CN109039077A - 一种用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，包括外壳，以及装入在所述外壳中的PCB板，所述PCB板两侧分别布置有本安接线端子和非本安接线端子，所述PCB板包括第一EMC电路、第一整流滤波电路、反激式开关电源电路、第二整流滤波电路、电子限压限流电路、第二EMC电路和温度监测电路。本发明中的电子限压限流电路相较于传统本安电源的熔丝、稳压二极管、电阻元件构成的以消耗能量的办法实现的本安限压限流电路，其带载能力更强，正常工作时基本不消耗能量，且故障消失后可以自行恢复。
Description
技术领域
本发明属于易燃易爆危险场所电气自动化控制领域，具体是一种用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源。
背景技术
爆炸危险场所用仪器仪表很多是本安型，本安型设备需要本安电源供电。当前在制造行业提出了智能工厂概念，智能工厂，就是利用各种现代化的技术，实现工厂的办公、管理及生产自动化，达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、进行安全生产、提供决策参考、加强外界联系、拓宽国际市场的目的，其中各种现代化技术涉及到的是各种电子电路实现的智能设备，涉及到爆炸危险场所的很多设备适合于设计成本安型或局部本安型。当前国内矿用本安电源成品在市场中比较常见，工厂用本安电源较少，由于工厂用本安型电源可供选择的规格型号较少，且大多数本安电源无法应用于增安型箱体内，且大多数体积大，多数不能够进行PCB板级按照，因此导致很多本安型设备在设计过程中会采用电源一体化设计的方案，本安电源本身就是本安型设备的设计难点，因此开发难度大、周期长和成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服以上存在的技术问题，提供一种用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，包括外壳，以及装入在所述外壳中的PCB板，所述PCB板两侧分别布置有本安接线端子和非本安接线端子，所述PCB板包括第一EMC电路、第一整流滤波电路、反激式开关电源电路、第二整流滤波电路、电子限压限流电路、第二EMC电路和温度监测电路；所述反激式开关电源电路依次由隔离变压器、反馈电路、控制电路和电子开关电路串联闭合连接构成；所述第一EMC电路经所述第一整流滤波电路与所述隔离变压器连接；所述隔离变压器经所述第二整流滤波电路与所述电子限压限流电路连接；所述第二EMC电路设置在所述第一整流滤波电路与所述第二整流滤波电路之间；所述温度监测电路与所述电子限压限流电路连接。
进一步地，所述PCB板除两侧的本安接线端子和非本安接线端子外，其余全部采用灌封胶浇封在所述外壳中。
进一步地，所述电子限压限流电路采用低导通电阻的mos开关管为主控开关。
进一步地，所述温度监测电路为温度开关。
进一步地，所述用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源采用导轨安装或固定孔安装端子接线方式嵌入在其他设备中使用。
进一步地，所述用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源采用采用焊接引脚PCB安装模式嵌入其他设备中使用。
本发明的有益效果：
1.本发明结构方面，可以采用导轨安装、固定孔安装端子接线方式，也可以采用焊接引脚PCB安装模式，两种模式均模块化，体积小巧，方便嵌入其他设备中使用。另外采用浇封型结构，将除端子以外的所有元件灌封处理，扩展了电源的应用范围，产品可安装于增安型防爆设备中，或作为一个部件嵌入到浇封型防爆设备中。
2.本发明的反馈电路采用原边方式，稳压性能满足±0.3的要求，相对于副边反馈电路，避免了繁琐的本安隔离要求，电路更简洁。
3.本发明中的隔离变压器，既实现了能量转换和电气隔离的功能，同时也实现了本安隔离的要求。
4.本发明中的电子限压限流电路相较于传统本安电源的熔丝、稳压二极管、电阻元件构成的以消耗能量的办法实现的本安限压限流电路，其带载能力更强，正常工作时基本不消耗能量，且故障消失后可以自行恢复。
5.本发明中的电路中设置的温度开关，在检测到异常温度时关断开关管，避免温度持续上升，降低了胶封剂的耐温范围的要求，利于浇封剂的选择和降低产品成本。
附图说明
图1：本发明的结构示意图。
图2：本发明PCB板的电路结构框图。
标号说明：
1：非本安接线端子；2：外壳；
3：PCB板；31：第一EMC电路；32：第一整流滤波电路；33：反激式开关电源电路；331：隔离变压器；332：反馈电路；333：控制电路；334：电子开关电路；34：第二整流滤波电路；35：电子限压限流电路；36：第二EMC电路；37：温度监测电路；4：本安接线端子。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明进行详细说明。
实施例一：
如图1-2所示，一种用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，包括外壳2，以及装入在所述外壳2中的PCB板3，所述PCB板3两侧分别布置有本安接线端子4和非本安接线端子1。
所述PCB板3包括第一EMC电路31、第一整流滤波电路32、反激式开关电源电路33、第二整流滤波电路34、电子限压限流电路35、第二EMC电路36和温度监测电路37；所述反激式开关电源电路33依次由隔离变压器331、反馈电路332、控制电路333和电子开关电路334串联闭合连接构成；所述第一EMC电路31经所述第一整流滤波电路32与所述隔离变压器331连接；所述隔离变压器331经所述第二整流滤波电路34与所述电子限压限流电路35连接；所述第二EMC电路36设置在所述第一整流滤波电路32与所述第二整流滤波电路34之间；所述温度监测电路37与所述电子限压限流电路35连接。
AC交流电源接入第一EMC电路31，经第一整流滤波电路32后，将交流输入转变为高压直流。本发明的原边电路，通过对元件的选择，实现了宽电压输入，电压输入范围：AC85V～AC305V，该输入电源适用于全球的应该用。
反激式开关电源电路33的反馈信号采用原边反馈措施，因此不必考虑原副边的本安隔离措施，采用副边反馈的方案因反馈信号来自副边，因此需要对反馈电路332中的原副边隔离元件例如光耦进行复杂的本安保护措施以实现可靠的本安隔离。反馈电路332采用原边方式，稳压性能满足±0.3的要求，相对于副边反馈电路，避免了繁琐的本安隔离要求，电路更简洁。
原边控制电路333中的保护功能例如输入过压、欠压保护等采用可恢复方式，避免误动作。
隔离变压器331采用物理隔离方案，原边和副边实现了GB3836.4要求的固体绝缘隔离要求，既实现了能量转换和电气隔离的功能，同时也实现了本安隔离的要求。
隔离变压器331的副边经第二整流滤波电路34后进入电子限压限流电路35。电子限压限流电路35采用低导通电阻的mos开关管作为主控开关，电子限压限流电路35通过检测负载电流控制开关管的导通与关闭，当电流未达到设定的限流值时，开关管完全导通，当负载超出设定的限流值时，开关管处于放大状态将负载电流限制在设定值以内。
电子限压限流电路35采用对输出端的电压进行检测后与设定值进行比较，当电子限压限流电路35输入端的电压超过设定值时关闭开关管，以保证输出电压不会超过设定值，同时电子限压限流电路35具备输入端的电压小幅度上升后的稳压功能，在一定的电压范围内开关管处于放大状态，起到稳压作用，有效避免了电压波动造成的误动作。电子限压限流电路35具有故障消失后自动恢复功能。电子限压限流电路35相较于传统本安电源的熔丝、稳压二极管、电阻元件构成的以消耗能量的办法实现的本安限压限流电路，其带载能力更强，正常工作时基本不消耗能量，且故障消失后可以自行恢复。
本发明具有负载严重短路和电压严重超出范围时的监测保护电路，当出现上述情况时，关断开关管，避免开关管上产生过大压降而导致温度急剧上升，本发明中故障状态产生高温的开关管，如果不进行保护，温度会持续升高而损坏，另外高温也会导致温度组别升高，在爆炸危险场所中的应用范围将受到限制。具体为：当负载严重短路或输入端电压异常升高范围高出过多导致开关管压降增大，温度急剧上升时，开关管被关断，既保护了开关管不会因过热损坏，同时也保证了产品可以实现T6的温度组别
温度监测电路37通过对可能产生最热点的温度监测实现温度超出范围时切断输出电路，避免高温损坏元器件及防爆性能失效。温度监测电路37为温度开关，在检测到异常温度时关断开关管，避免温度持续上升，降低了胶封剂的耐温范围的要求，利于浇封剂的选择和降低产品成本。
电子限压限流电路35及温度监测电路37为双重化冗余设计，完全满足GB3836.4本安标准的要求。
作为优选地方案，所述PCB板3除两侧的本安接线端子4和非本安接线端子1外，其余全部采用灌封胶浇封在所述外壳3中。
作为优选地方案，本发明作为模块安装于PCB板3上时，本安接线端子4和非本安接线端子1为焊针。
作为优选地方案，所述用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源采用导轨安装或固定孔安装端子接线方式嵌入在其他设备中使用。
作为优选地方案，所述用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源采用采用焊接引脚PCB安装模式嵌入其他设备中使用。
另外说明的是，本发明在防爆上采用了ib本安型、mb浇封型、eb增安型和tD由外壳保护的粉尘型措施，实现了IIC防爆级别，T6温度组别的要求，可以应用于气体环境的1区和2区及粉尘环境的21区和22区，除气体0区外覆盖了爆炸危险场所的大部分区域。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (6)
1.一种用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，其特征在于，包括外壳(2)，以及装入在所述外壳(2)中的PCB板(3)，所述PCB板(3)两侧分别布置有本安接线端子(4)和非本安接线端子(1)，所述PCB板(3)包括第一EMC电路(31)、第一整流滤波电路(32)、反激式开关电源电路(33)、第二整流滤波电路(34)、电子限压限流电路(35)、第二EMC电路(36)和温度监测电路(37)；所述反激式开关电源电路(33)依次由隔离变压器(331)、反馈电路(332)、控制电路(333)和电子开关电路(334)串联闭合连接构成；所述第一EMC电路(31)经所述第一整流滤波电路(32)与所述隔离变压器(331)连接；所述隔离变压器(331)经所述第二整流滤波电路(34)与所述电子限压限流电路(35)连接；所述第二EMC电路(36)设置在所述第一整流滤波电路(32)与所述第二整流滤波电路(34)之间；所述温度监测电路(37)与所述电子限压限流电路(35)连接。
2.根据权利要求1所述的用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，其特征在于，所述PCB板(3)除两侧的本安接线端子(4)和非本安接线端子(1)外，其余全部采用灌封胶浇封在所述外壳(3)中。
3.根据权利要求1所述的用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，其特征在于，所述电子限压限流电路(35)采用低导通电阻的mos开关管为主控开关。
4.根据权利要求1所述的用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，其特征在于，所述温度监测电路(37)为温度开关。
5.根据权利要求1所述的用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，其特征在于，所述用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源采用导轨安装或固定孔安装端子接线方式嵌入在其他设备中使用。
6.根据权利要求1所述的用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源，其特征在于，所述用于爆炸危险场所可安装于增安型箱体内的本安电源采用采用焊接引脚PCB安装模式嵌入其他设备中使用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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