煤礦安全監測系統電源箱電路板設計修改畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 壓與工作電壓電池在開路狀態下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓在數值上接近電池的電動勢。 工作電壓指電池接通負荷后在放電過程中顯示的電壓，又稱負荷（載）電壓或放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。 電池在接通負荷后，由于電池內阻等，電池的工作電壓低于開路電壓。電池的放電電壓隨放電時間的平穩性表示電壓精度的高低。 電壓隨放電時間變化的曲線，稱放電曲線。 電池工作電壓的數值及平穩程度除與電池的活性物質有關外，還依賴于放電條件。高速率、低溫條件下放電時，電池的工作電壓將降低，平穩程度下降。 3）容量 電池在一定放電條件下所能給出的電量稱電池的容量，以符號C 表示。常用單位為安培小時，簡稱安時（Ah）或毫安時（mAh）。電池的容量可分為理論容量、額定容量、實際容量和標稱容量。 理論容量是活性物質的質量按法拉弟定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/ kg 或Ah/L 。 實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為仙，其值小于理論容量。因為組成實際電池時，除活性物質外還包括非反應成分如外殼、導電零件等，同時還與活性物質被有效利用的程度有關。 額定容量也叫保證容量，是按國家或有關部門頒布的標準，保證電池在一定的放電條件下應該放出的最低限度的容量。 標稱容量（或公稱容量）是用來鑒別電池適當的近似安時值，只標明電池的容量范圍而沒有確切值，因為在沒有指定放電條件下，電池的容量是無法確定的。 電池的實際容量主要與電池正、負極活性物質的數量及利用的程度（利用率）有關，而活性物質利用率主要受到放電制度、電極的結構、制造工藝等因素的影響。 4）內阻 電池的內阻表示電流通過電池內部時引起輸出電壓變化的程度。電池的內阻不是常數，在放電過程中隨時間而變化，因為活性物質的組成、電解液濃度和溫度都在放電過程中不斷地變化。 電池內阻包括歐姆內阻和極化內阻，兩者之和為電池的全內阻。其中歐姆內阻遵守歐姆定律，極化內阻隨電流密度的增加而增大，但不是線性變化，常隨電流密度的對數增大而增大。5 ）自放電 電池的自放電是指電池在存貯期間容量降低的現象。電池無負荷時由于自行放電使容量損失。自放電速率用單位時間容量降低的百分數表示。即：自放電率＝Ｘ100％ ()式中Ca 一電池存貯前的容量；Cb一電池存貯后的容量；T一電池存貯的時間。荷電保持能力也是表示電池自放電性能的物理量。它是指電池經一定時間存貯后（其存貯時間是固定的），所剩余容量為最初容量的多少，也用百分數表示。K=100% ()(6)比能量與比功率電池的能量是指在一定放電制度下，電池所能給出的電能，通常用瓦小時（W/ h）表示電池的能量。可分為理論能量和實際能量。理論能量是理論容量與電動勢的乘積，實際能量是實際容量與平均工作電壓的乘積。通常用比能量來比較不同的電池系列。比能量是電池單位質量或單位體積所能輸出的電能，同樣有理論比能量和實際比能量之分。 電池的功率是指在一定放電制度下，電池在單位時間內所能給出的能量的大小，單位為瓦（W）。單位質量的電池所能給出的功率稱為比功率。比功率也是電池的重要性能指標，電池的比功率大，表示可承受大電流放電。 (7) 壽命 在規定條件下，蓄電池的有效壽命期限稱為該蓄電池的使用壽命。電池的使用壽命可分為循環壽命和浮充壽命。蓄電池的容量減小到規定值以前，蓄電池的充放電循環次數稱為循環壽命。在正常工作條件下，蓄電池浮充供電的時間稱為浮充壽命。（3）.礦用備用電源與礦用電源的連接方式礦用備用電源與礦用電源的連接可分為礦用備用電源與礦用電源相互獨立的連接方法和礦用備用電源與礦用電源一體化的連接方法。礦用備用電源與礦用電源相互獨立的連接方法為保證礦用電源的本質安全防爆性能，相互獨立的礦用備用電源與礦用電源的連接方式主要有以下幾種。 l ）礦用備用電源接礦用電源的交流輸人端礦用備用電源接礦用電源的交流輸人端的連接方式如圖2 . 56 所示，在該種連接方式中，礦用備用電源為隔爆型或澆封型等非本質安全型。礦用備用電源的內部電路為普通1 理S 電路。當交流電網有電時，礦用備用電源經AC / DC 電路向蓄電池充電，礦用電源的電能主要由交流電網提供。當電網停電或電壓值較低時，蓄電池經DC/ AC 電路向礦用本質安全防爆直流電源供電。該種連接方式適合礦用電源與礦用備用電源相互獨立的情況。 圖2 , 56 礦用備用電源接礦用電源的交流輸人端2 ）礦用備用電源與礦用電源并聯礦用備用電源與礦用電源并聯如圖2 . 57 所示，該種連接方式沒有實用價值。這是因為礦用本質安全防爆備用電源是一個完整的電源，完全可以替代礦用本質安全防爆電源。輸出并聯后，礦用本質安全防爆電源和礦用本質安全防爆備用電源的最大輸出電流之和不得引起爆炸性混合物燃燒和爆炸。即：礦用備用電源和礦用電源的最大輸出電流均減小。 圖2 . 57 礦用備用電源與礦用電源并聯3 ）礦用備用電源與礦用電源輸出并接礦用備用電源與礦用電源輸出井接方式如圖2 . 58 所示。礦用備用電源為本質安全型防爆，該種連接方式也沒有實用價值。當交流電網有電時，礦用電源向負載及礦用一備用電源供電，電網停電或礦用電源輸出電壓較低時，礦用備用電源向負載供電。由于礦用備用電源的并人，礦用電源的帶負載能力下降，同時為保證本質安全防爆性能，礦用電源和礦用備用電源的最大輸出電流必須很小，以保證兩者之和滿足本質安全防爆要求。圖2 . 58 礦用備用電源與礦用電源輸出并接4 ）礦用備用電源接礦用電源輸出礦用備用電源接礦用電源輸出的方式如圖2 . 59 所示，礦用備用電源為本質安全防爆型，當電網有電時，礦用電源經礦用備用電源向負載供電時，礦用備用電源蓄電池充電。當電網停電或輸出電壓較低時，礦用備用電源向負載供電。該種方式的礦用電源與礦用各用電源的雙重化（或多重化）限流（恒流）限壓（恒壓）電路重復設置，效率低、成本高、體積大。礦用備用電源與礦用電源一體化的連接方法礦用備用電源與礦用電源一體化，可共用雙重化（或多重化）限流（恒流）限壓（穩壓）電路和防爆夕卜殼。因此，具有體積小、重量輕、成本低、效率高等優點，礦用備用電源與礦用電源一體化的連接方法有以下幾種。 l ）蓄電池并接在整流電路輸出端蓄電池并接在整流電路輸出端的連接方式如圖2 ．印所示。交流電網有電時，整流濾波電路除經雙重化（或多重化）限流（恒流）限壓（穩壓）電路向負載供電外，還整流電電路向蓄電池供電。當交流電網停電或電壓較低時，蓄電池經雙重化（或多重化）限流（恒流）限壓（穩壓）電路向負載供電。其中充電電路根據所選用的蓄電池設計，可以是簡單的限流電阻，也可以是具有電壓、電流調節功能的集成電路芯片。該種連接方法具有電路簡單、體積小、重量輕、效率高，適用于線性電源和開關電源的優點，在具有備用電源的礦用電源中應用較多。 圖2 ．印蓄電池并接在整流電路輸出端的連接方式 2 ）采用交Z 直雙向變換器蓄電池采用A 〔 丫DC 雙向變換器的連接方式如圖2 苗1 和圖2 ．已所示。交流電網有電時，通過負載線圈和整流、濾波、雙重化（或多重化）限流（恒流）限壓（穩壓）電路向負載供電，同時通過夕丫直雙向變換器向蓄電池充電。當交流電網停電時，蓄電池經交Z 直雙向變換器、負載線圈和整流、濾波雙重化（或多重化）限流（恒流）限壓（穩壓）電路向負載供電。該連接方法電路復雜、成本高。 圖2 . 61 蓄電池采用低頻變壓器和A C/DC 二雙向變換器的連接方式 圖2 . 62 蓄電池采用高頻變壓器和A C/DC 雙向變換器向變換器的連接方式第三章 具體電路設計及元件參數計算總體設計前的一些細節的注意事項電氣火花產生原理和分類電氣火花是對著電路的接通和斷開產生的，是電源與電路中儲能元件的能量，放電時電路中電子流及通斷點形成電機與電極間氣體電離粒子形成的導電帶，夾雜著熔融金屬粒子和“蒸汽”，在極高的電流密度作用下，產生高溫高熱，形成的。可分為輝光放電火花，火花放電火花和電弧放電火花。如何減小電源點火能量，滿足本質安全要求。（e=eit/6得） 本安電源雙重保護的硬性要求；兩級保護有兩級過壓和過流保護電路設計時三端穩壓輸出，通過限流電阻和穩壓管來實現過壓過流保護，原則上滿足了標準要求，但其最大輸出功率不會太大，由于效率，濾波等影響遠低于標準限制了帶載能力，因此提倡采用性靠，保護迅速，轉換效率高的保護方式設計。保護功能；輸出過流保護；當輸出短接或過載時，本安電源進入雙重化過流保護，輸出電壓急劇下降。當過流故障消除后，電源自動恢復