CN104410270A - 用于防爆称重仪表领域的电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于防爆称重仪表领域的电源电路，包括直流电源输入端、第一电源芯等，直流电源输入端、第一保险丝、第一限流电阻依次串联，第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容四者之间相互并联，第一限流电阻、第一二极管、第一电容、第二电容都与第一电源芯片的第一引脚连接，第三电容、第二保险丝、第三保险丝都与第一电源芯片的第三引脚连接，第二保险丝还与第二限流电阻串联，第四电容、第五电容、第六电容三者之间相互并联。本发明通过对防爆称重仪表进行多级电源设计和分级保护，来实现既能满足防爆要求，又能确保称重仪表的高测量精度以及良好的抗干扰性能和稳定可靠性，同时降低仪表的维护成本。

Description

用于防爆称重仪表领域的电源电路
技术领域
本发明涉及一种电源电路，具体地，涉及一种用于防爆称重仪表领域的电源电路。
背景技术
防爆仪表根据防爆等级的不同，对仪表内部电源及故障保护方式有着严格的要求，主要目的是确保在极端条件下(包括器件损坏、安装故障等)，电路都不能引发电火花或产生局部过热的情况，需要严格限制电路中的储能元件容量(如电容、电感等)。
仪表电源电路是储能元件最多、最容易产生故障、容易导致电火花或器件过热的设计单元，传统的电源设计方法往往单纯通过减少电容或电感数量、降低电容或电感值、增加稳压二极管保护、增加保险丝等措施来满足防爆考核要求。此外，电源部分往往采取单级电源芯片加保险丝的方式来实现。
称重仪表属于精密测量设备，其测量精度通常比较高，所检测和处理的模拟传感器信号都在微伏(μV)级别，这使得电源电路在外界干扰下所产生的微小供电电压波动，都可能引起仪表较大的测量误差。
由于称重仪表对计量精度要求较高，减少滤波电容或电感数量，降低滤波电容或电感值，将会造成电源电路设计余量过小或滤波能力不足。当电源电路受到外界干扰时(如电磁干扰等)，可能会造成输出电压的异常波动，影响称重仪表对称重传感器的供电及微小信号采集，并导致核心测量电路(A/D转换电路)工作异常而输出较大误差数据，或者直接损坏，从而引发最终称重数据的准确度和稳定性问题。
若采用单级电源芯片加保险丝的方式，后端电路的微小故障(如导电粉尘引起的电容短路等)也可能致使保险丝的烧毁。从安全角度考虑，防爆仪表主电源部分的保险丝往往都采用一次性熔断的管状保险丝，并进行了灌胶固定处理。频繁更换保险丝将带来较高的维护成本。
此外，考虑到用户使用的方便，仪表外部供电电源(如锂电池等)的电压范围通常较宽(例如7V～11V)，采用单级电源芯片可能会导致局部过热的情况，引发防爆安全问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于防爆称重仪表领域的电源电路，其通过对防爆称重仪表进行多级电源设计和分级保护，以及对大电容采取独立保护措施，来实现既能满足防爆要求，又能确保称重仪表的高测量精度以及良好的抗干扰性能和稳定可靠性，同时降低仪表的维护成本。
根据本发明的一个方面，提供一种用于防爆称重仪表领域的电源电路，其特征在于，包括直流电源输入端、第一电源芯片、第一保险丝、第一限流电阻、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第二电源芯片、第二保险丝、第二限流电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第三电源芯片、第三保险丝、第三限流电阻、第七电容、第八电容，直流电源输入端、第一保险丝、第一限流电阻依次串联，第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容四者之间相互并联，第一限流电阻、第一二极管、第一电容、第二电容都与第一电源芯片的第一引脚连接，第三电容、第二保险丝、第三保险丝都与第一电源芯片的第三引脚连接，第二保险丝还与第二限流电阻串联，第四电容、第五电容、第六电容三者之间相互并联，第二限流电阻、第四电容都与第二电源芯片的第一引脚连接，第五电容与第二电源芯片的第三引脚连接，第六电容与第二电源芯片的第五引脚连接，第三保险丝还与第三限流电阻串联，第七电容与第八电容并联，第三限流电阻、第七电容都与第三电源芯片的第一引脚连接，第七电容还与第三电源芯片的第三引脚连接，第八电容与第三电源芯片的第五引脚连接。
优选地，所述第一电容、一个第一稳压二极管组、一个第二稳压二极管组三者之间并联，一个第二稳压二极管和一个第三稳压二极管串联并组成第一稳压二极管组，一个第四稳压二极管和一个第五稳压二极管串联并组成第二稳压二极管组。
优选地，所述第三电容、一个第六稳压二极管、一个第七稳压二极管三者之间并联。
优选地，所述第六电容、一个第八稳压二极管、一个第九稳压二极管三者之间并联。
优选地，所述第八电容、一个第十稳压二极管、一个第十一稳压二极管三者之间并联。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：一，本发明通过对防爆称重仪表进行多级电源设计和分级保护，以及对大电容采取独立保护措施，来实现既能满足防爆要求，又能确保称重仪表的高测量精度以及良好的抗干扰性能和稳定可靠性，同时降低仪表的维护成本。二，本发明对电源电路抗干扰性能起关键作用的大电容器件采用双重化稳压二极管保护，限制由大电容放电引发的安全因素，同时也保留了大电容本身对外界电磁干扰的滤波效果，有效提升防爆称重仪表的抗干扰性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明用于防爆称重仪表领域的电源电路的电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明用于防爆称重仪表领域的电源电路包括直流电源输入端J1、第一电源芯片U1、第一保险丝F1、第一限流电阻R1、第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第二电源芯片U2、第二保险丝F2、第二限流电阻R2、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第三电源芯片U3、第三保险丝F3、第三限流电阻R3、第七电容C7、第八电容C8，直流电源输入端J1、第一保险丝F1、第一限流电阻R1依次串联，第一二极管D1(型号为SB240)、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3四者之间相互并联，第一限流电阻R1、第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2都与第一电源芯片U1的第一引脚连接，第三电容C3、第二保险丝F2、第三保险丝F3都与第一电源芯片U1的第三引脚连接，第二保险丝F2还与第二限流电阻R2串联，第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6三者之间相互并联，第二限流电阻R2、第四电容C4都与第二电源芯片U2的第一引脚连接，第五电容C5与第二电源芯片U2的第三引脚连接，第六电容C6与第二电源芯片U2的第五引脚连接，第三保险丝F3还与第三限流电阻R3串联，第七电容C7与第八电容C8并联，第三限流电阻R3、第七电容C7都与第三电源芯片U3的第一引脚连接，第七电容C7还与第三电源芯片U3的第三引脚连接，第八电容C8与第三电源芯片U3的第五引脚连接。第一电源芯片U1为第一级电源芯片，第二电源芯片U2、第三电源芯片U3都为第二级电源芯片且两者之间采用级联方式。第二保险丝和第三保险丝都采用自恢复保险丝。
第一二极管D1用来防止外接直流电源正负极接反。如果出现直流电源反接的情况，第一二极管D1正向导通，与第一保险丝F1、第一限流电阻R1构成电流回路，由第一保险丝F1动作来保护后端电路。如果直流电源未接反，则第一二极管D1处于反向非导通状态，对后端电路不产生影响。
第一电容C1为输入直流电源电压的滤波电容，改善输入电压的纹波。第二电容C2和第三电容C3为第一电源芯片U1的工作电容，也起到电源滤波的作用，主要确保第一电源芯片U1所输出电压的稳定性。
直流电源输入端J1的输入电压7V～11V。第一电源芯片U1(例如采用型号为LM2940的LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)稳压芯片，最大输出电流1A，采用TO-220等大封装方式便于散热)的输出电压+6V。第一电源芯片U1的输入端设置第一保险丝F1(315mA)和第一限流电阻R1(阻值为10Ω)，将电源电流限制在第一设定范围(约280mA)以下；当第一电源芯片U1芯片故障或第一保险丝F1后端器件短路导致第一保险丝F1的电流过大(超出315mA)时，第一保险丝F1熔断保护。
第二电源芯片U2、第三电源芯片U3(例如采用小电流的XC6209F502型LDO稳压芯片，小电流范围可使抑制电压波动效果更好)分别为仪表核心测量电路(A/D转换电路)提供工作电源ADVCC(+5V)、为主处理器(MCU)和外围器件提供工作电源VCC(+5V)。第二电源芯片U2的输入端设置第二保险丝F2(150mA)和第二限流电阻R2(阻值为7Ω)，将工作电流限制在第二设定范围(约100mA)；第三电源芯片U3的输入端设置第三保险丝F3(150mA)和第三限流电阻R3(阻值为6Ω)，将工作电流限制在第三设定范围(约130mA)。当第二电源芯片U2故障或后端器件短路导致第二保险丝F2电流过大(超出150mA)时，第二保险丝进行高阻态保护，不影响其余电源部分工作。当第三电源芯片U3故障或后端器件短路导致第三保险丝F3的电流过大(超出150mA)时，第三保险丝进行高阻态保护，不影响其余电源部分工作。
第二电源芯片U2、第三电源芯片U3采用分支结构，可以使仪表的测量核心电路(A/D转换电路)的电源与其他部分电源独立开来，从而隔离外部电路造成的电源干扰，使测量核心电路更能稳定工作，有效提升该核心电路的抗干扰能力。
第二电源芯片U2和第三电源芯片U3之间的级联方式可以使仪表输入电压(例如7V～11V)与仪表核心电路工作电压(例如5V)之间的压差(例如最高6V)所产生的能量损耗分配到第一电源芯片U1、第二电源芯片U2、第三电源芯片U3、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、第三限流电阻R3上，可以消除单个芯片所带来的局部过热的影响，提升仪表防爆性能。
第一电容C1、一个第一稳压二极管组、一个第二稳压二极管组三者之间并联，一个第二稳压二极管D2和一个第三稳压二极管D3串联并组成第一稳压二极管组，一个第四稳压二极管D4和一个第五稳压二极管D5串联并组成第二稳压二极管组。第一电容C1的工作电压为7V～11V，采用两组两串联的稳压二极管(第二稳压二极管D2的型号、第三稳压二极管D3的型号、第四稳压二极管D4的型号、第五稳压二极管D5的型号都为1N5339B)实现电压钳位(稳压值11.2V)。当直流电源输入端J1的接口输入电压过高或第一电容C1前端电路开路使电容电能释放，第二稳压二极管D2、第三稳压二极管D3、第四稳压二极管D4、第五稳压二极管D5将使电压输出限制在固定值(11.2V)或以下，从而实现能量控制。当一组串联的稳压管失效时，仍然确保有另一组起保护作用。采用两个稳压管串联的方法，可以提升稳压二极管的总功率。
第三电容的C3、一个第六稳压二极管D6、一个第七稳压二极管D7三者之间并联。第三电容的C3的工作电压为+6V，采用两个稳压二极管(第六稳压二极管的型号、第七稳压二极管的型号都为1N5342B)实现能量限制(稳压值6.8V)，当一个稳压管失效时，仍然确保有另一个起保护作用。
第六电容C6、一个第八稳压二极管D8、一个第九稳压二极管D9三者之间并联。第八电容C8、一个第十稳压二极管D10、一个第十一稳压二极管D11三者之间并联。第六电容C6的工作电压、第八电容C8的工作电压都为+5V，分别采用两个稳压二极管(第八稳压二极管D8的型号、第九稳压二极管D9的型号、第十稳压二极管D10的型号、第十一稳压二极管D11的型号都为1N5339B)实现能量限制(稳压值5.6V)，当一个稳压管失效时，仍然确保有另一个起保护作用。
综上所述，对电源电路抗干扰性能起到关键作用的大电容器件(第一电容C1(22uF)、第三电容C3(22uF)、第六电容C6(1uF)、第八电容C8(1uF)采用双重化稳压二极管保护。
本发明通过对防爆称重仪表进行多级电源设计和分级保护，以及对大电容采取独立保护措施，来实现既能满足防爆要求，又能确保称重仪表的高测量精度以及良好的抗干扰性能和稳定可靠性，同时降低仪表的维护成本。
本发明对电源电路抗干扰性能起关键作用的大电容器件采用双重化稳压二极管保护，限制由大电容放电引发的安全因素，同时也保留了大电容本身对外界电磁干扰的滤波效果，有效提升防爆称重仪表的抗干扰性能。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种用于防爆称重仪表领域的电源电路，其特征在于，包括直流电源输入端、第一电源芯片、第一保险丝、第一限流电阻、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第二电源芯片、第二保险丝、第二限流电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第三电源芯片、第三保险丝、第三限流电阻、第七电容、第八电容，直流电源输入端、第一保险丝、第一限流电阻依次串联，第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容四者之间相互并联，第一限流电阻、第一二极管、第一电容、第二电容都与第一电源芯片的第一引脚连接，第三电容、第二保险丝、第三保险丝都与第一电源芯片的第三引脚连接，第二保险丝还与第二限流电阻串联，第四电容、第五电容、第六电容三者之间相互并联，第二限流电阻、第四电容都与第二电源芯片的第一引脚连接，第五电容与第二电源芯片的第三引脚连接，第六电容与第二电源芯片的第五引脚连接，第三保险丝还与第三限流电阻串联，第七电容与第八电容并联，第三限流电阻、第七电容都与第三电源芯片的第一引脚连接，第七电容还与第三电源芯片的第三引脚连接，第八电容与第三电源芯片的第五引脚连接。
2.根据权利要求1所述的用于防爆称重仪表领域的电源电路，其特征在于，所述第一电容、一个第一稳压二极管组、一个第二稳压二极管组三者之间并联，一个第二稳压二极管和一个第三稳压二极管串联并组成第一稳压二极管组，一个第四稳压二极管和一个第五稳压二极管串联并组成第二稳压二极管组。
3.根据权利要求1所述的用于防爆称重仪表领域的电源电路，其特征在于，所述第三电容、一个第六稳压二极管、一个第七稳压二极管三者之间并联。
4.根据权利要求1所述的用于防爆称重仪表领域的电源电路，其特征在于，所述第六电容、一个第八稳压二极管、一个第九稳压二极管三者之间并联。
5.根据权利要求1所述的用于防爆称重仪表领域的电源电路，其特征在于，所述第八电容、一个第十稳压二极管、一个第十一稳压二极管三者之间并联。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105572471A (zh) * 2015-12-18 2016-05-11 杭州意聚电子技术有限公司 一种多路计量表及其内置电路板以及集中抄表系统
CN105720550A (zh) * 2016-04-25 2016-06-29 深圳市宝尔爱迪科技有限公司 防爆数据线电路及具有该电路的防爆数据线
CN109560537A (zh) * 2017-09-27 2019-04-02 深圳光峰科技股份有限公司 一种光耦过压保护电路及相关电器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2416665Y (zh) * 2000-01-10 2001-01-24 长沙市君辉实业有限公司 多功能隔爆兼本安电源
CN1447634A (zh) * 2003-04-03 2003-10-08 吴瑾 一种带安全保护电路的灯饰
CN2904085Y (zh) * 2006-03-02 2007-05-23 海信集团有限公司 手机多功能转接装置
CN202435264U (zh) * 2011-12-27 2012-09-12 Tcl显示科技（惠州）有限公司 一种lcm测试系统的供电电源装置
US20120313696A1 (en) * 2011-06-13 2012-12-13 Analog Devices, Inc. Ultr-low-power power supply system for an ic chip

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2416665Y (zh) * 2000-01-10 2001-01-24 长沙市君辉实业有限公司 多功能隔爆兼本安电源
CN1447634A (zh) * 2003-04-03 2003-10-08 吴瑾 一种带安全保护电路的灯饰
CN2904085Y (zh) * 2006-03-02 2007-05-23 海信集团有限公司 手机多功能转接装置
US20120313696A1 (en) * 2011-06-13 2012-12-13 Analog Devices, Inc. Ultr-low-power power supply system for an ic chip
CN202435264U (zh) * 2011-12-27 2012-09-12 Tcl显示科技（惠州）有限公司 一种lcm测试系统的供电电源装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105572471A (zh) * 2015-12-18 2016-05-11 杭州意聚电子技术有限公司 一种多路计量表及其内置电路板以及集中抄表系统
CN105720550A (zh) * 2016-04-25 2016-06-29 深圳市宝尔爱迪科技有限公司 防爆数据线电路及具有该电路的防爆数据线
CN109560537A (zh) * 2017-09-27 2019-04-02 深圳光峰科技股份有限公司 一种光耦过压保护电路及相关电器

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