一种XRT智能矿石分选设备传感器电源滤波稳压系统的制作方法

一种xrt智能矿石分选设备传感器电源滤波稳压系统
技术领域
1.本实用新型涉及智能矿石分选设备领域，尤其涉及一种xrt智能矿石分选设备传感器电源滤波稳压系统。


背景技术：

2.智能矿石分选设备是基于双能x射线透视和物质识别，利用机器视觉检测技术和神经网络算法、大数据深度学习训练等人工智能技术，对每块矿石进行准确分析和识别，采用高速气排枪精准打击，实现矿石和废石有效分离与拣选。
3.xrt智能矿石分选系统中的x射线成像探测卡和x射线图像传输卡是关键的精密电子器件之一，其能否正常工作直接关系到设备的性能及稳定。
4.智能矿石分选设备适用于选矿厂、采矿场、渣石堆放场等矿山企业及应用于冶金生产废料分拣的冶金企业。现代矿企电网中大量使用高电压、大功率的电气设备，如碎石机、提升机、风机、水泵采煤机和皮带机等，这些设备在运行过程中却带经常处于轻载状态，这会造成运行功率因数低下，与此同时，设备在启停阶段会产生大量的谐波，使得供电母线的电压产生波动。此外，在矿山供电系统中，需要进行大量的变频和整流，而起到变频和整流作用的设备一般是非线性负载，也会产生谐波。谐波的存在还会使得系统电压发生畸变。经示波器检测，在xrt智能矿石分选设备内部接触器合闸的瞬间，以及附近其他变频设备(空气压缩机、运输皮带)启动停止瞬间，x射线图像传输卡的供电输入有尖峰脉冲干扰信号。x射线成像探测卡和x射线图像传输卡的电源输入的长期持续干扰会直接影响x射线成像图像质量，对于矿石的精准识别存在极大的干扰从而对矿石分选的指标形成直接有害的影响；x射线成像探测卡和x射线图像传输卡的电源的高电压脉冲输入还可能随时导致其卡本身损坏，缩短了的x射线成像探测卡和x射线图像传输卡使用寿命。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种xrt智能矿石分选设备传感器电源滤波稳压系统，以解决供电传导干扰、浪涌干扰，提高供电质量。
6.一种xrt智能矿石分选设备传感器电源滤波稳压系统，包括双变换在线ups、前置滤波器、 ac-dc电源模块、浪涌过压保护模块；所述双变换在线ups、前置滤波器、ac-dc电源模块、浪涌过压保护模块依次连接。
7.市电接入双变换在线ups，双变换在线ups在运行器件能很好地消除来自于市电的电压波动、波形畸变、频率波动及浪涌干扰，前置滤波器对频率较高的干扰信号具有较大的衰减，可消除频率较高的干扰信号，浪涌过压保护模块设置于ac-dc电源模块与x射线成像探测卡和x射线图像传输卡之间，实现过压保护功能。
8.进一步地，所述双变换在线ups包括整流器、逆变器、蓄电池、静态开关，所述双变换在线ups从输入端至输出端依次连接有所述整流器、逆变器及静态开关，所述蓄电池连接于所述整流器的输出端；所述双变换在线ups的输入端设置有一旁路连接至所述静态开关。
9.质量较差的矿用电网首先经双变换在线ups内部的整流器变成直流稳压电源，然后再利用脉宽调制在逆变器内重新将直流电源变成纯正的高质量正弦波电源。当电网出故障或完全停电时，利用双变换在线ups内部的蓄电池组继续向逆变器提供直流能源，从而保证双变换在线 ups的逆变器电源以毫无时间中断及毫无波形扰动的正弦波电源方式继续向负载提供高质量的交流电源。双变换在线ups滤波功能由储能电池来完成。双变换在线ups内置大容量电池，其等效大容量电容器。由于电容两端的电压是不能突变，即利用电容器对脉冲的平滑特性消除了瞬时脉冲干扰，也称对干扰的屏蔽。
10.进一步地，所述前置滤波器包括电容c1～c5，共模电感l1和l2；所述前置滤波器的输入端至输出端依次跨接有电容c1、共模电感l1、电容c2、串联的电容c3和c4、共模电感l2 和电容c5；且所述电容c3和c4之间接地。
11.前置滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成，对频率较高的干扰信号有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种，因此前置滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。电容c3和c4跨接在输出端，并将电容器c3和c4的中点接地，能有效地抑制共模干扰。电容c1、c2和c5主要用来滤除差模干扰信号。
12.进一步地，所述电容c3和c4的容量范围为2200pf～0.1μf，所述电容c1、c2、c5的电容量范围为0.01μf～0.47μf，共模电感l1和l2的电感量范围为10mh～33mh。
13.进一步地，所述浪涌过压保护模块包括lt4363浪涌抑制器、电阻r1～r7、二极管d1、 mosfet、电容c7～c10及c12～c15；所述浪涌过压保护模块从输入端至输出端其正极依次与电容c7、电容c8、电容c15、电阻r4的一端及mosfet的d极连接，mosfet的s极与电阻 r3的一端、lt4363浪涌抑制器的sns引脚连接，电阻r3的另一端依次与lt4363浪涌抑制器的out引脚、电阻r1、电容c13、电容c9、电容c10的一端连接，电阻r1的另一端与lt4363 浪涌抑制器的fb引脚及电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端接地；所述浪涌过压保护模块从输入端至输出端其负极依次与电容c7、电容c8、电容c15、电容c12、二极管d1、电阻r7、电容c13、电容c9、电容c10的另一端连接；电容c12的另一端与电阻r4的另一端、二极管 d1的另一端、lt4363浪涌抑制器的shdn引脚连接，电阻r7的另一端连接lt4363浪涌抑制器的uv引脚及电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接lt4363浪涌抑制器的vcc引脚，mosfet 的g极通过电阻r5与lt4363浪涌抑制器的gate引脚连接，lt4363浪涌抑制器的tmr引脚通过电容c14接地。
14.浪涌过压保护模块的工作原理如下：lt4356浪涌抑制器具有高额定输入电压，可以处理 100v和更高的瞬态电压，并在不对自身或负载造成损坏的前提下提供低至-60v的反向输入保护。lt4363浪涌抑制器的内部设置一个箝位电压，当输入的电压大于箝位电压时，lt4363浪涌抑制器就会做出反应进入过电压保护模式，保证输出的电压不超过箝位电压，在lt4363浪涌抑制器的外部反馈引脚fb连接两个电阻，lt4363浪涌抑制器的内部结构中有一电压比较器，在lt4363浪涌抑制器内部电压比较器的正相输入端接反馈引脚fb，电压比较器的反相输入端接1.275v的基准电压，通过电压比较器正相输入端的电压与电压比较器负相输入端基准电压的比较，来控制lt4363浪涌抑制器gate引脚输出电平的高低，以此控制外部mosfet的通断。来达到保护目的。当电压比较器正相输入端的电压大于电压比较器负相输入端基准电压时，lt4363浪涌抑制器gate引脚输出低电平，与gate引脚连接的n沟道mosfet会立刻关断，实现过压保护功能。
15.有益效果
16.本实用新型提出了一种xrt智能矿石分选设备传感器电源滤波稳压系统，市电接入双变换在线ups，双变换在线ups在运行器件能很好地消除来自于市电的电压波动、波形畸变、频率波动及浪涌干扰，前置滤波器对频率较高的干扰信号具有较大的衰减，可消除频率较高的干扰信号，浪涌过压保护模块设置于ac-dc电源模块与x射线成像探测卡和x射线图像传输卡之间，实现过压保护功能。通过该电源滤波稳压系统，能解决供电传导干扰、浪涌干扰，提高供电质量，可提高xrt智能矿石分选设备成像系统图像质量、延长使用寿命。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例提供的xrt智能矿石分选设备传感器电源滤波稳压系统结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例提供的双变换在线ups电路原理图；
20.图3是本实用新型实施例提供的前置滤波器的电路原理图；
21.图4是本实用新型实施例提供的浪涌过压保护模块的电路原理图。
具体实施方式
22.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
23.本实用新型实施例提供了一种xrt智能矿石分选设备传感器电源滤波稳压系统，包括双变换在线ups 1、前置滤波器2、ac-dc电源模块3、浪涌过压保护模块4；所述双变换在线 ups 1、前置滤波器2、ac-dc电源模块3、浪涌过压保护模块4依次连接。
24.市电接入双变换在线ups 1，双变换在线ups 1在运行器件能很好地消除来自于市电的电压波动、波形畸变、频率波动及浪涌干扰，前置滤波器2对频率较高的干扰信号具有较大的衰减，可消除频率较高的干扰信号，浪涌过压保护模块4设置于ac-dc电源模块3与x射线成像探测卡和x射线图像传输卡之间，实现过压保护功能。
25.具体的，如图2所示，所述双变换在线ups 1包括整流器、逆变器、蓄电池、静态开关，所述双变换在线ups从输入端至输出端依次连接有所述整流器、逆变器及静态开关，所述蓄电池连接于所述整流器的输出端；所述双变换在线ups的输入端设置有一旁路连接至所述静态开关。
26.双变换在线ups 1是由整流器、逆变器、蓄电池等构成。市电经整流器输出电压、电流可控的直流电给蓄电池充电，使蓄电池储备电能，同时市电经整流器实现交流/直流变换后向逆变器提供直流电，逆变器实现直流/交流变换后输出恒压、恒频的交流电，对负载供电。采用了ac/dc、dc/ac双变换设计，双变换在线ups 1在运行期间能较好地消除来自于市电的电压波动、波形畸变、频率波动及浪涌干扰。
27.质量较差的矿用电网首先经双变换在线ups 1内部的整流器变成直流稳压电源，然后再利用脉宽调制在逆变器内重新将直流电源变成纯正的高质量正弦波电源。当电网出故障或完全停电时，利用双变换在线ups 1内部的蓄电池组继续向逆变器提供直流能源，从而保证双变换在线ups 1的逆变器电源以毫无时间中断及毫无波形扰动的正弦波电源方式继续向负载提供高质量的交流电源。双变换在线ups 1滤波功能由储能电池来完成。双变换在线ups 1内置大容量电池，其等效大容量电容器。由于电容两端的电压是不能突变，即利用电容器对脉冲的平滑特性消除了瞬时脉冲干扰，也称对干扰的屏蔽。
28.如图3所示，所述前置滤波器2包括电容c1～c5，共模电感l1和l2；所述前置滤波器2 的输入端至输出端依次跨接有电容c1、共模电感l1、电容c2、串联的电容c3和c4、共模电感l2和电容c5；且所述电容c3和c4之间接地。
29.前置滤波器2是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成，对频率较高的干扰信号有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种，因此前置滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。电容c3和c4跨接在输出端，并将电容c3和c4的中点接地，能有效地抑制共模干扰；电容c3和c4的电容量范围为2200pf～0.1μf，为减少漏电流，电容量不超过0.1μf。电容 c3和c4是滤除共模干扰用的电容，一般称为y电容。电容c1、c2和c5采用薄膜电容器，电容c1、c2、c5的电容量范围为0.01μf～0.47μf，主要用来滤除差模干扰信号，一般称为x电容。共模电感l1和l2一般绕制成共模扼流圈的形式，其电感量范围为10mh～33mh。这个前置滤波器抑制噪声的范围是10～10mhz。
30.如图4所示，所述浪涌过压保护模块4包括lt4363浪涌抑制器、电阻r1～r7、二极管 d1、mosfet、电容c7～c10及c12～c15；所述浪涌过压保护模块4从输入端至输出端其正极依次与电容c7、电容c8、电容c15、电阻r4的一端及mosfet的d极连接，mosfet的s极与电阻r3的一端、lt4363浪涌抑制器的sns引脚连接，电阻r3的另一端依次与lt4363浪涌抑制器的out引脚、电阻r1、电容c13、电容c9、电容c10的一端连接，电阻r1的另一端与lt4363浪涌抑制器的fb引脚及电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端接地；所述浪涌过压保护模块4从输入端至输出端其负极依次与电容c7、电容c8、电容c15、电容c12、二极管d1、电阻r7、电容c13、电容c9、电容c10的另一端连接；电容c12的另一端与电阻r4 的另一端、二极管d1的另一端、lt4363浪涌抑制器的shdn引脚连接，电阻r7的另一端连接lt4363浪涌抑制器的uv引脚及电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接lt4363浪涌抑制器的vcc引脚，mosfet的g极通过电阻r5与lt4363浪涌抑制器的gate引脚连接，lt4363浪涌抑制器的tmr引脚通过电容c14接地。
31.浪涌过压保护模块4的工作原理如下：lt4356浪涌抑制器具有高额定输入电压，可以处理100v和更高的瞬态电压，并在不对自身或负载造成损坏的前提下提供低至-60v的反向输入保护。lt4363浪涌抑制器的内部设置一个箝位电压，当输入的电压大于箝位电压时，lt4363 浪涌抑制器就会做出反应进入过电压保护模式，保证输出的电压不超过箝位电压，在lt4363 浪涌抑制器的外部反馈引脚fb连接两个电阻，lt4363浪涌抑制器的内部结构中有一电压比较器，在lt4363浪涌抑制器内部电压比较器的正相输入端接反馈引脚fb，电压比较器的反相输入端接1.275v的基准电压，通过电压比较器正相输入端的电压与电压比较器负相输入端基准电压的比较，来控制lt4363浪涌抑制器gate引脚输出电平的高低，以此控制外部mosfet 的通断。来达到保护目的。当电压比较器正相输入端的电压大于电压比较器负相输入端基准电压时，lt4363浪涌抑制器gate引脚输出低电平，与gate引脚连接的n沟
道mosfet会立刻关断，实现过压保护功能。
32.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。