專利名稱：基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)防誤閉鎖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于電廠或者電站、配送電廠站等為防止誤操作而使用的基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制器。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，被廣泛應(yīng)用的五防電腦鑰匙、皆是移動式工作并采用的是蓄電池充電供給方式。為了保證工作時有足夠電能，或者為了滿足設(shè)備的需要及其操作上的方便，廠家對蓄電池都是采用強充轉(zhuǎn)浮充的控制方式，使其容易測量。不論充電處于哪個段落，只要不取電源，被充電器都將高于常態(tài)溫度。這說明有以下幾個不利因素:被充電器處于高于常態(tài)溫度的狀態(tài)，存在的不利因素表現(xiàn)在:一是不間斷地充電。使蓄電池長期處于熱飽和狀態(tài)，必然老化衰減加快，壽命大幅縮短，由此給工作造成影響，同時，重購儀器或更換電池，會造成更多的經(jīng)濟(jì)損失。二是耗能。大電流主充和短時間小電流浮充是需要的，但在充滿電后不中斷電源，仍然保持長期浮充，由于浮充電流占主充電流的10 %以上，即仍有幾瓦至幾十瓦的電能在損耗。三是廢舊電池對環(huán)境的影響。因為所用電池常為鎘、鎳、鉛、鋰等重金屬和氫氧化鉀等電解液制成，這些物質(zhì)在大自然中對水源和土壤都會造成嚴(yán)重污染，并借助糧食蔬菜進(jìn)入人體，對人類與人類生存環(huán)境造成嚴(yán)重影響。實用新型人鑒于上述的問題，開展了 “通訊網(wǎng) 絡(luò)五防電腦鑰匙充電控制器”的設(shè)計研制工作，以期能夠改變充電方式，減少蓄電池的老化廢棄速度，延長現(xiàn)有電腦鑰匙的使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有五防電腦鑰匙充電存在的問題，提供一種不論使用與否，蓄電池出現(xiàn)缺電狀態(tài)，都能準(zhǔn)確判斷和及時充電，在無操作任務(wù)時，蓄電池既要保證具有額定電量，又要盡可能多的處于冷機(jī)狀態(tài)；充電完成后，能夠自動跳閘斷電的充電控制器。實現(xiàn)本實用新型目的之技術(shù)措施是這樣的:一種基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制器模塊，設(shè)置在充電控制器內(nèi)；包括電腦鑰匙蓄電池電量判斷模塊1，電話線路采集及電源分支模塊2、電壓采樣比較模塊3、脈動振蕩模塊4、通訊線路充電控制模塊5及通訊中斷后的充電自保持1吳塊6 ;其中，電話線路采集及電源分支模塊2的第一輸入端①、第二輸入端②分別與電話接線盒的端頭連接以獲取工作電源和電壓信號，其電源分支模塊2輸出端經(jīng)第六電阻R6分支與電壓采樣比較模塊3的第二運算放大器IC3連接，電壓采樣比較模塊3的第二運算放大器IC3輸出端6通過第十四電阻R14、微積分電容C3、第四可調(diào)電位器W4與通訊線路充電控制模塊5的第三晶體管BG3連接，通訊線路充電控制模塊5包括第十三電阻R13、第十四電阻R14、微積分電容C3、第四可調(diào)電位器W4、第五可調(diào)電位器W5、第三晶體管BG3、第四晶體管BG4、繼電器J2、J3，其中，第三、第四晶體管BG3、BG4的集電極與繼電器J2、J3的一端相連，J2、J3的另一端與穩(wěn)壓器WY2輸出的正電源相連，BG3、BG4的射極與第五可調(diào)電位器W5的一端相連，W5的另一端與電話線輸入端②相連；所述的J3常開結(jié)點J3-1閉合,將可控娃KG送來的脈動式電流經(jīng)插座CZ2至CZl送給電腦鑰匙蓄電池充電。所述電腦鑰匙蓄電池電量判斷模塊1，包括第一集成運算放大器IC1、第一晶體管BGl、第二晶體管BG2、第一電位器Wl、第一穩(wěn)壓二極管WYl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、繼電器Jl、通訊輸入插座CZ1。所述電話線路采集及電源分支模塊2，包括開關(guān)Kl，保險管BX，二極管Dl，第五電阻R5、第六電阻R6，濾波電容Cl，第二穩(wěn)壓二極管WY2。所述電壓采樣比較模塊3，包括第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12，第二運算放大器IC3，第三穩(wěn)壓二極管WY3，第二運算放大器IC3的輸入端3與第六電阻R6分支連接。所述脈動振蕩模塊4包括集成塊IC2、第二電容C2、第八電阻R8、第二電位器W2構(gòu)成環(huán)形多諧振蕩器，通過輸入端點14、輸出端點7與電話線路采集及電源分支模塊2連接，通過雙向二極管D2與可控硅KG連接。本實用新型的優(yōu)點與有益效果表現(xiàn)在:1、現(xiàn)有的五防電腦鑰匙蓄電池充電，必須是在得到調(diào)度中心下達(dá)的操作指令后進(jìn)行，無論五防電腦鑰匙蓄電池有無充足電源，都可采用座機(jī)或手機(jī)撥號形式，發(fā)出充電信號，強行補充電能，盡管有缺電快充設(shè)置，但在充滿電截止待機(jī)中，蓄電池仍有自動泄露現(xiàn)象，甚至進(jìn)入了應(yīng)該充電的臨近狀態(tài)時，繼續(xù)存在自動泄露現(xiàn)象。所以，本實用新型在操作指令前的行進(jìn)路途中，自動發(fā)出充電信號，作一次電能補充，是一種雙保險的舉措。2、本 實用新型能夠完成專一和公用通話線路兩種形式的判別。若電話機(jī)只做五防電腦鑰匙蓄電池充電專用，則發(fā)送的信號即為直接充電控制指令，得到指令后，可匯集脈動式充電電流對蓄電池直接充電；若是使用公用電話機(jī)，可進(jìn)行信號識別處理，篩選出充電控制信號。3、本實用新型使五防電腦鑰匙蓄電池不論使用與否，一旦蓄電池出現(xiàn)缺電狀態(tài)，都能準(zhǔn)確判斷和及時充電；在無操作任務(wù)時，蓄電池既保證了具有額定電量，又盡可能多的處于冷機(jī)狀態(tài)；充電完成后，能夠自動跳閘斷電。4、本實用新型減少了五防電腦鑰匙蓄電池的老化廢棄速度，延長了現(xiàn)有電腦鑰匙的使用壽命。

圖1是所述五防電腦鑰匙充電控制器模塊框圖。圖2至2-1是所述五防電腦鑰匙充電控制器模塊示意圖。圖3是本實用新型一實施例即控制器安裝在充電機(jī)盒中的示意圖。圖中符號與數(shù)字表示:1、電腦鑰匙蓄電池電量判斷模塊；2、電話線路采集及電源分支模塊；3、電壓采樣比較模塊；4、脈動振蕩模塊；5、通訊線路充電控制模塊；6、五防電腦鑰匙；7、五防電腦鑰匙充電機(jī)盒、第一輸入端、第二輸入端；開關(guān):K1、K2 ;保險、BX ;集成運算放大器:IC1、IC3 ;六非門集成塊、IC2 ;穩(wěn)壓二極管:WY1、WY3 ;三端穩(wěn)壓器:WY2 ;晶體管、BGl.3 ;晶體管、BG2.4 ;發(fā)光管、Fgl-4 ;輸入、輸出插座:CZ1、CZ2 ;繼電器J1-J4，整流管、Dl ;電容:C1、C2、C3 ;電位器:W1、W2、W5 ;可控硅、KG ;電阻:R1_R14。具體實施內(nèi)容結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進(jìn)一步地說明。參見圖1、圖2、圖3可知，本實用新型以PCB形式設(shè)置在充電控制器內(nèi)，充電控制器在五防電腦鑰匙充電機(jī)盒里，五防電腦鑰匙與其充電機(jī)盒是接插件關(guān)系。包括電腦鑰匙蓄電池電量判斷模塊1，電話線路采集及電源分支模塊2、電壓采樣比較模塊3、脈動振蕩模塊4、通訊線路充電控制模塊5以及通訊中斷后的充電自保持模塊。其中，電話線路采集及電源分支模塊2的第一輸入端①、第二輸入端②端頭從電話接線盒中引接而來，經(jīng)開關(guān)Kl控制，保險管BX保護(hù)，二極管Dl半波整流，然后分兩個方向使用。一個方向是經(jīng)第五電阻R5降壓，濾波電容Cl濾波，三端穩(wěn)壓器WY2穩(wěn)壓，作為直流工作電源；另一個方向經(jīng)第六電阻R6，作為通訊網(wǎng)絡(luò)對電腦鑰匙充電投切的識別、控制模塊用。更具體的，即電話線路采集及電源分支模塊2的第一輸入端①、第二輸入端②分別與電話接線盒的端頭連接以獲取工作電源和電壓信號，其電源分支模塊2輸出端經(jīng)第六電阻R6分支與電壓米樣比較模塊3的第二運算放大器IC3連接，運算放大器IC3采用型號UA741。電壓采樣比較模塊3的第二運算放大器IC3輸出端6通過第十四電阻R14、微積分電容C3、第四可調(diào)電位器W4與通訊線路充電控制模塊5的第三晶體管BG3連接，通訊線路充電控制模塊5包括第十三電阻R13、第十四電阻R14、微積分電容C3、第四可調(diào)電位器W4、第五可調(diào)電位器W5、第三晶體管BG3、第四晶體管BG4、繼電器J2、J3，其中，第三、第四晶體管BG3、BG4的集電極與繼電器J2、J3的一端相連，J2、J3的另一端與三端穩(wěn)壓器WY2輸出的正電源相連，BG3、BG4的射極與第五可調(diào)電位器W5的一端相連，第五可調(diào)電位器W5的另一端與電話線輸入端②相連；所述的J3常開結(jié)點J3-1閉合，將可控硅K G送來的脈動式電流經(jīng)插座CZ2至CZl送給電腦鑰匙蓄電池充電。所述電壓采樣比較模塊3，包括第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12，第二運算放大器IC3，第二穩(wěn)壓二極管WY3;第二運算放大器IC3的輸入端3與第六電阻R6分支連接。第二穩(wěn)壓二極管WY3采用規(guī)格1N4621/3.6V。在圖2_1中，當(dāng)?shù)谝惠斎攵刷?、第二輸入端②端子從電話接線盒中引接的信號，經(jīng)第六電阻R6分支連接到電壓采樣比較模塊中，疊加在第九電阻R9與第十電阻RlO的分壓值上，傳送給第二運算放大器IC3的同相輸入端第3腳；IC3的反相輸入端2腳接有第二穩(wěn)壓二極管WY3，將電壓穩(wěn)定在4V，起基準(zhǔn)比較判斷作用。無發(fā)送通訊指令時，IC3第3腳的電壓V3低于2腳的電壓V2, IC3保持截止?fàn)睢Ｓ谐潆娭噶畹絹頃r，第一輸入端①、第二輸入端②端頭引入電壓從43伏升至50V，經(jīng)第六電阻R6分壓，將轉(zhuǎn)換為V3大于V2，且V3 ^ 5V的門檻電壓值，IC3啟動翻轉(zhuǎn)，其6腳輸出高電平。圖2-1中所示脈動振蕩模塊4包括集成塊IC2、第二電容C2、第八電阻R8、第二電位器W2構(gòu)成環(huán)形多諧振蕩器，通過輸入端點14、輸出端點7與電話線路采集及電源分支模塊2連接，通過雙向二極管D2與可控硅KG連接；集成塊IC2為74LS04六非門邏輯模塊，第二電位器W2規(guī)格型號為X-W IkQ。由于直流不能直接充電，所以將電源做逆變處理形成脈動電流。要形成脈動須進(jìn)行頻率振蕩，結(jié)合專家系統(tǒng)及經(jīng)驗，高頻適宜快充，低頻有利電荷排列，故我們做了 200Hz的頻率選擇。改變阻容參數(shù)則可實現(xiàn)頻率粗調(diào)，旋轉(zhuǎn)第二電位器W2將完成頻率細(xì)調(diào)。經(jīng)振蕩產(chǎn)生200Hz的脈沖頻率，送給雙向二極管D2，進(jìn)而接通可控硅KG的控制極，并依振蕩波形的高低電平控制KG的通斷，即形成脈動式充電電流。需要說明的是五防電能鑰匙型號不同，工作電壓設(shè)置有別，即充電電壓也不一樣。對此，在5 IOV間，我們對第三電位器W3進(jìn)行調(diào)整，這樣便能滿足不同五防鑰匙的參數(shù)配合。圖2所示的電腦鑰匙蓄電池電量判斷模塊1，包括第一集成運算放大器IC1、第一晶體管BG1、第二晶體管BG2、第一電位器W1、第一穩(wěn)壓二極管WY1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、繼電器J1、通訊輸入插座CZ1。第一集成運算放大器ICl也采用UA741 ;第一晶體管BGl采用9014、第二晶體管BG2采用8550 ;第一電位器Wl采用規(guī)格X-W IkQ，第一穩(wěn)壓二極管WYl采用規(guī)格1N4621/3.6V，繼電器Jl采用規(guī)格HK23F-5V/2A。由振蕩器產(chǎn)生的脈動電流經(jīng)可控硅陰極傳送給輸出插座CZ2的第1、2針，根據(jù)繼電器的啟動情況，決定那條支路接通。輸出插座CZ2的脈動充電電流又經(jīng)電纜線傳送給另一側(cè)的輸入插座CZl的I或2對應(yīng)針腳。此時若被判斷缺電，繼電器Jl常開接點Jl-1接通蓄電池EcJf CZ2至CZl針腳I送來的脈動電流接通，對蓄電池立即進(jìn)行充電。當(dāng)電池Ec的電量充滿時，被比較判斷確認(rèn)后，第一集成運算放大器轉(zhuǎn)為截止，繼電器Jl常開結(jié)點Jl-1關(guān)斷，充電結(jié)束。所述的電話線路采集及電源分支模塊2，包括開關(guān)Kl，保險管BX，二極管D1，第五電阻R5、第六電阻R6，濾波電容Cl，三端穩(wěn)壓器WY2 ;三端穩(wěn)壓器WY2采用WY78。本模塊與電話線配套用，經(jīng)測量電話線路有43V待機(jī)電壓，當(dāng)呼叫信號來時，上升到50V，電壓差足以做信號判斷。同時本實用新型所有元件工作和充電電流綜合一起也在mA級，用電量非常微弱，并與話務(wù)管理部門共同測試驗證，對通訊線路不會造成任何影響的情況下，做了在電話線路上直接索取信號和工作電源的兩用設(shè)計。這樣，無需作220V等外接電源配備，也減少了儀器中降壓變壓器等設(shè)施，既方便工作，又降低費用。本實用新型所述的基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制模塊，包括經(jīng)過通訊線路充電控制模塊5的第四晶體管BG4射極上第五可調(diào)電位器W5的阻值調(diào)整，能夠完成專一和公用通話線路兩種形式的判別。其中第五可調(diào)電位器W5有特別作用。圖3示意了本實用新型所述控制器安裝在充電機(jī)盒中的示意圖。圖中6是所述五防電腦鑰匙，7是充電機(jī)盒。五防電腦鑰匙6充電時需要嵌入在充電機(jī)盒7內(nèi)，兩者是接插件關(guān)系。由于電力系統(tǒng)防誤閉鎖技術(shù)中“五防”之一的操作——電力倒閘操作不是天天都進(jìn)行的，故五防電腦鑰匙并不常用，多數(shù)時間處于待機(jī)狀態(tài)。但為保證一旦使用時有足夠電能，又避免長時期熱浮充，實施中安排每天都充電兩小時，其它時間斷電。選擇兩小時充電的原因:一是對待機(jī)狀態(tài)的電腦鑰匙只是做電能補充，經(jīng)兩小時充電，完全可以保證有足夠電量。二是每天對儀器充電，即是進(jìn)行干燥處理，避免了長期停電受潮。三是避免了蓄電池長期熱浮充，解決了快速老化問題。通過本通訊網(wǎng)絡(luò)五防電腦鑰匙充電控制器的應(yīng)用，除缺電快充和操作前通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送充電指令外，基本不充電，實現(xiàn)多數(shù)時間處于冷機(jī)狀態(tài)，減少熱飽和老化影響，由此將大幅度延長電腦鑰匙使用壽命，達(dá)到設(shè)計目的。本實用新型使用步驟如下:(I)如果需要選擇充電頻率，則需改變阻容參數(shù)可實現(xiàn)頻率粗調(diào)，旋轉(zhuǎn)脈動振蕩模塊4第二電位器W2完成頻率細(xì)調(diào)；經(jīng)振蕩產(chǎn)生200Hz的脈沖頻率，送給雙向二極管D2，進(jìn)而接通可控硅KG的控制極，并依振蕩波形的高低電平控制可控硅KG的通斷，即形成脈動式充電電流。(2)如果需要完成專一和公用通話線路兩種形式的判別；則調(diào)整其中通訊線路充電控制模塊5第四晶體管BG4射極上第五可調(diào)電位器W5的阻值即可。(3)在得到調(diào)度中心下達(dá)的操作指令后，不論五防電腦鑰匙有無充足電源，都可采用座機(jī)或手機(jī)撥號形式，發(fā)出充電信號，對五防電腦鑰匙進(jìn)行補充電能。
權(quán)利要求1.一種基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制器，其特征是，包括電腦鑰匙蓄電池電量判斷模塊(1)，電話線路采集及電源分支模塊(2)、電壓采樣比較模塊(3)、脈動振蕩模塊(4)、通訊線路充電控制模塊(5)及通訊中斷后的充電自保持模塊；其中， 電話線路采集及電源分支模塊(2)的第一輸入端①、第二輸入端②分別與電話接線盒的端頭連接以獲取工作電源和電壓信號，其電源分支模塊(2)輸出端經(jīng)第六電阻R6分支與電壓采樣比較模塊(3)的第二運算放大器IC3連接，電壓采樣比較模塊(3)的第二運算放大器IC3輸出端6通過第十四電阻R14、微積分電容C3、第四可調(diào)電位器W4與通訊線路充電控制模塊(5)的第三晶體管BG3連接，通訊線路充電控制模塊(5)包括第十三電阻Rl3、第十四電阻R14、微積分電容C3、第四可調(diào)電位器W4、第五可調(diào)電位器W5、第三晶體管BG3、第四晶體管BG4、繼電器J2、J3，其中，第三、第四晶體管BG3、BG4的集電極與繼電器J2、J3的一端相連，J2、J3的另一端與三端穩(wěn)壓器WY2輸出的正電源相連，第三、第四晶體管BG3、BG4的射極與第五可調(diào)電位器W5的一端相連,其W5的另一端與電話線輸入端②相連；所述的J3常開結(jié)點J3-1閉合，將可控硅KG送來的脈動式電流經(jīng)插座CZ2至CZl送給電腦鑰匙蓄電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制模塊，其特征是，所述電腦鑰匙蓄電池電量判斷模塊(1)，包括第一集成運算放大器IC1、第一晶體管BG1、第二晶體管BG2、第一電位器Wl、第一穩(wěn)壓二極管WYl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、繼電器J1、通訊輸入插座CZ1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制模塊，其特征是，所述電話線路采集及電源分支模塊(2)、包括開關(guān)K1，保險管BX，二極管D1，第五電阻R5、第六電阻R6，濾波電容Cl，第二穩(wěn)壓二極管WY2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制模塊，其特征是，所述電壓采樣比較模塊(3)包括第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12，第二運算放大器IC3，第二穩(wěn)壓二極管WY3;第二運算放大器IC3的輸入端3與第六電阻R6分支連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制模塊，其特征是，所述脈動振蕩模塊(4)包括集成塊IC2、第二電容C2、第八電阻R8、第二電位器W2構(gòu)成環(huán)形多諧振蕩器，通過輸入端點14、輸出端點7與電話線路采集及電源分支模塊2連接，通過雙向二極管D2與可控硅KG連接。
專利摘要本實用新型提供一種基于通訊網(wǎng)絡(luò)的五防電腦鑰匙充電控制器，涉及電力系統(tǒng)防誤閉鎖技術(shù)領(lǐng)域。電話線路采集及電源分支模塊第一輸入端①、第二輸入端②分別與電話接線盒端頭連接以獲取工作電源和電壓信號；經(jīng)過本實用新型幾種模塊的調(diào)節(jié)，尤其是通訊線路充電控制模塊晶體管BG4射極上可調(diào)電位器W5的阻值調(diào)整，能夠完成專一和公用通話線路兩種形式的判別，能將可控硅KG送來的脈動電流經(jīng)插座CZ2至CZ1給電腦鑰匙蓄電池充電。蓄電池出現(xiàn)缺電狀態(tài)時，能準(zhǔn)確判斷和及時充電；在無操作任務(wù)時，蓄電池既保證具有額定電量，又盡可能多的處于冷機(jī)狀態(tài)；充電完成后，能夠自動跳閘斷電。
文檔編號H02J7/00GK202949242SQ20122055652
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者張偉, 魏文偉, 陳淑英, 鐘芬, 馮鵬 申請人:四川省電力公司內(nèi)江電業(yè)局, 國家電網(wǎng)公司