[发明专利]交直流二级隔离直流电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及无人值守地震台监测仪器设备的供电电源技术领域，具体涉及一种交直流二级隔离直流电源装置。

背景技术

随着防震减灾事业和电子技术的发展，地震数字化监测仪器设备对供电电源提出了越来越高的要求。对于传输不间断观测数据的地震台站来说，为了得到稳定可靠的观测数据，一般勘选在受外界影响因素小的偏僻环境。尤其是测震台站对基岩台基的严格规定，往往建设的土层覆盖浅、接地条件不能完全满足避雷要求，造成台站遭受雷击破坏的机率增加。为免遭雷击，大都在电源的总入口处安装SPD。SPD是指浪涌保护器，又称电涌保护器、防雷器、避雷器，用于保护用电设备免遭雷电电磁脉冲或操作过电压破坏。其避雷效果主要取决于SPD的性能指标。由于台站周围环境、条件复杂，所以合理地选用、配置、安装和严格进行SPD施工，在实际工作中往往很难做到。

对于偏远的无人值守地震台站来说，用人工拉闸的方式来避免仪器设备被雷击损坏是无法做到的。而这些精密仪器多为低电压、低功耗的昂贵设备，不论是仪器自带的电源还是传统的不间断电源，其避雷效果完全取决于SPD的状况，其隔离感应雷的级数不够而遭受雷击导致数据中断的损失和高额的修理费用时有发生。

发明内容

本发明的目的在于解决上述存在的技术问题，而提供一种能够有效避免雷击静电感应通过市电进入监测仪器设备的交直流二级隔离直流电源，从而避免雷击造成监测仪器设备损坏和数据中断。

为了实现上述目的，本发明提供的交直流二级隔离直流电源装置，包括避雷器，所述避雷器的输入端与市电连接，所述避雷器的输出端连接充电模块的输入端，所述充电模块的输出端连接第二继电器的静触点，所述第二继电器的两个动触点分别连接第一电池组和第二电池组的输入端，所述第一电池组和第二电池组的输出端分别与第三继电器的两个动触点相连，第三继电器的静触点连接稳压电路的输入端；所述第一电池组和第二电池组的输出端连接电压比较器模块的输入端，所述电压比较器模块的输出端连接微控制器模块的输入端，所述微控制器模块的输出端连接继电器驱动模块，所述继电器驱动模块的三个输出端分别连接第一继电器、第二继电器和第三继电器动作使能端，所述微控制器模块通过SPI接口连接以太网控制器，所述以太网控制器通过以太网连接远端上位机。

进一步地，所述充电模块、第一电池组和第二电池组的输出端分别连接光电隔离模块的信号输入端，所述光电隔离模块的信号输出端连接微控制器模块。

进一步地，所述第一继电器、第二继电器和第三继电器均为单线圈式磁保持继电器。

进一步地，所述电压比较器模块包括芯片LM339，芯片LM339的引脚4通过串联连接的电位器R20和电阻R11与第一电池组的正极连接，芯片LM339的引脚6串联连接的电位器R19和电阻R10与第二电池组的正极连接，芯片LM339的引脚5和7通过电阻R14拉到高电平，此高电平由电容C5进行去耦。

进一步地，所述光电隔离模块包括光耦芯片TLP521-3和触发器CD40106，所述光耦芯片TLP521-3的引脚1通过串联连接的电阻R2和二极管D7连接第一电池组的正极，光耦芯片TLP521-3的引脚2连接第一电池组的负极，光耦芯片TLP521-3的引脚3通过串联连接的电阻R1和二极管D6连接第二电池组的正极，光耦芯片TLP521-3的引脚4连接第二电池组的负极，光耦芯片TLP521-3的引脚5通过电阻R3连接充电模块输出端的正极，光耦芯片TLP521-3的引脚6连接充电模块输出端的负极，光耦芯片TLP521-3的引脚7、引脚9和引脚11均与大地连接，引脚8、引脚10和引脚12通过5.6K的电阻拉到高电平，并分别与触发器CD40106的引脚5、引脚1、引脚3连接。

进一步地，所述继电器驱动模块包括双向驱动芯片ULN2003A，所述双向驱动芯片ULN2003A的引脚14、引脚15、引脚16分别与第一继电器、第二继电器和第三继电器动作使能端连接，所述双向驱动芯片ULN2003A的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5分别与触发器CD40106的引脚2、引脚4、引脚6、引脚8、引脚10连接。

进一步地，所述微控制器模块包括型号为STC12LE5A60S2的单片机，所述STC12LE5A60S2单片机的引脚32、引脚33、引脚34分别与触发器CD40106的引脚2、引脚4、引脚6连接，所述STC12LE5A60S2单片机的引脚12、引脚13分别与所述芯片LM339的引脚1、引脚2连接。