CN104466933B - 一种限能防爆电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种限能防爆电路，包括浪涌抑制电路以及限能电路，限能电路包括至少一个稳压管、第一电阻以及第一保险丝，其中：所述至少一个稳压管的阴极接所述第一电阻的一端，所述至少一个稳压管的阳极接电源输出端的负极；所述第一电阻的另一端接所述电源输出端的正极；所述第一保险丝的一端接所述至少一个稳压管的阴极，所述第一保险丝的另一端为所述限能防爆电路的第一输出端；所述浪涌抑制电路连接在所述电源输出端与所述限能电路之间，用于抑制瞬态过压。实施本发明，不仅能够有效地限制提供给本安电路的能量，从而实现防爆，而且兼具浪涌保护功能，电路结构简单，成本低廉，易于普及。

Description

一种限能防爆电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种限能防爆电路。

背景技术

本安电路是指在正常工作和标准规定的故障条件下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。目前本安电路作为通讯、监控、检测、报警以及控制系统的供电设备，已经广泛应用在石油、化工、纺织和煤矿等含有爆炸性混合物环境中。为了达到防爆的要求，通常在本安电路与非本安电路之间安装安全栅，将提供给本安电路的能量控制在标准范围内。为了避免浪涌电压对电路造成破坏，有时还在安全栅之前安装浪涌保护器。现有的安全栅具有固定的外形结构，体积大而且适应性不强，另外安装浪涌保护器更加提高产品的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种限能防爆电路，不仅能够有效地限制提供给本安电路的能量，从而实现防爆，而且兼具浪涌保护功能。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种限能防爆电路，包括浪涌抑制电路以及限能电路，所述限能电路包括至少一个稳压管、第一电阻以及第一保险丝，其中：

所述至少一个稳压管的阴极接所述第一电阻的一端，所述至少一个稳压管的阳极接电源输出端的负极；

所述第一电阻的另一端接所述电源输出端的正极；

所述第一保险丝的一端接所述至少一个稳压管的阴极，所述第一保险丝的另一端为所述限能防爆电路的第一输出端；

所述浪涌抑制电路连接在所述电源输出端与所述限能电路之间，用于抑制瞬态过压。

在一些可行的实施方式中，所述浪涌抑制电路包括串联的第一压敏电阻和第二压敏电阻，所述第一压敏电阻接在电源输出端的正极和负极之间，所述第二压敏电阻连接在所述电源输出端的负极与地之间。

在一些可行的实施方式中，所述浪涌抑制电路还包括第三压敏电阻，所述第三压敏电阻连接在所述至少一个稳压管的阴极与地之间。

在一些可行的实施方式中，所述限能防爆电路还包括提示电路，所述提示电路包括发光电路和分压电路，所述发光电路在所述限能防爆电路工作时生成提示光。

在一些可行的实施方式中，所述发光电路包括发光二极管，所述发光二极管的阳极接所述限能防爆电路的第一输出端，所述发光二极管的阴极接所述分压电路，当所述限能防爆电路工作时，所述发光二极管生成提示光。

在一些可行的实施方式中，所述分压电路包括第二电阻，所述第二电阻连接在所述发光二极管的阴极与所述限能防爆电路的第二输出端之间，用于保护所述发光电路。

在一些可行的实施方式中，所述限能防爆电路还包括整流电路，所述整流电路连接在市电输入线与所述电源输出端之间，用于将输入的交流电转换成直流电。

在一些可行的实施方式中，所述整流电路包括整流桥，所述整流桥的第一输入端和第二输入端跨接在所述市电输入线的火线和零线之间，所述整流桥的第一输出端为所述电源输出端的正极，所述整流桥的第二输出端为所述电源输出端的负极。

在一些可行的实施方式中，所述限能防爆电路还包括第二保险丝，所述第二保险丝连接在所述市电输入线的火线与所述整流桥的第一输入端之间。

在一些可行的实施方式中，所述限能防爆电路的输出端接本质安全电路，用于限制提供给本质安全电路的能量。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：电源输出的电流/电压经浪涌抑制电路后达到限能电路，再供给本安电路。浪涌抑制电路能有效抑制输入的瞬时过压，保护整个电路不受损坏，限能电路通过限流稳压，将流向本安电路的能量控制在安全范围内，从而实现防爆。电路功能可靠，而且结构简单、成本低廉，易于普及。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的限能防爆电路的第一实施例结构示意图；

图2为本发明提供的限能防爆电路的第二实施例结构示意图；

图3为本发明提供的限能防爆电路的第三实施例电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明提供的限能防爆电路的第一实施例结构示意图。如图1所示，该限能防爆电路可包括浪涌抑制电路1以及限能电路2，限能电路2包括第一稳压管ZD1、第一电阻R1以及第一保险丝F1，其中：第一稳压管ZD1的阴极接第一电阻R1的一端，第一稳压管ZD1的阳极接电源输出端的负极；第一电阻R1的另一端接电源输出端的正极；第一保险丝F1的一端接第一稳压管ZD1的阴极，第一保险丝F1的另一端为本发明的限能防爆电路的第一输出端；浪涌抑制电路1连接在电源输出端与限能电路2之间，用于抑制瞬态过压。第一稳压管ZD1用于稳压，将输出电压控制在不超过其额定反向击穿电压的范围内。具体实施中，本发明的限能防爆电路可以包括至少一个稳压管，例如，可以在第一稳压管ZD1的两端正向并联两个稳压值与第一稳压管ZD1相同的稳压管，这三个稳压管中，其中两个可以作为备用稳压管，用于当一个或两个稳压管出现故障时，确保该限能电路仍能继续工作。第一电阻R1用于限流分压，减少提供给后级电路的能量；当经过第一电阻后电压/电流仍超过安全值，第一保险丝F1迅速熔断，避免输出给本安电路的能量过高。

本发明实施例描述的限能防爆电路包括浪涌抑制电路和限能电路，电源输出的电流/电压经浪涌抑制电路后达到限能电路，再供给本安电路。浪涌抑制电路能有效抑制输入的瞬时过压，保护整个电路不受损坏，限能电路通过限流稳压，将流向本安电路的能量控制在安全范围内，从而实现防爆。电路功能可靠，而且结构简单、成本低廉，易于普及。

请参阅图2，为本发明提供的限能防爆电路的第二实施例结构示意图。如图2所示，该限能防爆电路可包括浪涌抑制电路1、限能电路2、提示电路3和整流电路4。其中限能电路2的结构可以如图1所示。

作为一种可行的实施方式，浪涌抑制电路1可以包括第一压敏电阻和第二压敏电阻，第一压敏电阻接在电源输出端的正极和负极之间，第二压敏电阻连接在电源输出端的负极与地之间。当该限能防爆电路的输入端出现瞬时过压时，第一压敏电阻和第二压敏电阻的阻值降低，电流流过、接地，将浪涌能量泄放掉。

作为一种可行的实施方式，该浪涌抑制电路还可包括第三压敏电阻，第三压敏电阻连接在第一稳压管ZD1的阴极与地之间。第三压敏电阻的作用同上。

提示电路3可以包括发光电路31和分压电路32，具体地，作为一种可行的实施方式，发光电路可以包括发光二极管，该发光二极管的阳极接本发明的限能防爆电路的第一输出端，该发光二极管的阴极接分压电路，当本发明的限能防爆电路工作时，该发光二极管生成提示光；分压电路32可以包括第二电阻，第二电阻连接在发光二极管的阴极与本发明的限能防爆电路的第二输出端之间，用于分压，保护发光电路。

整流电路4用于将输入的交流电转换成直流电，包括整流桥，该整流桥的第一输入端和第二输入端跨接在所述市电输入线的火线和零线之间，该整流桥的第一输出端为电源输出端的正极，该整流桥的第二输出端为电源输出端的负极。。具体实施中，该整流桥还可以用于防反接，无论该限能防爆电路在接通电源时正负极如何连接，都不影响整流桥及后级电路的工作。

本发明实施例描述的限能防爆电路包括整流电路、浪涌抑制电路、限能电路和提示电路，输入的市电经整流电路整流后，到达浪涌抑制电路，浪涌抑制电路能有效抑制输入的瞬时过压，保护整个电路不受损坏，限能电路通过限流稳压，将流向本安电路的能量控制在安全范围内，从而实现防爆，同时提示电路生成提示光。该电路功能可靠，而且结构简单、成本低廉，易于普及。

请参阅图3，为本发明提供的限能防爆电路的第三实施例电路图。如图3所示，该限能防爆电路除了可以包括浪涌抑制电路1、限能电路2、提示电路3和整流电路4四部分外，还可包括第二保险丝F2。其中：

浪涌抑制1电路可包括串联的第一压敏电阻RV1和第二压敏电阻RV2，第一压敏电阻RV1和第二压敏电阻RV2串联，第一压敏电阻RV1连接在电源输出端的正、负极之间，第二压敏电阻RV2连接在电源输出端的负极与地之间。作为一种可行的实施方式，浪涌抑制电路1还可包括第三压敏电阻RV3，第三压敏电阻RV3连接在限能电路2与地之间。

限能电路2可包括第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2、第三稳压管ZD3、第一电阻R1以及第一保险丝F1，其中第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2和第三稳压管ZD3正向并联，阴极连接到第一电阻R1的一端和第三压敏电阻RV3，阳极连接到电源输出端的负极；第一电阻R1的另一端接电源输出端的正极；第一保险丝F1的一端接第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2和第三稳压管ZD3的阴极，第一保险丝F1的另一端为该限能防爆电路的第一输出端。

提示电路3可包括发光电路和分压电路，其中发光电路包括发光二极管LED，分压电路包括第二电阻R2，发光二极管LED的阳极接限能防爆电路的第一输出端，发光二极管LED的阴极通过第二电阻R2连接到该限能防爆电路的第二输出端。

整流电路4包括整流桥DB1，整流桥DB1的第一输入端和第二输入端跨接在市电输入线的火线和零线之间，整流桥DB1的第一输出端为电源输出端的正极，整流桥DB1的第二输出端为电源输出端的负极。

第二保险丝F2连接在市电输入线的火线与整流桥DB1的第一输入端之间。

具体实现中，本发明实施例的电路的工作原理大致如下：

当接通电源时，整流桥将市电转换为直流电，输出到浪涌抑制电路1，如果输入的电压发生瞬时过压，第一压敏电阻ZD1和第二压敏电阻ZD2将部分能量导入大地，经过第一电阻R1分压限能后，若瞬时过压仍超出安全范围，则第三压敏电阻ZD3发挥作用，继续导走能量；如果输入的电压平稳，第一压敏电阻ZD1、第二压敏电阻ZD2和第三压敏电阻ZD3阻值较大，所在的支路相当于断路。经过R1分压限能后，第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2和第三稳压管ZD3起稳压作用，将输出的电压控制在不超过其稳压值的范围内，进一步限制后级电路的能量，同时发光二极管LED点亮，生成提示光。若因本安电路发生短路或其他原因，致使该限能防爆电路流过较大电流，无法将能量降低到安全值以下时，第一保险丝F1和第二保险丝F2迅速熔断，保障本安电路和该限能防爆电路的安全。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种限能防爆电路，其特征在于，包括浪涌抑制电路以及限能电路，所述限能电路包括3个并联的稳压管、第一电阻以及第一保险丝，其中：

所述3个并联的稳压管的阴极接所述第一电阻的一端，所述3个并联的稳压管的阳极接电源输出端的负极；

所述第一电阻的另一端接所述电源输出端的正极；

所述第一保险丝的一端接所述3个并联的稳压管的阴极，所述第一保险丝的另一端为所述限能防爆电路的第一输出端；

所述浪涌抑制电路连接在所述电源输出端与所述限能电路之间，用于抑制瞬态过压，所述浪涌抑制电路包括串联的第一压敏电阻和第二压敏电阻，所述第一压敏电阻连接在所述电源输出端的正极和负极之间，所述第二压敏电阻连接在所述电源输出端的负极与地之间；所述浪涌抑制电路还包括第三压敏电阻，所述第三压敏电阻连接在所述3个稳压管的阴极与地之间，当输入的电压发生瞬时过压时，所述第一压敏电阻和所述第二压敏电阻将所述输入电压的第一部分能量导入大地，并通过所述第一电阻分压限能，当所述第一电阻分压限能后，所述瞬时过压大于安全阈值时，所述第三压敏电阻将所述输入电压的第二部分能量导入大地。

2.如权利要求1所述的限能防爆电路，其特征在于，所述限能防爆电路还包括提示电路，所述提示电路包括发光电路和分压电路，所述发光电路在所述限能防爆电路工作时生成提示光。

3.如权利要求2所述的限能防爆电路，其特征在于，所述发光电路包括发光二极管，所述发光二极管的阳极接所述限能防爆电路的第一输出端，所述发光二极管的阴极接所述分压电路，当所述限能防爆电路工作时，所述发光二极管生成提示光。

4.如权利要求3所述的限能防爆电路，其特征在于，所述分压电路包括第二电阻，所述第二电阻连接在所述发光二极管的阴极与所述限能防爆电路的第二输出端之间，用于保护所述发光电路。

5.如权利要求1所述的限能防爆电路，其特征在于，所述限能防爆电路还包括整流电路，所述整流电路连接在市电输入线与所述电源输出端之间，用于将输入的交流电转换成直流电。

6.如权利要求5所述的限能防爆电路，其特征在于，所述整流电路包括整流桥，所述整流桥的第一输入端和第二输入端跨接在所述市电输入线的火线和零线之间，所述整流桥的第一输出端为所述电源输出端的正极，所述整流桥的第二输出端为所述电源输出端的负极。

7.如权利要求6所述的限能防爆电路，其特征在于，所述限能防爆电路还包括第二保险丝，所述第二保险丝连接在所述市电输入线的火线与所述整流桥的第一输入端之间。

8.如权利要求1-7任一项所述的限能防爆电路，其特征在于，所述限能防爆电路的输出端接本质安全电路，用于限制提供给本质安全电路的能量。