆變控制電路的電源電路使用DC-DC電源模塊Ull?U15，取自磷酸鐵鋰電池組的+24V DC直流電源從接線端子Jl引入，正極接+24V輸入引腳，負極接參考零電位引腳GND24，正極分別向后連接至DC-DC電源模塊Ull?U15的直流電源輸入引腳Vin，負極分別向后連接至DC-DC電源模塊Ull?U15的直流電源參考零電位引腳GND。經轉換，得到一路+5V DC、四路彼此獨立的+15V DC直流電源。其中，DC-DC電源模塊Ull輸出+5V DC直流電源，輸出直流電源正極Vout連接單片機芯片Ul的電源輸入引腳VCC、正弦脈寬調制波發生芯片U2的電源輸入引腳VDD、模擬/數字轉換芯片U16的電源/參考電壓源輸入引腳VCC/Vref、集成非門芯片U3的電源輸入引腳VCC、光電稱合器芯片U4?U9的輸入側二極管的陽極A、光電稱合器UlO的4號引腳隔離輸出側光電三極管集電極引腳，輸出直流電源負極連接單片機芯片Ul的參考零電位引腳GND、正弦脈寬調制波發生芯片U2的參考零電位引腳VSS、模擬/數字轉換芯片U16的參考零電位引腳GND、集成非門芯片U3的參考零電位引腳GND、光電耦合器芯片U4?U9的輸入側二極管的陰極K、光電稱合器UlO的3號引腳隔離輸出側光電三極管發射極引腳,為Ul?UlO和U16提供其工作所必須的直流電源。DC-DC電源模塊U12?U15輸出四路彼此獨立的+15V DC直流電源，供逆變主電路使用。U12輸出端直流源正極引腳Vout接光電耦合器芯片U4的輸出側直流電源VCC，輸出端參考零本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種易燃易爆環境所使用的便攜式三相動力電源，其特征在于，包括鋰電池組、逆變控制電路、主電路和防爆機殼；所述逆變控制電路包括電源電路、鋰電池組電壓檢測電路、單片機電路、正弦脈寬調制脈沖發生電路和主電路接口電路；所述電源電路由DC?DC電源模塊組成，包括一路供逆變控制電路的+5V直流電源、四路供主電路且彼此獨立的+15V直流電源；所述鋰電池組電壓檢測電路由分壓電路和模擬/數字轉換電路構成，鋰電池組的電壓信號經過分壓電路后輸至模擬/數字轉換電路的模擬量輸入端，數字轉換結果輸出端連接接單片機；所述正弦脈寬調制脈沖發生電路的數據/地址、讀寫控制、地址鎖存、時鐘、復位、輸出禁止各引腳分別與所述單片機的相應引腳連接，其輸出的六路正弦波脈寬調制信號，通過放大驅動電路，經光電耦合器隔離，由主電路接口電路送至所述主電路的六路相互獨立的三相逆變橋臂，并控制其有序接通；所述主電路是IPM智能功率模塊，它包括絕緣柵型場效應管及其驅動電路，其三個上橋臂驅動電路的引腳需各自獨立供給15V控制電源，三個下橋臂驅動電路另需一個15V控制電源，U、V、W端子接交流三相電源；所述主電路接口電路包括連接線插座和光電隔離器，該連接線插座包括四路彼此獨立的+15V直流電源、輸出六路正弦波脈寬調制信號，所述光電隔離器輸入端通過主電路接口電路與主電路的報警輸出引腳連接，輸出端連接單片機的報警檢測端，單片機的驅動鎖止端與正弦脈寬調制脈沖發生電路的SET?TRIP引腳連接。...

【技術特征摘要】
1.一種易燃易爆環境所使用的便攜式三相動力電源，其特征在于，包括鋰電池組、逆變控制電路、主電路和防爆機殼；所述逆變控制電路包括電源電路、鋰電池組電壓檢測電路、單片機電路、正弦脈寬調制脈沖發生電路和主電路接口電路；所述電源電路由DC-DC電源模塊組成，包括一路供逆變控制電路的+5V直流電源、四路供主電路且彼此獨立的+15V直流電源；所述鋰電池組電壓檢測電路由分壓電路和模擬/數字轉換電路構成，鋰電池組的電壓信號經過分壓電路后輸至模擬/數字轉換電路的模擬量輸入端，數字轉換結果輸出端連接接單片機；所述正弦脈寬調制脈沖發生電路的數據/地址、讀寫控制、地址鎖存、時鐘、復位、輸出禁止各引腳分別與所述單片機的相應引腳連接，其輸出的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁純，劉江文，陳曉曦，
申請(專利權)人：梁純， 劉江文， 陳曉曦，
類型：新型
國別省市：江蘇;32