專利名稱：便攜式消防泵超速保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種便攜式消防泵超速保護(hù)電路。

背景技術(shù)：
便攜式消防泵從蓄水池抽水用于消防滅火。由于森林中蓄水池容量的限制，在水源不足的情況下，便攜式消防泵的汽油機(jī)將在更高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，過高的轉(zhuǎn)速會產(chǎn)生額外熱量，導(dǎo)致泵和汽油機(jī)損壞。雖然已經(jīng)有很多技術(shù)措施可以使汽油機(jī)工作在預(yù)定的轉(zhuǎn)速，但考慮到生產(chǎn)成本以及在汽油機(jī)出現(xiàn)斷水的情況下降低產(chǎn)生的熱量，傳統(tǒng)的方法并不適合，而另外一些方法像速度監(jiān)視和控制等僅允許消防泵在較低的空載轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種在斷水情況下自動關(guān)閉汽油機(jī)的便攜式消防泵超速保護(hù)電路，其解決了現(xiàn)有便攜式消防泵在水源不足的情況下汽油機(jī)轉(zhuǎn)速過高導(dǎo)致泵和汽油機(jī)損壞的技術(shù)問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案 一種便攜式消防泵超速保護(hù)電路，其特殊之處在于 其包括穩(wěn)壓單元、同頻觸發(fā)單元、比較放大單元和執(zhí)行單元； 所述穩(wěn)壓單元包括限流電阻R3、濾波電容C1、穩(wěn)壓管D2和旁路電阻R4；所述濾波電容C1、穩(wěn)壓管D2和旁路電阻R4并聯(lián)后的低端接地，其高端與限流電阻R3的一端相接作為穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc，所述限流電阻R3的另一端接汽油機(jī)信號輸出端34； 所述同頻觸發(fā)單元包括限流電阻R2、二極管D3、SR觸發(fā)器U1、充電電阻R8和充電電容C2；所述SR觸發(fā)器U1的數(shù)據(jù)輸入端D接穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc，其置位端S接地，其復(fù)位端R接充電電容C2的高端，其時(shí)鐘信號端CLK通過限流電阻R2與汽油機(jī)信號輸出端34相接，其同相輸出端Q接充電電阻R8的一端，所述充電電阻R8的另一端與充電電容C2的高端相接，所述充電電容C2的低端接地，所述二極管D3的陽極接SR觸發(fā)器U1的時(shí)鐘信號端，其陰極接穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc； 所述比較放大單元包括充電電阻R9、充電電阻R10、充電電容C3、限流電阻R11、二極管D5、二極管D6、電壓比較器U2；所述充電電阻R9、充電電阻R10和充電電容C3依次串聯(lián)，所述充電電容C3的另一端接地，所述電壓比較器U2的同相輸入端通過充電電阻R9與SR觸發(fā)器U1的同相輸出端Q相接，所述電壓比較器U2的反相輸入端通過限流電阻R11與穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc相接，所述二極管D5的陰極和二極管D6的陽極相接，所述二極管D6的陰極接地，所述二極管D5的陽極與電壓比較器U2的反相輸入端相接；所述電壓比較器U2的電源端接穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc；所述電壓比較器U2的同相輸入端和輸出端之間接有反饋電阻R15； 所述執(zhí)行單元包括二極管D4、限流電阻R17、柵極電阻R16和功率管K；所述二極管D4的陽極接電壓比較器U2的輸出端，其陰極通過限流電阻R17接地；所述功率管K的柵極通過柵極電阻R16接二極管D4的陰極，其漏極接汽油機(jī)信號輸出端34，其源極接地。
上述便攜式消防泵超速保護(hù)電路還包括信號修正單元；所述信號修正單元包括正向串接在汽油機(jī)信號輸出端34的二極管D1。
上述同頻觸發(fā)單元包括快速放電單元，所述快速放電單元包括電阻R5和R6以及三極管Q，所述電阻R5的一端與SR觸發(fā)器U1的時(shí)鐘信號端CLK相連，其另一端通過電阻R6接地，所述三極管Q的集電極接充電電容C2的高端，其基極通過電阻R6接地，其發(fā)射極接地。
本實(shí)用新型所具有的有益效果 1、本實(shí)用新型通過同頻觸發(fā)單元和比較放大單元來控制功率管K的開合，實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)超頻運(yùn)行時(shí)的自動關(guān)閉，有效的保護(hù)了汽油機(jī)和泵。
2、本實(shí)用新型利用穩(wěn)壓單元從輸入信號得到的電壓驅(qū)動超速保護(hù)電路的各個元器件，不需要單獨(dú)提供穩(wěn)定電源的電路，電路結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能優(yōu)良。而且穩(wěn)壓單元可實(shí)現(xiàn)針對汽油機(jī)輸出尖峰脈沖高達(dá)250V的電壓保護(hù)。
3、本實(shí)用新型通過比較放大單元設(shè)置了一個頻率范圍接收窗口，在這個窗口允許正常工作時(shí)的最大頻率，當(dāng)正常工作條件下出現(xiàn)空載狀況導(dǎo)致汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速突然升高時(shí)，會觸發(fā)超速保護(hù)電路工作。

圖1為本實(shí)用新型超速保護(hù)電路的原理示意圖； 具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型便攜式消防泵超速保護(hù)電路包括信號修正單元、穩(wěn)壓單元、同頻觸發(fā)單元、比較放大單元和執(zhí)行單元。
信號修正單元包括正向串接在汽油機(jī)信號輸出端34的二極管D1，其用于修正汽油機(jī)的輸出信號。
穩(wěn)壓單元包括限流電阻R3、濾波電容C1、穩(wěn)壓管D2和旁路電阻R4；濾波電容C1、穩(wěn)壓管D2和旁路電阻R4并聯(lián)后的低端接地，其高端與限流電阻R3的一端相接作為穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc，限流電阻R3的另一端接汽油機(jī)信號輸出端34；由電容充電、儲能理論可知，電容C1兩端的電壓Vcc為 其中R為限流電阻R3的阻值、t為施加信號時(shí)間，U0為C1兩端初始電壓值，Us為信號電壓值。
同頻觸發(fā)單元包括限流電阻R2、二極管D3、SR觸發(fā)器U1、充電電阻R8、充電電容C2以及快速放電單元；SR觸發(fā)器U1的數(shù)據(jù)輸入端D接穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc，其置位端S接地，其復(fù)位端R接充電電容C2的高端，其時(shí)鐘信號端CLK通過限流電阻R2與汽油機(jī)信號輸出端34相接，其同相輸出端Q接充電電阻R8的一端，充電電阻R8的另一端與充電電容C2的高端相接，充電時(shí)間為t＝R8C2，充電電容C2的低端接地；二極管D3的陽極接SR觸發(fā)器U1的時(shí)鐘信號端，其陰極接穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc，用于限制觸發(fā)器U1的時(shí)鐘信號電壓；快速放電單元包括電阻R5和R6以及三極管Q，電阻R5的一端與SR觸發(fā)器U1的時(shí)鐘信號端CLK相連，其另一端通過電阻R6接地，三極管Q的集電極接充電電容C2的高端，其基極通過電阻R6接地，其發(fā)射極接地；快速放電單元加速充電電容C2放電的完成。
比較放大單元包括充電電阻R9、充電電阻R10、充電電容C3、限流電阻R11、二極管D5、二極管D6、電壓比較器U2；所述充電電阻R9、充電電阻R10和充電電容C3依次串聯(lián)，充電電容C3的另一端接地，電壓比較器U2的同相輸入端通過充電電阻R9與SR觸發(fā)器U1的同相輸出端Q相接，電壓比較器U2的反相輸入端通過限流電阻R11與穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc相接，二極管D5的陰極和二極管D6的陽極相接，二極管D6的陰極接地，二極管D5的陽極與電壓比較器U2的反相輸入端相接；電壓比較器U2的電源端接穩(wěn)壓單元的輸出端Vcc；電壓比較器U2的同相輸入端和輸出端之間接有反饋電阻R15。
執(zhí)行單元包括二極管D4、限流電阻R17、柵極電阻R16和功率管K；二極管D4的陽極接電壓比較器U2的輸出端，其陰極通過限流電阻R17接地；功率管K的柵極通過柵極電阻R16接二極管D4的陰極，其漏極接汽油機(jī)信號輸出端34，其源極接地。
本實(shí)用新型工作原理及工作過程 汽油機(jī)信號從信號輸出端34進(jìn)入超速保護(hù)電路，通過限流電阻R3為穩(wěn)壓單元提供能量，保證穩(wěn)壓單元輸出端電壓Vcc穩(wěn)定，使后面的同頻觸發(fā)單元和比較放大單元能夠正常工作。
汽油機(jī)信號同時(shí)通過限流電阻R2為同頻觸發(fā)單元提供時(shí)鐘信號，觸發(fā)器U1輸出波形的振幅與輸入信號振幅無關(guān)，但振蕩頻率與輸入信號相同，為后面的比較放大單元和執(zhí)行單元奠定基礎(chǔ)。
信號輸出端34的汽油機(jī)輸出信號頻率的升高導(dǎo)致充電電壓的身高。當(dāng)電壓比較器U2的同相輸入端電壓即充電電壓大于反相輸入端電壓基準(zhǔn)值時(shí)，電壓比較器輸出電壓，此電壓控制執(zhí)行單元的功率管K工作，汽油機(jī)信號通過功率管K的漏極端對地短路，汽油機(jī)和泵被保護(hù)。
為了防水、防塵、抗震等效果，經(jīng)過測試的電路板放入模塊盒中，進(jìn)行灌注樹脂膠。灌膠后的電路板經(jīng)過了72小時(shí)浸水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果證明，灌膠后的電路板具有非常好的防水性能。
權(quán)利要求1.一種便攜式消防泵超速保護(hù)電路，其特征在于
其包括穩(wěn)壓單元、同頻觸發(fā)單元、比較放大單元和執(zhí)行單元；
所述穩(wěn)壓單元包括限流電阻(R3)、濾波電容(C1)、穩(wěn)壓管(D2)和旁路電阻(R4)；所述濾波電容(C1)、穩(wěn)壓管(D2)和旁路電阻(R4)并聯(lián)后的低端接地，其高端與限流電阻(R3)的一端相接作為穩(wěn)壓單元的輸出端(Vcc)，所述限流電阻(R3)的另一端接汽油機(jī)信號輸出端(34)；
所述同頻觸發(fā)單元包括限流電阻(R2)、二極管(D3)、SR觸發(fā)器(U1)、充電電阻(R8)和充電電容(C2)；所述SR觸發(fā)器(U1)的數(shù)據(jù)輸入端(D)接穩(wěn)壓單元的輸出端(Vcc)，其置位端S接地，其復(fù)位端R接充電電容(C2)的高端，其時(shí)鐘信號端(CLK)通過限流電阻(R2)與汽油機(jī)信號輸出端(34)相接，其同相輸出端(Q)接充電電阻(R8)的一端，所述充電電阻(R8)的另一端與充電電容(C2)的高端相接，所述充電電容(C2)的低端接地，所述二極管(D3)的陽極接SR觸發(fā)器(U1)的時(shí)鐘信號端，其陰極接穩(wěn)壓單元的輸出端(Vcc)；
所述比較放大單元包括充電電阻(R9)、充電電阻(R10)、充電電容(C3)、限流電阻(R11)、二極管(D5)、二極管(D6)、電壓比較器(U2)；所述充電電阻(R9)、充電電阻(R10)和充電電容(C3)依次串聯(lián)，所述充電電容(C3)的另一端接地，所述電壓比較器(U2)的同相輸入端通過充電電阻(R9)與SR觸發(fā)器(U1)的同相輸出端(Q)相接，所述電壓比較器(U2)的反相輸入端通過限流電阻(R11)與穩(wěn)壓單元的輸出端(Vcc)相接，所述二極管(D5)的陰極和二極管(D6)的陽極相接，所述二極管(D6)的陰極接地，所述二極管(D5)的陽極與電壓比較器(U2)的反相輸入端相接；所述電壓比較器(U20)的電源端接穩(wěn)壓單元的輸出端(Vcc)；所述電壓比較器(U2)的同相輸入端和輸出端之間接有反饋電阻(R15)；
所述執(zhí)行單元包括二極管(D4)、限流電阻(R17)、柵極電阻(R16)和功率管(K)；所述二極管(D4)的陽極接電壓比較器(U2)的輸出端，其陰極通過限流電阻(R17)接地；所述功率管(K)的柵極通過柵極電阻(R16)接二極管(D4)的陰極，其漏極接汽油機(jī)信號輸出端(34)，其源極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式消防泵超速保護(hù)電路，其特征在于所述便攜式消防泵超速保護(hù)電路還包括信號修正單元；所述信號修正單元包括正向串接在汽油機(jī)信號輸出端(34)的二極管(D1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式消防泵超速保護(hù)電路，其特征在于所述同頻觸發(fā)單元包括快速放電單元，所述快速放電單元包括電阻(R5)和(R6)以及三極管(Q)，所述電阻(R5)的一端與SR觸發(fā)器(U1)的時(shí)鐘信號端(CLK)相連，其另一端通過電阻(R6)接地，所述三極管(Q)的集電極接充電電容(C2)的高端，其基極通過電阻(R6)接地，其發(fā)射極接地。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種便攜式消防泵超速保護(hù)電路，其包括穩(wěn)壓單元、同頻觸發(fā)單元、比較放大單元和執(zhí)行單元，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有便攜式消防泵在水源不足的情況下汽油機(jī)轉(zhuǎn)速過高導(dǎo)致泵和汽油機(jī)損壞的技術(shù)問題。本實(shí)用新型具有有效的保護(hù)了汽油機(jī)和泵，電路結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能優(yōu)良的技術(shù)效果。
文檔編號H02H7/08GK201584757SQ20092024549
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者張旭, 趙宏民, 劉志君 申請人:陜西航天動力高科技股份有限公司