CN108983669B - 一种本安先导电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防爆电气安全技术领域，特别涉及一种本安先导电路，启动单元，所述启动单元用于产生先导启动信号，该启动模块包括传感器YD1、光耦U1、触发器CF1；停止单元，所述停止单元用于产生先导停止信号，该停止模块包括传感器YD2、光耦U2、触发器CF2；所述启动单元和停止单元均耦接外部主控器。该电路通过压电传感器与光耦的配合取消了隔离变压器，消除了高压窜入低压本安回路的风险；通过光耦与触发器的配合取消了继电器，提高了电路本安性能；压电传感器为加速度器件，被按压时产生电压输出，稳定时无电压输出，启动、停止处电缆短接时，光耦不动作，防止了设备误启动，进一步增加了电路安全性。

Description

一种本安先导电路
技术领域
本发明涉及防爆电气安全技术领域，特别涉及一种本安先导电路。
背景技术
本质安全电路是指在标准规定条件(包括正常工作和规定的故障条件)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。本质安全简称本安。现有本安先导电路存在以下问题：第一是需要通过专用隔离变压器供电，存在高压窜入低压本安回路的风险；第二是远控电缆短接时会使设备自启而误动；第三是采用继电器输出，继电器线圈的电感储能使得电路的本质安全性能降低。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种本安先导电路，用于解决现有本安电路存在的安全性问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种本安先导电路，包括:启动单元，所述启动单元用于产生先导启动信号，该启动单元包括传感器YD1、光耦U1、触发器CF1；
停止单元，所述停止单元用于产生先导停止信号，该停止单元包括传感器YD2、光耦U2、触发器CF2；
所述启动单元和停止单元均耦接外部主控器。
作为一种改进：所述光耦U1包括有发光二极管和光敏半导体管，所述光耦U1的输入端为发光二极管的正极端，输出端为光敏半导体管的发射极。
作为一种改进：所述传感器YD1用于输出启动电压信号，传感器YD1输出端口的正极端耦接光耦U1的输入端，所述光耦U1的输出端分别耦接电阻R1和触发器CF1的S端，电阻R1的一端耦接光耦U1的输出端，另外一端接地，光耦U1的输出端用于输出高电平信号给电阻R1和触发器CF1的S端，所述触发器CF1的R端耦接电源正极，Q端耦接外部主控器，触发器CF1的Q端为第一输出，输出先导启动信号给外部主控器。
作为一种改进：所述光耦U2包括有发光二极管和光敏半导体管，所述光耦U2的输入端为发光二极管的正极端，输出端为光敏半导体管的发射极。
作为一种改进：所述传感器YD2用于输出停止电压信号，传感器YD2输出端口的正极端耦接光耦U2的输入端，所述光耦U2的输出端分别耦接电阻R2和触发器CF2的S端，电阻R2的一端耦接光耦U2的输出端，另外一端接地，光耦U2的输出端用于输出高电平信号给电阻R2和触发器CF2的S端，所述触发器CF2的R端耦接电源正极，Q端耦接外部主控器，触发器CF2的Q端为第二输出，输出先导停止信号给外部主控器。
作为一种改进：所述触发器CF1和触发器CF2为基本RS触发器。
作为一种改进：所述传感器YD1和传感器YD2均为压电传感器，可输出1.5到2V的电压信号。
本发明的有益效果：
1.通过压电传感器与光耦的配合取消了隔离变压器，消除了高压窜入低压本安回路的风险；
2.通过光耦与触发器的配合取消了继电器，提高了电路本安性能；
3.压电传感器为加速度器件，被按压时产生电压输出，稳定时无电压输出，启动、停止处电缆短接时，光耦不动作，防止了设备误启动，进一步增加了电路安全性，并且该电路元件少、结构简单。
附图说明
图1为本安先导电路启动单元示意图；
图2为本安先导电路停止单元示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。
以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：
一种本安先导电路，包括:启动单元和停止单元，启动单元和停止单元均耦接外部主控器。
请参考图1，启动单元用于产生先导启动信号，该启动单元包括传感器YD1、光耦U1、触发器CF1，其中，光耦U1包括有发光二极管和光敏半导体管，光耦U1的输入端为发光二极管的正极端，输出端为光敏半导体管的发射极。
传感器YD1用于输出启动电压信号，传感器YD1输出端口的正极端耦接光耦U1的输入端，光耦U1的输出端分别耦接电阻R1和触发器CF1的S端，电阻R1的一端耦接光耦U1的输出端，另外一端接地，光耦U1的输出端用于输出高电平信号给电阻R1和触发器CF1的S端，触发器CF1的R端耦接电源正极，Q端耦接外部主控器，触发器CF1的Q端为第一输出，输出先导启动信号给外部主控器。
请参考图2，停止单元，停止单元用于产生先导停止信号，该停止单元包括传感器YD2、光耦U2、触发器CF2，其中，光耦U2包括有发光二极管和光敏半导体管，所述光耦U2的输入端为发光二极管的正极端，输出端为光敏半导体管的发射极。
传感器YD2用于输出停止电压信号，传感器YD2输出端口的正极端耦接光耦U2的输入端，所述光耦U2的输出端分别耦接电阻R2和触发器CF2的S端，电阻R2的一端耦接光耦U2的输出端，另外一端接地，光耦U2的输出端用于输出高电平信号给电阻R2和触发器CF2的S端，所述触发器CF2的R端耦接电源正极，Q端耦接外部主控器，触发器CF2的Q端为第二输出，输出先导停止信号给外部主控器。
在本实施例中，触发器CF1和触发器CF2为基本RS触发器，传感器YD1和传感器YD2均为压电传感器，可输出1.5到2V的电压信号。
请参考图1和图2，本电路的工作原理：以启动过程为例，按下传感器YD1，传感器YD1产生1.5到2V的电压信号输出给光耦U1的发光二极管，该电压信号值大于光耦U1的发光二极管阈值电压，光耦U1的发光二极管导通，光敏半导体的集电极耦接电源正极，此时，光敏半导体管饱和导通，光耦U1经光敏半导体的发射极，发出高电平信号，经电阻R1产生高平输出，同时给触发器CF1的S端输入高电平，Q端保持输出高电平，进而输出A1为高电平，即获得了先导启动信号，可以接入PLC型主控制器或者单片机型主控器。按下第二传感器YD2，对应停止过程，原理和启动过程相同，故在此不再赘述。
与传统本安先导电路相比，本发明的光耦输入端没有通过专用隔离变压器供电，而是低压输出的压电传感器，因此不存在高压窜入低压本安回路的风险；压电传感器为加速度器件，被按压时产生电压输出，稳定时无电压输出，启动、停止处电缆短接时，光耦不动作，防止了设备误启动；该本安电路的输出为电压型输出，没有通过继电器输出，光耦在VCC电压等级下的电气隔离效果尤其好，提高了电路的本质安全性能，并且电路结构简单。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的具体实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种本安先导电路，其特征在于，包括:
启动单元，所述启动单元用于产生先导启动信号，该启动单元包括传感器YD1、光耦U1、触发器CF1；所述传感器YD1用于输出启动电压信号，传感器YD1输出端口的正极端耦接光耦U1的输入端，所述光耦U1的输出端分别耦接电阻R1和触发器CF1的S端，电阻R1的一端耦接光耦U1的输出端，另外一端接地，光耦U1的输出端用于输出高电平信号给电阻R1和触发器CF1的S端，所述触发器CF1的R端耦接电源正极，Q端耦接外部主控器，触发器CF1的Q端为第一输出，输出先导启动信号给外部主控器；
停止单元，所述停止单元用于产生先导停止信号，该停止单元包括传感器YD2、光耦U2、触发器CF2；所述传感器YD2用于输出停止电压信号，传感器YD2输出端口的正极端耦接光耦U2的输入端，所述光耦U2的输出端分别耦接电阻R2和触发器CF2的S端，电阻R2的一端耦接光耦U2的输出端，另外一端接地，光耦U2的输出端用于输出高电平信号给电阻R2和触发器CF2的S端，所述触发器CF2的R端耦接电源正极，Q端耦接外部主控器，触发器CF2的Q端为第二输出，输出先导停止信号给外部主控器；
所述启动单元和停止单元均耦接外部主控器。
2.根据权利要求1所述的一种本安先导电路，其特征在于，所述光耦U1包括有发光二极管和光敏半导体管，所述光耦U1的输入端为发光二极管的正极端，输出端为光敏半导体管的发射极。
3.根据权利要求1所述的一种本安先导电路，其特征在于，所述光耦U2包括有发光二极管和光敏半导体管，所述光耦U2的输入端为发光二极管的正极端，输出端为光敏半导体管的发射极。
4.根据权利要求1所述的一种本安先导电路，其特征在于，所述触发器CF1和触发器CF2为基本RS触发器。
5.根据权利要求1所述的一种本安先导电路，其特征在于，所述传感器YD1和传感器YD2均为压电传感器，可输出1.5到2V的电压信号。
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