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Abstract

一种本安电源用输出保护电路，包括两个输入端Vin1和Vin2、保护电路一和二、稳压电路和两个输出端Vout1和Vout2；保护电路一包括二极管D1、电阻R2和R3、三极管Q1和Q2；稳压电路包括三端稳压器U1、电阻R6和R7；保护电路一和二的结构相同，其中保护电路一中：三极管Q1的发射集、基极分别与三极管Q2的基极、集电极连接，三极管Q1的发射集、集电极分别与二极管D1的负极、正极连接，三极管Q2的发射集和基集之间通过电阻R2连接，三极管Q2的集电极与电阻R3的一端连接。该电路具有双重过流保护、输出过压保护功能，其能有效提高矿用设备的安全性能。

Description

一种本安电源用输出保护电路
技术领域
本发明属于本安电源技术领域，具体涉及一种本安电源用输出保护电路。
背景技术
在煤矿中，电气设备的使用对电源的电压和电流有着严格的要求，电源电压和电流的大小对电气设备的正常工作和煤矿井下的安全有着极为重要的意义，也直接关系到煤矿井下作业的安全进行，因此，煤矿中的各类电气设备必须工作在允许的电压和电流范围内。
矿用本安电源的核心即是保护电路，现有的本安电源输出保护电路的保护作用有限，安全性能低。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种本安电源用输出保护电路，该电路具有双重过流保护、输出过压保护功能，其能有效提高矿用设备的安全性能。
为了实现上述目的，本发明提供一种本安电源用输出保护电路，包括两个输入端Vin1和Vin2、保护电路一、保护电路二、稳压电路和两个输出端Vout1和Vout2；
所述保护电路一包括二极管D1、电阻R2和R3、三极管Q1和Q2；所述保护电路二包括二极管D2、电阻R4和R5、三极管Q3和Q4；稳压电路包括三端稳压器U1、电阻R6和R7；
三极管Q1的发射集、基极分别与三极管Q2的基极、集电极连接，三极管Q1的发射集、集电极分别与二极管D1的负极、正极连接，三极管Q2的发射集和基集之间通过电阻R2连接，三极管Q2的集电极与电阻R3的一端连接；其中三极管Q2的发射集通过电阻R1与输入端Vin1连接，电阻R3的另一端与输入端Vin2连接；
三极管Q3的发射集、基极分别与三极管Q4的基极、集电极连接，三极管Q3的发射集、集电极分别与二极管D2的负极、正极连接，三极管Q4的发射集和基集之间通过电阻R4连接，三极管Q4的集电极与电阻R5的一端连接；其中三极管Q4的发射集和电阻R4的另一端作为两输入端；其中三极管Q4的发射集与三极管Q1的集电极连接，三极管Q3的集电极与电容C1的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R3的另一端和电容C1的另一端连接；电容C1与电容C2并联；
三端稳压器U1的电压调节脚和电压输出脚之间通过电阻R7连接，三端稳压器U1的电压调节脚还通过电阻R6接地；其中三端稳压器U1的电压输入脚和电压调节脚之间通过电容C2连接，电压调节三端稳压器U1的电压输出脚及电阻R6的另一端分别和两个输出端Vout1及Vout2连接。
在该技术方案中，保护电路一和保护电路二串联地设置，能在保护电路一失效时，通过保护电路二起到电流保护的作用，也可以在保护电路二失效的时候，通过保护电路一起到电流保护的作用。三端稳压器U1、电阻R6和R7组成的输出稳压电路，能保证输出到负载上的电压是恒定的。该电路具有双重过流保护、输出过压保护功能，其能有效提高矿用设备的安全性能。
进一步，为了保护该电路，所述电阻R1与输入端Vin1之间设置有保险丝F1。
进一步，为了能够使输出电压可调，所述三端稳压器U1的型号为LM317T。
作为一种优选，所述二极管D1和D2的型号均为1N4007；三极管Q1和Q3的型号均为TIP42；三极管Q2和Q4的型号均为C8550。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
图2是本发明的过流故障仿真图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种本安电源用输出保护电路，包括两个输入端Vin1和Vin2、保护电路一、保护电路二、稳压电路和两个输出端Vout1和Vout2；
所述保护电路一包括二极管D1、电阻R2和R3、三极管Q1和Q2；所述保护电路二包括二极管D2、电阻R4和R5、三极管Q3和Q4；稳压电路包括三端稳压器U1、电阻R6和R7；
三极管Q1的发射集、基极分别与三极管Q2的基极、集电极连接，三极管Q1的发射集、集电极分别与二极管D1的负极、正极连接，三极管Q2的发射集和基集之间通过电阻R2连接，三极管Q2的集电极与电阻R3的一端连接；其中三极管Q2的发射集通过电阻R1与输入端Vin1连接，电阻R3的另一端与输入端Vin2连接；
三极管Q3的发射集、基极分别与三极管Q4的基极、集电极连接，三极管Q3的发射集、集电极分别与二极管D2的负极、正极连接，三极管Q4的发射集和基集之间通过电阻R4连接，三极管Q4的集电极与电阻R5的一端连接；其中三极管Q4的发射集和电阻R4的另一端作为两输入端；其中三极管Q4的发射集与三极管Q1的集电极连接，三极管Q3的集电极与电容C1的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R3的另一端和电容C1的另一端连接；电容C1与电容C2并联；
三端稳压器U1的电压调节脚和电压输出脚之间通过电阻R7连接，三端稳压器U1的电压调节脚还通过电阻R6接地；其中三端稳压器U1的电压输入脚和电压调节脚之间通过电容C2连接，电压调节三端稳压器U1的电压输出脚及电阻R6的另一端分别和两个输出端Vout1及Vout2连接。
所述电阻R1与输入端Vin1之间设置有保险丝F1。
所述三端稳压器U1的型号为LM317T。
所述二极管D1和D2的型号均为1N4007；三极管Q1和Q3的型号均为TIP42；三极管Q2和Q4的型号均为C8550。
作为一种优选，电阻R1取值10Ω，电阻R2和R4均取值7Ω，电阻R3和R5均取值
2KΩ，电阻R6取3.35KΩ，电阻R7取250Ω，电容C1取值105uF，电容C2取值104uF。
工作原理：整个保护电路为恒流型保护电路，其中电阻R1起到短路保护作用和限制短路作用，同时，在短路验证时，电阻R1可以保证短路电流符合认证需要。保护电路一作为一次电流保护电路，电流通过取样电阻R2两端的压降来调节三极管Q2的导通角，从而使三极管Q1的基极电压高低变化，使得通过三极管Q1的负载电流得到控制；保护电路二作为二次电流保护电路，电流通过取样电阻R4两端的压降来调节三极管Q4的导通角，从而使三极管Q3的基极电压高低变化，使得通过三极管Q3的负载电流得到控制。
保护电路一和二串联地设置，在三极管Q1短接时，三极管Q3能正常做过流保护，当三极管Q3时，三极管Q1能正常做过流保护。保护电路二的原理与保护电路一相同，仅以保护电路一为例进行说明，当负载正常时，电流较小，采样电阻R2两端电压低于0.7V，三极管Q2处于关断状态，三极管Q1基极电压为低，处于饱和导通状态，电路正常输出。当负载变小时，电流增大，当采样电阻R2两端电压高于0.7V时，三极管Q2导通，流过三极管Q1基极的电流减小，三极管Q1由饱和导通状态变成放大状态，呈现高阻特性，从而能限制输出电流最大为0.1A。另外，LM317设置输出18V，当发生过流保护时，LM317不具备稳压18V的效果，此时输出与输入有1.6V左右压降。
以下为本发明的一个具体实施例。
实施例：如图1，对于一个输出18V本安电源的保护电路，正常情况下负载大于200Ω，设置在10ms时刻负载减小为100Ω，发生过流故障，则本发明保护过程如图2所示，在故障发生后采样电阻R2两端电压达到三极管Q2导通电压，Q2导通，拉低三极管Q1基极电压，基极电流减小，三极管Q1由饱和导通状态变为放大状态，呈现高阻特性，限制输出电流为0.1A，同时LM317失去稳压效果。当故障消失后，三极管Q2关断，三极管Q1由放大状态变为饱和导通状态，恢复正常输出。
本发明保护电路能够较快的实现电路过流的恒流保护，在发生故障时也能持续输出，能够在故障情况下持续给重要电气设备供电，具有较大的实用意义。电路具有双重过流保护，输出过压保护功能，能有效的提高矿用设备的安全性能。

Claims (4)

1.一种本安电源用输出保护电路，包括两个输入端Vin1和Vin2、保护电路一、保护电路二、稳压电路和两个输出端Vout1和Vout2，其特征在于；
所述保护电路一包括二极管D1、电阻R2和R3、三极管Q1和Q2；所述保护电路二包括二极管D2、电阻R4和R5、三极管Q3和Q4；稳压电路包括三端稳压器U1、电阻R6和R7；
三极管Q1的发射集、基极分别与三极管Q2的基极、集电极连接，三极管Q1的发射集、集电极分别与二极管D1的负极、正极连接，三极管Q2的发射集和基集之间通过电阻R2连接，三极管Q2的集电极与电阻R3的一端连接；其中三极管Q2的发射集通过电阻R1与输入端Vin1连接，电阻R3的另一端与输入端Vin2连接；
三极管Q3的发射集、基极分别与三极管Q4的基极、集电极连接，三极管Q3的发射集、集电极分别与二极管D2的负极、正极连接，三极管Q4的发射集和基集之间通过电阻R4连接，三极管Q4的集电极与电阻R5的一端连接；其中三极管Q4的发射集和电阻R4的另一端作为两输入端；其中三极管Q4的发射集与三极管Q1的集电极连接，三极管Q3的集电极与电容C1的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R3的另一端和电容C1的另一端连接；电容C1与电容C2并联；
三端稳压器U1的电压调节脚和电压输出脚之间通过电阻R7连接，三端稳压器U1的电压调节脚还通过电阻R6接地；其中三端稳压器U1的电压输入脚和电压调节脚之间通过电容C2连接，电压调节三端稳压器U1的电压输出脚及电阻R6的另一端分别和两个输出端Vout1及Vout2连接。
2.根据权利要求1所述的一种本安电源用输出保护电路，其特征在于，所述电阻R1与输入端Vin1之间设置有保险丝F1。
3.根据权利要求3所述的一种本安电源用输出保护电路，其特征在于，所述三端稳压器U1的型号为LM317T。
4.根据权利要求4所述的一种本安电源用输出保护电路，其特征在于，所述二极管D1和D2的型号均为1N4007；三极管Q1和Q3的型号均为TIP42；三极管Q2和Q4的型号均为C8550。
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