CN103916012B - 一种本质安全电源转换装置 - Google Patents
一种本质安全电源转换装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103916012B CN103916012B CN201410129870.9A CN201410129870A CN103916012B CN 103916012 B CN103916012 B CN 103916012B CN 201410129870 A CN201410129870 A CN 201410129870A CN 103916012 B CN103916012 B CN 103916012B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistance
- module
- comparator
- pins
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 210000003771 C cell Anatomy 0.000 claims description 24
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一种本质安全电源转换装置，包括输入滤波模块、电压采样模块、电流采样模块、正端保护电路模块、负端保护电路模块、功率PMOS模块和功率NMOS模块；对输入非安电源进行电压电流采样，并进行双重过压过流保护处理，实现ib级等压本安电源输出。本发明与普通AC/DC电源或普通DC/DC电源组合，可以替代大部专用本安电源，可用于各种本安应用场合，可满足矿用隔爆兼本安装备的大部分本安接口供电和本安电源输出。
Description
技术领域
本发明属于矿用电源技术领域，特别是一种特别是模块化、小体积、宽范围输入、输入输出等压转换、通用性强、保护值可调节的ib级本质安全电源转换装置。
背景技术
目前煤矿中大量电气设备为矿用隔爆兼本安型，如矿用隔爆兼本安型电源、矿用隔爆兼本安型通信设备等。矿用隔爆兼本安型设备中需要进行各种非安到本安转换，往往采用各种专用的输出本安型电源进行处理。
输出本安型电源主要包括交流输入本安输出型电源和直流输入本安输出型电源两大类，每一类根据本安参数（4个）的不同又分为好多种，种类繁多而通用性不强。专用的输出本安型电源要经过专业的煤安认证，取得防爆证和煤安证才能进行销售，周期长，成本高，因此市面上的专用输出本安型电源价格远远超过普通电源；专用输出本安型电源因为要进行电压转换和隔离设计，产品体积也会相对较大，在使用数量很多时，会占用较大空间，这对隔爆兼本安型产品来说是很不利的。专用的本安型输出电源经过煤安认证后的本安参数是确定的（本安参数在防爆证上说明），不能根据实际情况进行灵活调节。
随着矿用装备技术的发展，隔爆兼本安型设备的体积要求越来越苛刻，隔爆兼本安型设备的应用场景也不断变化，专用的输出本安型电源体积较大，种类繁多，通用性不强，输出端本安参数不可调节，成本高昂，采用专用的输出本安型电源已经不能满足矿用隔爆兼本安型设备中本安转换的实际需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种本质安全电源转换装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种本质安全电源转换装置，包括输入滤波模块、电压采样模块、电流采样模块、正端保护电路模块、负端保护电路模块、功率PMOS模块、功率NMOS模块；
所述输入滤波模块并在非安输入电源正端与负端之间，电压采样模块与输入滤波模块相并联，电流采样模块串联在非安输入电源负端与功率NMOS模块的S端之间，正端保护电路模块与非安输入电源正负端相连，正端保护电路模块的第一输入端与电压采样模块相连，正端保护电路模块的第二输入端与电流采样模块相连，正端保护电路模块的输出端与功率PMOS模块的G端相连，负端保护电路模块与非安输入电源正负端相连，负端保护电路模块的第一输入端与电压采样模块相连，负端保护电路模块的第二输入端与电流采样模块相连，负端保护电路模块的输出端与功率NMOS模块的G端相连，功率PMOS模块的S端连接非安输入电源正端，功率PMOS模块的D端作为本安输出端Vout+，功率NMOS模块电流采样模块的D端作为本安输出端Vout-，非安输入电源的负端接地；
其中：
输入滤波模块对非安输入电源进行滤波处理，并将滤波后的电源信号传输给后端模块；
电压采样模块对非安输入电源进行电压采样，并将采样后的信号传输给正端保护电路模块和负端保护电路模块；其中输出电压采样信号Vs1给正端保护电路模块，输出电压采样信号Vs2给负端保护电路模块；
电流采样模块对非安输入电源进行电流采样，并将采样后的信号传输给正端保护电路模块和负端保护电路模块；其中输出电流采样信号Is1给正端保护电路模块，输出电流采样信号Is2给负端保护电路模块；
正端保护电路模块对输入的电压电流采样信号进行比较处理，输出保护控制信号到功率PMOS模块；
负端保护电路模块对输入的电压电流采样信号进行比较处理，输出保护控制信号到功率NMOS模块；
功率PMOS模块采用P沟道增强型MOS管作为电源正端的功率开关；
功率NMOS模块采用N沟道增强型MOS管作为电源负端的功率开关。
所述电压采样模块包括第一可调电位器 RP1、第二可调电位器RP2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2，第一可调电位器RP1的第2端和非安电源输入正端Vin+连接，第一可调电位器RP1的第2端同时和第一可调电位器RP1的第3端连接，第一可调电位器RP1的第1端与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第三电阻R3的一端连接，第一电阻R1的另一端同时与第一电容C1的一端连接，该端口引出电压采样信号Vs2到负端保护电路模块，第三电阻R3的另一端与非安电源输入负端Vin-连接，第一电容C1的另一端也与非安输入电源负端Vin-连接；第二可调电位器RP2的第2端和非安输入电源正端Vin+连接，第一可调电位器RP1的第2端同时和第二可调电位器RP2的第3端连接，第二可调电位器RP2的第1端与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第四电阻R4的一端连接，第二电阻R2的另一端同时与第二电容C2的一端连接，该端口引出电压采样信号Vs1到正端保护电路模块，第四电阻R4的另一端与非安输入电源负端Vin-连接，第二电容C2的另一端也与非安输入电源负端Vin-连接；
所述电流采样模块包括第五电阻R5，第五电阻R5作为采样电阻，一端连接非安输入电源负端Vin-，另一端与功率NMOS模块的S端连接，该端引出电流采样信号Is1和Is2分别到正端保护电路模块和负端保护电路模块。
功率PMOS模块包括P沟道增强型功率MOS管，型号为IRF9530N；功率NMOS模块包括N沟道增强型功率MOS管，型号为IRF530N。
正端保护电路包括相互连接的第一迟滞比较器模块、第二迟滞比较器模块、第一单稳态多谐振荡器模块和第一驱动控制模块；
所述第一迟滞比较器模块包括第六电阻R6、第九电阻R9、第十二电阻R12、第一比较器U1的B单元，第一比较器U1的型号为LM339；第一比较器U1的3管脚接非安输入电源正端Vin+，第一比较器U1的12管脚接地，输入的电压采样信号Vs1与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与第一比较器U1的6管脚连接，参考电压信号Vref1与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端与第一比较器U1的7管脚连接，第十二电阻R12的一端与第一比较器U1的7管脚连接，第十二电阻R12的另一端与第一比较器U1的1管脚连接，第一比较器U1的1管脚输出控制信号1A至第一驱动控制模块；
所述第二迟滞比较器模块包括第十四电阻R14、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第三可调电位器RP3、第一比较器U1的C单元，输入的电流采样信号Is1与第十四电阻R14的一端连接，第十四电阻R14的另一端与第一比较器U1的8管脚连接，参考电压信号Vref1与第三可调电位器RP3的1端连接，第三可调电位器RP3的2端与第三可调电位器RP3的3端连接，并连接到第一比较器U1的9管脚，第十七电阻R17一端连接到第一比较器U1的9管脚，第十七电阻R17另一端连接到第一比较器U1的14管脚，第十八电阻R18一端连接到第一比较器U1的9管脚，第十八电阻R18另一端接地，第一比较器U1的14管脚与第一迟滞比较器模块中的第一比较器U1的1管脚连接，输出控制信号1A至第一驱动控制模块；
所述第一单稳态多谐振荡器模块包括第一振荡器IC1、第十三电阻R13、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三电容C3、第二三极管T2，第一振荡器IC1型号为HEF4538BT，第二三极管T2型号为S9013，第一振荡器IC1的1、4、8、12、13、15管脚接地，第一振荡器IC1的3、16管脚接非安输入电源正端Vin+，第一振荡器IC1的3管脚同时与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第一振荡器IC1的2管脚连接，第一振荡器IC1的2管脚又与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端接地，第十六电阻R16的一端连接到第一振荡器IC1的6管脚，第十六电阻R16的另一端连接第二三极管T2的基极B端，第二三极管T2的发射极E端接地，第十三电阻R13的一端连接非安输入电源正端Vin+，第十三电阻R13的另一端连接第二三极管T2的集电极C端，第二三极管T2的集电极C端同时又与第一振荡器IC1的5管脚连接，第二三极管T2的集电极C端信号1A与第一迟滞比较器模块中的第一比较器U1的1管脚以及第二迟滞比较器模块中的第一比较器U1的14管脚相连接，并连接至第一驱动控制模块；
所述第一驱动控制模块包括第一比较器U1的A单元、第七电阻R7、第八电阻R8、第十电阻R10、第十一电阻R11，第一三极管T1、第一二极管D1，第一三极管T1型号为S9015，第一二极管D1型号为1N4148，第一比较器U1的4管脚连接参考电压信号Vref1，第一比较器U1的5管脚与第一迟滞比较器模块中的第一比较器U1的1管脚、第二迟滞比较器模块中的第一比较器U1的14管脚以及第一单稳态多谐振荡器模块中的第二三极管T2的集电极C端相连接，第一比较器U1的2管脚与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与第一三极管T1的基极B端连接，第一三极管T1的发射极E端与非安输入电源正端Vin+连接，第一三极管T1的集电极C端与第八电阻R8的一端、第十一电阻R11的一端、第十电阻R10的一端、第一二极管D1的正极P端连接到一起，第八电阻R8的另一端连接到非安输入电源正端Vin+，第十一电阻R11的另一端接地，第十电阻R10的另一端与第一二极管D1的负极N端连接，该端引出驱动控制信号SW1到功率PMOS模块的G端。
负端保护电路包括相互连接的第三迟滞比较器模块、第四迟滞比较器模块、第二单稳态多谐振荡器模块和第二驱动控制模块；
所述第三迟滞比较器模块包括第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第二十四电阻R24、第二比较器U2的B单元，第二比较器U2的型号为LM339；第二比较器U2的3管脚接非安输入电源正端Vin+，第二比较器U2的12管脚接地，输入的电压采样信号Vs2与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端与第二比较器U2的6管脚连接，参考电压信号Vref2与第二十二电阻R22的一端连接，第二十二电阻R22的另一端与第二比较器U2的7管脚连接，第二十四电阻R24的一端与第二比较器U2的7管脚连接，第二十四电阻R24的另一端与第二比较器U2的1管脚连接，第二比较器U2的1管脚输出控制信号2A至第二驱动控制模块；
第四迟滞比较器模块包括第二十六电阻R26、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第四可调电位器RP4、第二比较器U2的C单元，输入的电流采样信号Is2与第二十六电阻R26的一端连接，第二十六电阻R26的另一端与第二比较器U2的8管脚连接，参考电压信号Vref2与第四可调电位器RP4的1端连接，第四可调电位器RP4的2端与第四可调电位器RP4的3端连接，并连接到第二比较器U2的9管脚，第二十九电阻R29一端连接到第二比较器U2的9管脚，第二十九电阻R29的另一端连接到第二比较器U2的14管脚，第三十电阻R30的一端连接到第二比较器U2的9管脚，第三十电阻R30的另一端接地，第二比较器U2的14管脚与第三迟滞比较器模块中的第二比较器U2的1管脚连接，输出控制信号2A至第二驱动控制模块；
第二单稳态多谐振荡器模块包括第二振荡器IC2、第二十五电阻R25、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第四电容C4、第三三极管T3，第二振荡器IC2型号为HEF4538BT，第三三极管T3型号为S9013；第二振荡器IC2的1、4、8、12、13、15管脚接地，第二振荡器IC2的3、16管脚接非安输入电源正端Vin+，第二振荡器IC2的3管脚同时与第二十七电阻R27的一端连接，第二十七电阻R27的另一端与第二振荡器IC2的2管脚连接，第二振荡器IC2的2管脚又与第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地，第二十八电阻R28的一端连接到第二振荡器IC2的6管脚，第二十八电阻R28的另一端连接第三三极管T3的基极B端，第三三极管T3的发射极E端接地，第二十五电阻R25的一端连接非安输入电源正端Vin+，第二十五电阻R25的另一端连接第三三极管T3的集电极C端，第三三极管T3的集电极C端同时又与第二振荡器IC2的5管脚连接，第三三极管T3的集电极C端信号2A与第三迟滞比较器模块中的第二比较器U2的1管脚以及第四迟滞比较器模块中的第二比较器U2的14管脚相连接，并连接至第二驱动控制模块；
第二驱动控制模块包括第二比较器U2的A单元、第十九电阻R19、第二十一电阻R21、第二十三电阻R23、第二二极管D2，第二二极管D1型号为1N4148；第二比较器U2的4管脚连接参考电压信号Vref2，第二比较器U2的5管脚与第三迟滞比较器模块中的第二比较器U2的1管脚、第四迟滞比较器模块中的第二比较器U2的14管脚以及第二单稳态多谐振荡器模块中的第三三极管T3的集电极C端相连接，第二比较器U2的2管脚与第十九电阻R19的一端、第二十三电阻R23的一端、第二十一电阻R21的一端、第二二极管D2的负极N端连接到一起，第十九电阻R19的另一端连接到非安输入电源正端Vin+，第二十三电阻R23的另一端接地，第二十一电阻R21的另一端与第二二极管D2的正极P端连接，该端引出驱动控制信号SW2到功率NMOS模块的G端。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）本发明可实现对5V~24V范围连续直流电压的非安到本安的转换，可以满足绝大部分本安输出电压需求；2）本发明采用双重过压保护和过流保护，过压过流保护参数均可进型灵活调节，可以满足各种本安参数需求；3）本发明采用模块化设计，采用底板和2个单路保护电路扣板的组合结构，使得体积大为缩小；4）本发明与普通AC/DC电源或DC/DC电源组合，可替代大部分专用输出本安型电源，成本大为降低；在多路本安输出需求中，采用1个AC/DC电源（或DC/DC电源）+多路本发明装置，比采用多路专用输出本安型电源可节省大量成本和空间。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明的一种本质安全电源转换装置的原理框图。
图2为本发明的一种本质安全电源转换装置的电压采样模块、电流采样模块电路图。
图3为本发明的一种本质安全电源转换装置的正端保护电路模块的电路图。
图4为本发明的一种本质安全电源转换装置的负端保护电路模块的电路图。
图5为本发明的一种本质安全电源转换装置的应用场景图。
具体实施方式
结合附图1，说明本发明的一种本质安全电源转换装置的组成和原理。
本发明的一种本质安全电源转换装置，包括输入滤波模块、电压采样模块、电流采样模块、电压基准模块、正端保护电路模块、负端保护电路模块、功率PMOS模块、功率NMOS模块；
所述输入滤波模块并在非安输入电源正端与负端之间，电压采样模块位于输入滤波模块后面并与输入滤波模块并联，电流采样模块串联在非安输入电源负端与功率NMOS模块的S端之间，正端保护电路模块与电压采样模块、电流采样模块、非安输入电源正负端、功率PMOS模块均有电路连接，负端保护电路模块与电压采样模块、电流采样模块、非安输入电源正负端、功率NMOS模块均有电路连接，功率PMOS连接非安输入电源正端与本安输出正端并与正端保护电路模块有电路连接，功率NMOS连接电流采样模块的一端与本安输出负端并与负端保护电路模块有电路连接，其中：
输入滤波模块对非安输入电源进行滤波处理，为后端处理提供较干净电源信号；
电压采样模块对非安输入电源进行电压采样，提供给正端保护电路模块和负端保护电路模块进行处理；
电流采样模块对非安输入电源进行电流采样，提供给正端保护电路模块和负端保护电路模块进行处理；
正端保护电路模块对输入的电压电流采样信号进行比较处理，输出保护控制信号到功率PMOS模块；
负端保护电路模块对输入的电压电流采样信号进行比较处理，输出保护控制信号到功率NMOS模块；
功率PMOS模块采用P沟道增强型MOS管作为电源正端的功率开关；
功率NMOS模块采用N沟道增强型MOS管作为电源负端的功率开关；
非安输入电源先经过输入滤波模块进行电源滤波处理，然后进行电压采样和电流采样。电压采样模块并在输入滤波模块后面，电压采样模块输出电压采样信号Vs1到正端保护电路，电压采样模块输出电压采样信号Vs2到负端保护电路；电流采样模块串在非安输入电源负端Vin-与功率NMOS模块S端之间，电流采样模块输出电流采样信号Is1到正端保护电路，电流采样模块输出电流采样信号Is2到负端保护电路。正端保护电路和负端保护电路均采用非安输入电源Vin+和Vin-供电。正端保护电路对电压采样信号Vs1和电流采样信号Is1进行处理并输出保护控制信号SW1到功率PMOS模块G端，控制功率PMOS模块开关，功率PMOS模块的D端连接非安输入电源正端Vin+，功率PMOS模块的S端连接本安输出正端Vout+，作为正端的功率开关；负端保护电路对电压采样信号Vs2和电流采样信号Is2进行处理并输出控制信号SW2到功率NMOS模块G端，控制功率NMOS模块开关；功率NMOS模块的D端连接本安输出负端Vout-，功率PMOS模块的S端连接电流采样模块的一端，作为负端的功率开关。正端和负端双重的过压过流保护实现ib级的本安输出。
所述输入滤波模块可采用电解电容和瓷片电容并联的方式进行滤波处理。
结合附图2说明，说明电压采样模块、电流采样模块的组成和工作原理。
所述的电压采样模块包括第一可调电位器 RP1、第二可调电位器RP2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2，第一可调电位器RP1的第2端和非安电源输入正端Vin+连接，第一可调电位器RP1的第2端同时和第一可调电位器RP1的第3端连接，第一可调电位器RP1的第1端与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第三电阻R3的一端连接，第一电阻R1的另一端同时与第一电容C1的一端连接，并引出电压采样信号Vs2到负端保护电路模块，第三电阻R3的另一端与非安电源输入负端Vin-连接，第一电容C1的另一端也与非安电源输入负端Vin-连接；第二可调电位器RP2的第2端和非安电源输入正端Vin+连接，第一可调电位器RP1的第2端同时和第二可调电位器RP2的第3端连接，第二可调电位器RP2的第1端与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第四电阻R4的一端连接，第二电阻R2的另一端同时与第二电容C2的一端连接，并引出电压采样信号Vs1到正端保护电路模块，第四电阻R4的另一端与非安电源输入负端Vin-连接，第二电容C2的另一端也与非安电源输入负端Vin-连接；
电压采样模块要进行双重电压采样，以配合后端的双重过压保护处理。第一可调电位器RP1与第一电阻R1、第三电阻R3串联，并在非安输入电源端，进行电压采样，第一电阻R1与第三电阻R3连接处引出采样电压信号Vs2，第一可调电阻用于调节电压采样值，第一电容C1用于对输出电压采样值进行滤波，电压采样值Vs2输出到负端保护电路模块。第二可调电位器RP2与第一电阻R2、第四电阻R4串联，并在非安输入电源端，进行电压采样，第二电阻R2与第四电阻R4连接处引出采样电压信号Vs1，第一可调电阻用于调节电压采样值。第二电容C2用于对输出电压采样值进行滤波，电压采样值Vs1输出到正端保护电路模块。
所述的电流采样模块包括第五电阻R5，第五电阻R5作为采样电阻，一端连接非安电源输入负端Vin-，另一端与功率NMOS模块的S端连接，并引出电流采样信号Is1和Is2分别到正端保护电路模块和负端保护电路模块。
第五电阻R5用作采样电阻，串联在非安输入电源负端Vin-与功率NMOS模块的S端之间，回路电流在第五电阻R5 与功率NMOS模块的S端连接处转换为电压信号，称为电流采样信号，把这个电流采样信号引出两路Is1和Is2，分别连接到正端保护电路模块和负端保护电路模块，以配合双重过流保护处理。
所述的功率PMOS模块可采用P沟道增强型功率MOS管IRF9530N，作为电源正端功率开关，功率NMOS模块可采用N沟道增强型功率MOS管IRF530N，作为电源负端功率开关。
结合附图3、附图4和附图5，说明正端保护电路模块的组成和工作原理。
所述的正端保护电路包括第一迟滞比较器模块、第二迟滞比较器模块、第一单稳态多谐振荡器模块和第一驱动控制模块。第一迟滞比较器模块、第二迟滞比较器模块可采用四路电压比较器LM339实现，第一单稳态多谐振荡器模块可采用HEF4538BT实现。
所述的第一电压基准模块可采用精密并联稳压器LM336来实现，参考电压为Vref1。
第一迟滞比较器模块包括第六电阻R6、第九电阻R9、第十二电阻R12、第一比较器U1的B单元，第一比较器U1的型号为LM339。第一比较器U1的3管脚接非安输入电源正端Vin+，第一比较器U1的12管脚接地（非安输入电源负端Vin-），输入的电压采样信号Vs1与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与第一比较器U1的6管脚连接，参考电压信号Vref1与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端与第一比较器U1的7管脚连接，第十二电阻R12的一端与第一比较器U1的7管脚连接，第十二电阻R12的另一端与第一比较器U1的1管脚连接，第一比较器U1的1管脚输出控制信号1A至第一驱动控制模块。
第二迟滞比较器模块包括第十四电阻R14、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第三可调电位器RP3、第一比较器U1的C单元，输入的电流采样信号Is1与第十四电阻R14的一端连接，第十四电阻R14的另一端与第一比较器U1的8管脚连接，参考电压信号Vref1与第三可调电位器RP3的1端连接，第三可调电位器RP3的2端与第三可调电位器RP3的3端连接，并连接到第一比较器U1的9管脚，第十七电阻R17一端连接到第一比较器U1的9管脚，第十七电阻R17另一端连接到第一比较器U1的14管脚，第十八电阻R18一端连接到第一比较器U1的9管脚，第十八电阻R18另一端接地。第一比较器U1的14管脚与第一迟滞比较器模块中的第一比较器U1的1管脚连接，输出控制信号1A与至第一驱动控制模块。
第一单稳态多谐振荡器模块包括第一振荡器IC1、第十三电阻R13、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三电容C3、第二三极管T2，第一振荡器IC1型号为HEF4538BT，第二三极管T2型号为S9013。第一振荡器IC1的1、4、8、12、13、15管脚接地，第一振荡器IC1的3、16管脚接非安输入电源正端Vin+，第一振荡器IC1的3管脚同时与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第一振荡器IC1的2管脚连接，第一振荡器IC1的2管脚又与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端接地。第十六电阻R16的一端连接到第一振荡器IC1的6管脚，第十六电阻R16的另一端连接第二三极管T2的基极B端，第二三极管T2的发射极E端接地，第十三电阻R13的一端连接非安输入电源正端Vin+，第十三电阻R13的另一端连接第二三极管T2的集电极C端，第二三极管T2的集电极C端同时又与第一振荡器IC1的5管脚连接。第二三极管T2的集电极C端信号1A与第一迟滞比较器模块中的第一比较器U1的1管脚以及第二迟滞比较器模块中的第一比较器U1的14管脚相连接，并连接至第一驱动控制模块。
第一驱动控制模块包括第一比较器U1的A单元，第七电阻R7、第八电阻R8、第十电阻R10、第十一电阻R11，第一三极管T1、第一二极管D1，第一三极管T1型号为S9015，第一二极管D1型号为1N4148。第一比较器U1的4管脚连接参考电压信号Vref1，第一比较器U1的4管脚与第一迟滞比较器模块中的第一比较器U1的1管脚、第二迟滞比较器模块中的第一比较器U1的14管脚以及第一单稳态多谐振荡器模块中的第二三极管T2的集电极C端相连接，第一比较器U1的2管脚与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与第一三极管T1的基极B端连接，第一三极管T1的发射极E端与非安输入电源正端Vin+连接，第一三极管T1的集电极C端与第八电阻R8的一端、第十一电阻R11的一端、第十电阻R10的一端、第一二极管D1的正极P端连接到一起，第八电阻R8的另一端连接到非安输入电源正端Vin+，第十一电阻R11的另一端接地，第十电阻R10的另一端与第一二极管D1的负极N端连接，并引出驱动控制信号SW1到功率PMOS模块的G端。
第一迟滞比较器模块中，第六电阻R6为第一比较器U1的Ｂ单元的输入平衡电阻，第十二电阻R12与第九电阻R9一起，实现迟滞比较功能。第一比较器U1的Ｂ单元负输入端的电压采样信号Vs1与正输入端的迟滞参考值进行比较，如果Vs1超过迟滞参考值，第一比较器U1的Ｂ单元管脚1输出负电平，如果Vs1低于迟滞参考值，第一比较器U1的Ｂ单元管脚1输出高阻（集电极开路）。通过调节电压采样模块中的第一可调电位器RP1，可以调节电压采样信号Vs1，从而改变过压保护值。
第二迟滞比较器模块中，第十四电阻R14为第一比较器U1的C单元的输入平衡电阻，电流采样信号Is1输入到第一比较器U1的C单元的负输入端，参考电压Vref1经第三可调电位器RP3和第十八电阻R18分压连接到第一比较器U1的C单元的正输入端，并和第十七电阻R17形成迟滞比较功能，如果采样电流信号Is1超过迟滞参考值，第一比较器U1的C单元管脚14输出负电平，如果Is1低于迟滞参考值，第一比较器U1的C单元管脚14输出高阻（集电极开路）。第三可调电位器RP3和第十八电阻R18分压的目的一个是尽量降低采样电阻的阻值，改善负载效应，另一个是通过调节第三可调电位器RP3可以调节迟滞比较参考值，从而调节过流保护值。
第一单稳态多谐振荡器模块中，第一振荡器IC1的3管脚连接到高电平使复位信号无效，第一振荡器IC1的4管脚连接到低电平使上跳沿触发端无效，第一振荡器IC1的5管脚触发信号1A有效。在第一振荡器IC1的5管脚1A端检测到下跳沿时，第一振荡器IC1的6管脚1Q端输出一个高电平脉冲，1Q端为高电平时，第二三极管T2导通，从而使第二三极管T2的集电极Ｃ端的1A信号持续一个低电平脉冲，脉冲时间宽度由第十五电阻R15和第三电容C3确定。在第一振荡器IC1的5管脚1A端没有检测到下跳沿时，第一振荡器IC1的6管脚1Q端输出低电平，第二三极管T2保持截止。
第一迟滞比较器模块的第一比较器U1的B单元输出端和第二迟滞比较器模块的第一比较器U1的C单元输出端相连接，合成一个有效控制信号1A，分别连接到第一驱动控制模块的第一比较器U1的A单元的正输入端和第一单稳态多谐振荡器模块的第二三极管T2的集电极C端。
在正常情况下，第一迟滞比较器模块的第一比较器U1的B单元输出端和第二迟滞比较器模块的第一比较器U1的C单元输出端均输出高阻，1A端由第一单稳态多谐振荡器模块中的第十三电阻R13上拉到高电平。第一驱动控制模块中，1A端信号与参考电压Vref1比较，1A端为高电平时，第一比较器U1的A单元输出高阻，第一三级管T1截止，第八电阻R8和第十一电阻R11分压产生驱动控制信号SW1，使功率PMOS模块的S端和G端产生足够的正向压降，从而使功率PMOS模块导通。
在过压情况下，第一迟滞比较器模块的第一比较器U1的B单元输出端输出低电平到1A端，在过流情况下，第二迟滞比较器模块的第一比较器U1的C单元输出端输出低电平到1A端，第一驱动控制模块中，1A端信号与参考电压Vref1比较，1A端为低电平时，第一比较器U1的A单元输出低电平，第一三极管T1导通，驱动控制信号SW1为非安输入电源电压Vin+，使功率PMOS模块的S端和G端压降为0，从而使功率PMOS模块关断。第十电阻R10为缓启用电阻，第一二极管D1用于关断时快速关断。
电压采样模块为并联采样，且位于功率PMOS模块和功率NMOS模块之前，无论功率开关导通还是关断，均不影响电压采样。电流采样模块为串联采样，在过流情况下，过流保护动作会频繁发生。第一单稳态多谐振荡器模块通过产生脉冲延时巧妙降低动作频率，实现有效过流保护。在正常情况下，1A端由第十三电阻R13上拉到高电平，在过流情况下，第二迟滞比较器模块的第一比较器U1的C单元输出端输出低电平到1A端，1A端出现下跳沿信号，第一单稳态多谐振荡器模块的第一振荡器IC1的6管脚1Q端输出一个高电平脉冲，1A端为高电平时，第二三极管T2导通，从而使1A端持续一个低电平脉冲，在该脉冲宽度时间内，1A端保持为低电平，功率PMOS模块保持关断，等该脉冲宽度时间过去后，第一振荡器IC1释放对1A端的控制，重新进行检测。
所述的负端保护电路包括第三迟滞比较器模块、第四迟滞比较器模块、第二单稳态多谐振荡器模块和第二驱动控制模块。第三迟滞比较器模块、第四迟滞比较器模块采用四路电压比较器LM339实现，第二单稳态多谐振荡器模块采用HEF4538BT实现。
所述的第二电压基准模块可采用精密并联稳压器LM336来实现，参考电压为Vref2。
第三迟滞比较器模块包括第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第二十四电阻R24、第二比较器U2的B单元，第二比较器U2的型号为LM339。第二比较器U2的3管脚接非安输入电源正端Vin+，第二比较器U2的12管脚接地（非安输入电源负端Vin-），输入的电压采样信号Vs2与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端与第二比较器U2的6管脚连接，参考电压信号Vref2与第二十二电阻R22的一端连接，第二十二电阻R22的另一端与第二比较器U2的7管脚连接，第二十四电阻R24的一端与第二比较器U2的7管脚连接，第二十四电阻R24的另一端与第二比较器U2的1管脚连接，第二比较器U2的1管脚输出控制信号2A至第二驱动控制模块。
第四迟滞比较器模块包括第二十六电阻R26、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第四可调电位器RP4、第二比较器U2的C单元，输入的电流采样信号Is2与第二十六电阻R26的一端连接，第二十六电阻R26的另一端与第二比较器U2的8管脚连接，参考电压信号Vref2与第四可调电位器RP4的1端连接，第四可调电位器RP4的2端与第四可调电位器RP4的3端连接，并连接到第二比较器U2的9管脚，第二十九电阻R29一端连接到第二比较器U2的9管脚，第二十九电阻R29的另一端连接到第二比较器U2的14管脚，第三十电阻R30的一端连接到第二比较器U2的9管脚，第三十电阻R30的另一端接地。第二比较器U2的14管脚与第三迟滞比较器模块中的第二比较器U2的1管脚连接，输出控制信号2A与至第二驱动控制模块。
第二单稳态多谐振荡器模块包括第二振荡器IC2、第二十五电阻R25、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第四电容C4、第三三极管T3，第二振荡器IC2型号为HEF4538BT，第三三极管T3型号为S9013。第二振荡器IC2的1、4、8、12、13、15管脚接地，第二振荡器IC2的3、16管脚接非安输入电源正端Vin+，第二振荡器IC2的3管脚同时与第二十七电阻R27的一端连接，第二十七电阻R27的另一端与第二振荡器IC2的2管脚连接，第二振荡器IC2的2管脚又与第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地。第二十八电阻R28的一端连接到第二振荡器IC2的6管脚，第二十八电阻R28的另一端连接第三三极管T3的基极B端，第三三极管T3的发射极E端接地，第二十五电阻R25的一端连接非安输入电源正端Vin+，第二十五电阻R25的另一端连接第三三极管T3的集电极C端，第三三极管T3的集电极C端同时又与第二振荡器IC2的5管脚连接。第三三极管T3的集电极C端信号1A与第三迟滞比较器模块中的第二比较器U2的1管脚以及第四迟滞比较器模块中的第二比较器U2的14管脚相连接，并连接至第二驱动控制模块。
第二驱动控制模块包括第二比较器U2的A单元，第十九电阻R19、第二十一电阻R21、第二十三电阻R23、第二二极管D2，第二二极管D1型号为1N4148。第二比较器U2的4管脚连接参考电压信号Vref2，第二比较器U2的5管脚与第三迟滞比较器模块中的第二比较器U2的1管脚、第四迟滞比较器模块中的第二比较器U2的14管脚以及第二单稳态多谐振荡器模块中的第三三极管T3的集电极C端相连接，第二比较器U2的2管脚与第十九电阻R19的一端、第二十三电阻R23的一端、第二十一电阻R21的一端、第二二极管D2的负极N端连接到一起，第十九电阻R19的另一端连接到非安输入电源正端Vin+，第二十三电阻R23的另一端接地，第二十一电阻R21的另一端与第二二极管D2的正极P端连接，并引出驱动控制信号SW2到功率NMOS模块的G端。
第三迟滞比较器模块中，第二十电阻R20为第一比较器U2的Ｂ单元的输入平衡电阻，第十二电阻R24与第九电阻R22一起，实现迟滞比较功能。第二比较器U2的Ｂ单元负输入端的电压采样信号Vs2与正输入端的迟滞参考值进行比较，如果Vs2超过迟滞参考值，第二比较器U2的Ｂ单元管脚1输出负电平，如果Vs2低于迟滞参考值，第二比较器U2的Ｂ单元管脚1输出高阻（集电极开路）。通过调节电压采样模块中的第二可调电位器RP2，可以调节电压采样信号Vs2，从而改变过压保护值。
第四迟滞比较器模块中，第二十六电阻R26为第二比较器U2的C单元的输入平衡电阻，电流采样信号Is2输入到第二比较器U2的C单元的负输入端，参考电压Vref2经第四可调电位器RP4和第三十电阻R30分压连接到第二比较器U2的C单元的正输入端，并和第二十九电阻R29形成迟滞比较功能，如果采样电流信号Is2超过迟滞参考值，第二比较器U2的C单元管脚14输出负电平，如果Is2低于迟滞参考值，第二比较器U2的C单元管脚14输出高阻（集电极开路）。第四可调电位器RP4和第三十电阻R30分压的目的一个是尽量降低采样电阻的阻值，改善负载效应，另一个是通过调节第四可调电位器RP4可以调节迟滞比较参考值，从而调节过流保护值。
第二单稳态多谐振荡器模块中，第二振荡器IC2的3管脚连接到高电平使复位信号无效，第一振荡器IC1的4管脚连接到低电平使上跳沿触发端无效，第二振荡器IC2的5管脚触发信号2A有效。在第二振荡器IC2的5管脚2A端检测到下跳沿时，第二振荡器IC2的6管脚2Q端输出一个高电平脉冲，2Q端为高电平时，第三三极管T3导通，从而使第三三极管T3的集电极Ｃ端的2A信号持续一个低电平脉冲，脉冲时间宽度由第二十七电阻R27和第四电容C4确定。在第二振荡器IC2的5管脚2A端没有检测到下跳沿时，第二振荡器IC2的6管脚2Q端输出低电平，第三三极管T3保持截止。
第三迟滞比较器模块的第二比较器U2的B单元输出端和第四迟滞比较器模块的第二比较器U2的C单元输出端相连接，合成一个有效控制信号2A，分别连接到第二驱动控制模块的第二比较器U2的A单元的正输入端和第二单稳态多谐振荡器模块的第三三极管T3的集电极C端。
在正常情况下，第三迟滞比较器模块的第二比较器U2的B单元输出端和第四迟滞比较器模块的第二比较器U2的C单元输出端均输出高阻，2A端由第二单稳态多谐振荡器模块中的第二十五电阻R25上拉到高电平。第二驱动控制模块中，2A端信号与参考电压Vref2比较，2A端为高电平时，第二比较器U2的A单元输出高阻，第十九电阻R19和第二十三电阻R23分压产生驱动控制信号SW1，使功率NMOS模块的G端和S端产生足够的正向压降，从而使功率NMOS模块导通。
在过压情况下，第三迟滞比较器模块的第二比较器U2的B单元输出端输出低电平到2A端，在过流情况下，第四迟滞比较器模块的第二比较器U2的C单元输出端输出低电平到2A端，第二驱动控制模块中，2A端信号与参考电压Vref2比较，2A端为低电平时，第二比较器U2的A单元输出低电平，即驱动控制信号SW2为低电平，使功率NMOS模块的G端和S端压降为0，从而使功率NMOS模块关断。第二十一电阻R21为缓启用电阻，第二二极管D2用于关断时快速关断。
电压采样模块为并联采样，且位于功率PMOS模块和功率NMOS模块之前，无论功率开关导通还是关断，均不影响电压采样。电流采样模块为串联采样，在过流情况下，过流保护动作会频繁发生。第二单稳态多谐振荡器模块通过产生脉冲延时巧妙降低动作频率，实现有效过流保护。在正常情况下，2A端由第二十五电阻R25上拉到高电平，在过流情况下，第四迟滞比较器模块的第二比较器U2的C单元输出端输出低电平到2A端，2A端出现下跳沿信号，第二单稳态多谐振荡器模块的第二振荡器IC2的6管脚2Q端输出一个高电平脉冲，2A端为高电平时，第三三极管T3导通，从而使2A端持续一个低电平脉冲，在该脉冲宽度时间内，2A端保持为低电平，功率PMOS模块保持关断，等该脉冲宽度时间过去后，第二振荡器IC2释放对2A端的控制，重新进行检测。
正端保护电路模块和负端保护电路模块是保护处理的核心，除了驱动控制模块有差别外，其它部分均相同，可采用兼容设计，并可将正端保护电路模块和负端电路保护模块，设计成独立的扣板，其它部分可以设计为底板，采用底板+双扣板的结构，实现模块化小体积设计。
由上可知，本发明的一种本质安全电源转换装置，特别是模块化、小体积、宽范围输入、输入输出等压转换、通用性强、保护值可调节的ib级本安转换装置，可较好地满足矿用隔爆兼本安设备的实际需求。
Claims (5)
1.一种本质安全电源转换装置，其特征在于，包括输入滤波模块、电压采样模块、电流采样模块、正端保护电路模块、负端保护电路模块、功率PMOS模块、功率NMOS模块；
所述输入滤波模块并在非安输入电源正端与负端之间，电压采样模块与输入滤波模块相并联，电流采样模块串联在非安输入电源负端Vin-与功率NMOS模块的S端之间，正端保护电路模块与非安输入电源正负端相连，正端保护电路模块的第一输入端与电压采样模块相连，正端保护电路模块的第二输入端与电流采样模块相连，正端保护电路模块的输出端与功率PMOS模块的G端相连，负端保护电路模块与非安输入电源正负端相连，负端保护电路模块的第一输入端与电压采样模块相连，负端保护电路模块的第二输入端与电流采样模块相连，负端保护电路模块的输出端与功率NMOS模块的G端相连，功率PMOS模块的S端连接非安输入电源正端Vin+，功率PMOS模块的D端作为本安输出端Vout+，电流采样模块的D端作为本安输出端Vout-，非安输入电源的负端接地；
其中：
输入滤波模块对非安输入电源进行滤波处理，并将滤波后的电源信号传输给后端模块；
电压采样模块对非安输入电源进行电压采样，并将采样后的信号传输给正端保护电路模块和负端保护电路模块；其中输出电压采样信号Vs1给正端保护电路模块，输出电压采样信号Vs2给负端保护电路模块；
电流采样模块对非安输入电源进行电流采样，并将采样后的信号传输给正端保护电路模块和负端保护电路模块；其中输出电流采样信号Is1给正端保护电路模块，输出电流采样信号Is2给负端保护电路模块；
正端保护电路模块对输入的电压电流采样信号进行比较处理，输出保护控制信号到功率PMOS模块；
负端保护电路模块对输入的电压电流采样信号进行比较处理，输出保护控制信号到功率NMOS模块；
功率PMOS模块采用P沟道增强型MOS管作为电源正端的功率开关；
功率NMOS模块采用N沟道增强型MOS管作为电源负端的功率开关。
2.根据权利要求1所述的本质安全电源转换装置，其特征在于，电压采样模块包括第一可调电位器(RP1)、第二可调电位器(RP2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)、第二电容(C2)，第一可调电位器(RP1)的第2端和非安电源输入正端Vin+连接，第一可调电位器(RP1)的第2端同时和第一可调电位器(RP1)的第3端连接，第一可调电位器(RP1)的第1端与第一电阻(R1)的一端连接，第一电阻(R1)的另一端与第三电阻(R3)的一端连接，第一电阻(R1)的另一端同时与第一电容(C1)的一端连接，第一电阻(R1)与第一电容(C1)的连接端端口引出电压采样信号Vs2到负端保护电路模块，第三电阻(R3)的另一端与非安电源输入负端Vin-连接，第一电容(C1)的另一端也与非安输入电源负端Vin-连接；第二可调电位器(RP2)的第2端和非安输入电源正端Vin+连接，第一可调电位器(RP1)的第2端同时和第二可调电位器(RP2)的第3端连接，第二可调电位器(RP2)的第1端与第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端与第四电阻(R4)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端同时与第二电容(C2)的一端连接，第二电阻(R2)与第二电容(C2)的连接端端口引出电压采样信号Vs1到正端保护电路模块，第四电阻(R4)的另一端与非安输入电源负端Vin-连接，第二电容(C2)的另一端也与非安输入电源负端Vin-连接；
所述电流采样模块包括第五电阻(R5)，第五电阻(R5)作为采样电阻，一端连接非安输入电源负端Vin-，另一端与功率NMOS模块的S端连接，该端引出电流采样信号Is1和Is2分别到正端保护电路模块和负端保护电路模块。
3.根据权利要求1所述的本质安全电源转换装置，其特征在于，功率PMOS模块包括P沟道增强型功率MOS管，型号为IRF9530N；功率NMOS模块包括N沟道增强型功率MOS管，型号为IRF530N。
4.根据权利要求1所述的本质安全电源转换装置，其特征在于，正端保护电路模块包括相互连接的第一迟滞比较器模块、第二迟滞比较器模块、第一单稳态多谐振荡器模块和第一驱动控制模块；
所述第一迟滞比较器模块包括第六电阻(R6)、第九电阻(R9)、第十二电阻(R12)、第一比较器(U1)的B单元，第一比较器(U1)的型号为LM339；第一比较器(U1)的3管脚接非安输入电源正端Vin+，第一比较器(U1)的12管脚接地，输入的电压采样信号Vs1与第六电阻(R6)的一端连接，第六电阻(R6)的另一端与第一比较器(U1)的6管脚连接，参考电压信号Vref1与第九电阻(R9)的一端连接，第九电阻(R9)的另一端与第一比较器(U1)的7管脚连接，第十二电阻(R12)的一端与第一比较器(U1)的7管脚连接，第十二电阻(R12)的另一端与第一比较器(U1)的1管脚连接，第一比较器(U1)的1管脚输出控制信号1A至第一驱动控制模块；
所述第二迟滞比较器模块包括第十四电阻(R14)、第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)、第三可调电位器(RP3)、第一比较器(U1)的C单元，输入的电流采样信号Is1与第十四电阻(R14)的一端连接，第十四电阻(R14)的另一端与第一比较器(U1)的8管脚连接，参考电压信号Vref1与第三可调电位器(RP3)的1端连接，第三可调电位器(RP3)的2端与第三可调电位器(RP3)的3端连接，并连接到第一比较器(U1)的9管脚，第十七电阻(R17)一端连接到第一比较器(U1)的9管脚，第十七电阻(R17)另一端连接到第一比较器(U1)的14管脚，第十八电阻(R18)一端连接到第一比较器(U1)的9管脚，第十八电阻(R18)另一端接地，第一比较器(U1)的14管脚与第一迟滞比较器模块中的第一比较器(U1)的1管脚连接，输出控制信号1A至第一驱动控制模块；
所述第一单稳态多谐振荡器模块包括第一振荡器(IC1)、第十三电阻(R13)、第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第三电容(C3)、第二三极管(T2)，第一振荡器(IC1)型号为HEF4538BT，第二三极管(T2)型号为S9013，第一振荡器(IC1)的1、4、8、12、13、15管脚接地，第一振荡器(IC1)的3、16管脚接非安输入电源正端Vin+，第一振荡器(IC1)的3管脚同时与第十五电阻(R15)的一端连接，第十五电阻(R15)的另一端与第一振荡器(IC1)的2管脚连接，第一振荡器(IC1)的2管脚又与第三电容(C3)的一端连接，第三电容(C3)的另一端接地，第十六电阻(R16)的一端连接到第一振荡器(IC1)的6管脚，第十六电阻(R16)的另一端连接第二三极管(T2)的基极B端，第二三极管(T2)的发射极E端接地，第十三电阻(R13)的一端连接非安输入电源正端Vin+，第十三电阻(R13)的另一端连接第二三极管(T2)的集电极C端，第二三极管(T2)的集电极C端同时又与第一振荡器(IC1)的5管脚连接，第二三极管(T2)的集电极C端信号1A与第一迟滞比较器模块中的第一比较器(U1)的1管脚以及第二迟滞比较器模块中的第一比较器(U1)的14管脚相连接，并连接至第一驱动控制模块；
所述第一驱动控制模块包括第一比较器(U1)的A单元、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)，第一三极管(T1)、第一二极管(D1)，第一三极管(T1)型号为S9015，第一二极管(D1)型号为1N4148，第一比较器(U1)的4管脚连接参考电压信号Vref1，第一比较器(U1)的5管脚与第一迟滞比较器模块中的第一比较器(U1)的1管脚、第二迟滞比较器模块中的第一比较器(U1)的14管脚以及第一单稳态多谐振荡器模块中的第二三极管(T2)的集电极C端相连接，第一比较器(U1)的2管脚与第七电阻(R7)的一端连接，第七电阻(R7)的另一端与第一三极管(T1)的基极B端连接，第一三极管(T1)的发射极E端与非安输入电源正端Vin+连接，第一三极管(T1)的集电极C端与第八电阻(R8)的一端、第十一电阻(R11)的一端、第十电阻(R10)的一端、第一二极管(D1)的正极P端连接到一起，第八电阻(R8)的另一端连接到非安输入电源正端Vin+，第十一电阻(R11)的另一端接地，第十电阻(R10)的另一端与第一二极管(D1)的负极N端连接，该端引出驱动控制信号SW1到功率PMOS模块的G端。
5.根据权利要求1所述的本质安全电源转换装置，其特征在于，负端保护电路模块包括相互连接的第三迟滞比较器模块、第四迟滞比较器模块、第二单稳态多谐振荡器模块和第二驱动控制模块；
所述第三迟滞比较器模块包括第二十电阻(R20)、第二十二电阻(R22)、第二十四电阻(R24)、第二比较器(U2)的B单元，第二比较器(U2)的型号为LM339；第二比较器(U2)的3管脚接非安输入电源正端Vin+，第二比较器(U2)的12管脚接地，输入的电压采样信号Vs2与第二十电阻(R20)的一端连接，第二十电阻(R20)的另一端与第二比较器(U2)的6管脚连接，参考电压信号Vref2与第二十二电阻(R22)的一端连接，第二十二电阻(R22)的另一端与第二比较器(U2)的7管脚连接，第二十四电阻(R24)的一端与第二比较器(U2)的7管脚连接，第二十四电阻(R24)的另一端与第二比较器(U2)的1管脚连接，第二比较器(U2)的1管脚输出控制信号2A至第二驱动控制模块；
第四迟滞比较器模块包括第二十六电阻(R26)、第二十九电阻(R29)、第三十电阻(R30)、第四可调电位器(RP4)、第二比较器(U2)的C单元，输入的电流采样信号Is2与第二十六电阻(R26)的一端连接，第二十六电阻(R26)的另一端与第二比较器(U2)的8管脚连接，参考电压信号Vref2与第四可调电位器(RP4)的1端连接，第四可调电位器(RP4)的2端与第四可调电位器(RP4)的3端连接，并连接到第二比较器(U2)的9管脚，第二十九电阻(R29)一端连接到第二比较器(U2)的9管脚，第二十九电阻(R29)的另一端连接到第二比较器(U2)的14管脚，第三十电阻(R30)的一端连接到第二比较器(U2)的9管脚，第三十电阻(R30)的另一端接地，第二比较器(U2)的14管脚与第三迟滞比较器模块中的第二比较器(U2)的1管脚连接，输出控制信号2A至第二驱动控制模块；
第二单稳态多谐振荡器模块包括第二振荡器(IC2)、第二十五电阻(R25)、第二十七电阻(R27)、第二十八电阻(R28)、第四电容(C4)、第三三极管(T3)，第二振荡器(IC2)型号为HEF4538BT，第三三极管(T3)型号为S9013；第二振荡器(IC2)的1、4、8、12、13、15管脚接地，第二振荡器(IC2)的3、16管脚接非安输入电源正端Vin+，第二振荡器(IC2)的3管脚同时与第二十七电阻(R27)的一端连接，第二十七电阻(R27)的另一端与第二振荡器(IC2)的2管脚连接，第二振荡器(IC2)的2管脚又与第四电容(C4)的一端连接，第四电容(C4)的另一端接地，第二十八电阻(R28)的一端连接到第二振荡器(IC2)的6管脚，第二十八电阻(R28)的另一端连接第三三极管(T3)的基极B端，第三三极管(T3)的发射极E端接地，第二十五电阻(R25)的一端连接非安输入电源正端Vin+，第二十五电阻(R25)的另一端连接第三三极管(T3)的集电极C端，第三三极管(T3)的集电极C端同时又与第二振荡器(IC2)的5管脚连接，第三三极管(T3)的集电极C端信号2A与第三迟滞比较器模块中的第二比较器(U2)的1管脚以及第四迟滞比较器模块中的第二比较器(U2)的14管脚相连接，并连接至第二驱动控制模块；
第二驱动控制模块包括第二比较器(U2)的A单元、第十九电阻(R19)、第二十一电阻(R21)、第二十三电阻(R23)、第二二极管(D2)，第二二极管(D1)型号为1N4148；第二比较器(U2)的4管脚连接参考电压信号Vref2，第二比较器(U2)的5管脚与第三迟滞比较器模块中的第二比较器(U2)的1管脚、第四迟滞比较器模块中的第二比较器(U2)的14管脚以及第二单稳态多谐振荡器模块中的第三三极管(T3)的集电极C端相连接，第二比较器(U2)的2管脚与第十九电阻(R19)的一端、第二十三电阻(R23)的一端、第二十一电阻(R21)的一端、第二二极管(D2)的负极N端连接到一起，第十九电阻(R19)的另一端连接到非安输入电源正端Vin+，第二十三电阻(R23)的另一端接地，第二十一电阻(R21)的另一端与第二二极管(D2)的正极P端连接，该端引出驱动控制信号SW2到功率NMOS模块的G端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410129870.9A CN103916012B (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种本质安全电源转换装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410129870.9A CN103916012B (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种本质安全电源转换装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103916012A CN103916012A (zh) | 2014-07-09 |
| CN103916012B true CN103916012B (zh) | 2016-09-28 |
Family
ID=51041470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410129870.9A Active CN103916012B (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种本质安全电源转换装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103916012B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105449632B (zh) * | 2014-08-15 | 2019-02-15 | 施耐德电器工业公司 | 用于保护低压电路的设备和方法 |
| CN104617547B (zh) * | 2015-02-15 | 2017-12-05 | 山东微感光电子有限公司 | 一种矿用本安电源用双重保护电路 |
| CN109386732A (zh) * | 2017-08-09 | 2019-02-26 | 中国石油化工股份有限公司 | Lpg槽车装卸防护装置及防护方法 |
| CN108964450B (zh) * | 2018-06-01 | 2019-12-27 | 上海交通大学 | 一种直流电源接入交流电源的复合电路 |
| CN109066642B (zh) * | 2018-09-20 | 2024-04-05 | 江苏为恒智能科技有限公司 | 一种高精度双向过压滞回保护电路 |
| CN111123797A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 一种煤矿监控系统电源管理系统及方法 |
| CN114136163B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-05-05 | 上海辰竹仪表有限公司 | 一种防爆认证装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3684924A (en) * | 1971-09-10 | 1972-08-15 | Westinghouse Electric Corp | Electrical system with energy barrier |
| CN102695316A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 抚顺矿灯制造总厂 | 矿灯本质安全电源串联限流电路 |
| CN203039343U (zh) * | 2012-12-29 | 2013-07-03 | 深圳市中兴昆腾有限公司 | 本安过流保护电路 |
| CN103208774A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-07-17 | 石家庄迅能电子科技有限公司 | 一种本安电源短路保护电路 |
| CN203119761U (zh) * | 2013-03-06 | 2013-08-07 | 中国科学院自动化研究所 | 矿用本安电源 |
| CN203312763U (zh) * | 2013-06-26 | 2013-11-27 | 上海煤科实业有限公司 | 本安电源三重过压保护电路 |
-
2014
- 2014-04-01 CN CN201410129870.9A patent/CN103916012B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3684924A (en) * | 1971-09-10 | 1972-08-15 | Westinghouse Electric Corp | Electrical system with energy barrier |
| CN102695316A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 抚顺矿灯制造总厂 | 矿灯本质安全电源串联限流电路 |
| CN203039343U (zh) * | 2012-12-29 | 2013-07-03 | 深圳市中兴昆腾有限公司 | 本安过流保护电路 |
| CN203119761U (zh) * | 2013-03-06 | 2013-08-07 | 中国科学院自动化研究所 | 矿用本安电源 |
| CN103208774A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-07-17 | 石家庄迅能电子科技有限公司 | 一种本安电源短路保护电路 |
| CN203312763U (zh) * | 2013-06-26 | 2013-11-27 | 上海煤科实业有限公司 | 本安电源三重过压保护电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103916012A (zh) | 2014-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103916012B (zh) | 一种本质安全电源转换装置 | |
| CN101552542B (zh) | 多路通用电源适配器 | |
| CN203135390U (zh) | 过流保护电路及电子设备 | |
| CN204882702U (zh) | 一种交流电源采样电路 | |
| CN205212416U (zh) | 一种简单可靠的浪涌抑制模块 | |
| CN203759164U (zh) | 一种检测usb负载设备接入状态的电路 | |
| CN216086450U (zh) | 一种具备电流采样和电压采样的配电开关电路 | |
| CN209134044U (zh) | 一种短路保护电路及电子产品 | |
| CN205004952U (zh) | 一种直流软启动电路 | |
| CN203984377U (zh) | 一种带有软启动且关断快速的开关电路 | |
| CN206148999U (zh) | 一种带限流保护的电压可调式充电器 | |
| CN204556811U (zh) | 一种支持usb供电的分流器信号模拟器 | |
| CN103647447A (zh) | 一种电能表通信模块的电源装置 | |
| CN206908363U (zh) | 锂电池充电器输出电压低高压转换电路 | |
| CN206195390U (zh) | 一种充电芯片及终端设备 | |
| CN201118455Y (zh) | 一种输出电压可调节的电源适配器 | |
| CN202678082U (zh) | 一种具有防过电流、过电压功能的电子式互感器采集器 | |
| CN203101588U (zh) | 一种交流电源开关量采集电路 | |
| CN205753350U (zh) | 电压保护继电器 | |
| CN101887281A (zh) | 一种增流稳压电路 | |
| CN202871720U (zh) | 一种自吸式双线圈欠压脱扣器电路 | |
| CN109217260A (zh) | 用于电动工具电池包的过流保护器 | |
| CN106026624A (zh) | 稳定型开关电源电路系统 | |
| CN201663106U (zh) | 时间继电器 | |
| CN202886443U (zh) | 一种电压采样电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171106 Address after: 222001 Jiangsu city of Lianyungang Province Lake Road No. 18 Co-patentee after: JIANGSU JARI TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd. Patentee after: 716TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRY Corp. Address before: 222061 Jiangsu city of Lianyungang Province Lake Road No. 18 Patentee before: JIANGSU JARI TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201117 Address after: 222061 Jiangsu city of Lianyungang Province Lake Road No. 18 Patentee after: 716TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRY Corp. Patentee after: CSIC Information Technology Co.,Ltd. Address before: 222001 Jiangsu city of Lianyungang Province Lake Road No. 18 Patentee before: 716TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRY Corp. Patentee before: JIANGSU JARI TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 222061 No.18, Shenghu Road, Lianyungang City, Jiangsu Province Patentee after: The 716th Research Institute of China Shipbuilding Corp. Patentee after: CSIC Information Technology Co.,Ltd. Address before: 222061 No.18, Shenghu Road, Lianyungang City, Jiangsu Province Patentee before: 716TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRY Corp. Patentee before: CSIC Information Technology Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 222061 No.18, Shenghu Road, Lianyungang City, Jiangsu Province Patentee after: The 716th Research Institute of China Shipbuilding Corp. Patentee after: China Shipbuilding Digital Information Technology Co.,Ltd. Address before: 222061 No.18, Shenghu Road, Lianyungang City, Jiangsu Province Patentee before: The 716th Research Institute of China Shipbuilding Corp. Patentee before: CSIC Information Technology Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |