关于煤矿井下高位取能电源的研究.doc

关于煤矿井下高位取能电源的研究 【摘要】一种用于煤矿井下应急电源的高位取能电源的设计方案。该装置经过调试和改进后，能够用于高压直流输电场合的驱动电源，解决一些实际工程问题。 【关键词】煤矿；井下供电；应急取能 引言 相对于地面应急电源的应用场合，煤矿井下对供电安全性要求更为突出。在煤矿井下，主要是660V或者1140V的交流电供电。如果想从这样的高电压下得到一个较低的直流电压并用于应急电源控制系统的供电，这就涉及到高位取能电源的设计问题。 1取能装置的设计 通常会采用工频变压器加本安电源的方式得到煤矿井下供电所需要的电压。然而，这需要一个体积庞大的工频变压器。这必然会造成空间的浪费和成本的增加。为此，设计电源时可以先用buck降压电路，得到常规的输入等级，再用单端的正激或者反激电路来得到需要的电压。 高位取能电源设计的难点在于给buck电路控制芯片启动供电的问题。一般是，通过电阻R1来给电容C1充电，然后由电容C1给芯片IC1供电。因为输入电压较高，启动电阻的选择较困难。为此，可在电阻与芯片之间加一个单刀双掷的继电器（如图1），并在输出电感的磁芯上另加两个绕组，组成两个小型flyback电路。其工作原理是高位取能电源不工作时，继电器触头3接在1上。当取能电源一通电，输入电压（Vin）通过启动电阻R1迅速给电容C1充满电，然后C1提供足够的电量让芯片瞬间工作，并输出PWM的方波，让buck电路运行。当buck电路顺利运行起来后，另加的两个绕组所组成两个flyback电路就能开始工作。让其中一个flyback电路给控制芯片供电，另一个给继电器供电，让继电器开始工作，使触头3与触头2相连（触头2并未接入电路）。这样，在电源正常工作后，启动电阻将与电路断开，不会再有功耗。与传统buck电路的区别是，此电路将buck电路的开关管Q1放在电路下面部分。 2实验结果 表2取能电源的输出数据 实验证明，高位取能电源采取上述方案可行。经过调试和改进之后，能够用于高压直流输电场合的驱动电源，解决一些实际的工程问题。 参考文献 [1]卢其威，程红，王聪.增设局部通风机应急电源的思考及可行性分析[J].煤炭科学技术，2008（3）. [2]徐志坚，刘映杰.一种基于单片机的自供电过电流继电器的设计[J].电力系统保护与控制，2010（11）. 作者简介 张艳涛（1982），男，河南安阳人，2002年毕业于河南理工大学机电一体化专业，现主要从事矿井供电管理工作。