CN203026932U

CN203026932U - 一种本质安全型电源的电火花限制电路

Info

Publication number: CN203026932U
Application number: CN 201220645005
Authority: CN
Inventors: 时荣法
Original assignee: WUXI JENSOD ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: WUXI JENSOD ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2022-11-29

Abstract

本实用新型提供了一种本质安全型电源的电火花限制电路，所述电路包括：电压采样模块，连接在电源的正极输出端与电源的负极输出端之间，用于对所述电源的输出电压采样，提供采样电压；控制模块，与所述采样模块相连，用于根据所述采样电压产生控制信号；保护电路模块，与所述控制模块相连接，还与所述电源的内部反馈电路相连，用于根据所述控制信号，控制所述电源的输出电压；电流限制模块，串联的接在所述电源的输出回路中，用于限制输出电流的突变。本实用新型提供的技术方案，通过采用一种触发电路，有效的降低了电源接通负载瞬间的输出电压。并能控制电源的输出电压值和恢复时间值，所以能很好地抑制电火花的产生，具有很好的防爆特性。

Description

一种本质安全型电源的电火花限制电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种适用于限制大电压小电流的本质安全型电源产生电火花的电路。

背景技术

目前，我国本质安全型（简称本安）的防爆电气产品的需求越来越大，同时要求这些产品在规定的试验条件下，其电路所产生的电火花不能点燃规定的爆炸性气体混合物。对于电气设备来讲，电源部分的本安特性非常重要，它是整个设备的能源核心，同时又是电气设备产生电火花的根源。而电火花的本质在于两点：一是电压；二是电流。电压越高，产生的电火花越大；同样，电流越大，产生的电火花也越大。

对于输出电流小电源，在电源瞬时接通负载时，瞬时的电压很高，容易产生电火花，而目前还没有有效的技术方案解决这个问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种本质安全型电源的电火花限制电路，能够在电源接通负载的瞬间，迅速地降低电源的输出电压，经过几毫秒后，电源的输出电压再开始恢复正常，防止了电火花的产生。所述技术方案如下：

一种本质安全型电源的电火花限制电路，包括：

电压采样模块，连接在电源的正极输出端与电源的负极输出端之间，用于对所述电源的输出电压采样，提供采样电压；

控制模块，与所述采样模块相连，用于根据所述采样电压产生控制信号；

保护电路模块，与所述控制模块相连接，还与所述电源的内部反馈电路相连，用于根据所述控制信号，控制所述电源的输出电压；

电流限制模块，串联的接在所述电源的输出回路中，用于限制输出电流的突变。

进一步的，所述电压采样模块包括：

第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻相串联，连接点作为采样电压输出端。

进一步的，所述控制模块包括：

控制器，所述控制器的输入端与所述采样电压输出端相连，用于产生原始控制信号；

第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻和第四分压电阻相串联，连接在所述控制器的输出端与所述电源的负极输出端之间，用于对原始控制信号分压，产生控制信号，所述第三分压电阻和第四分压电阻的连接点作为控制信号输出端。

进一步的，所述控制器为555单稳态触发器。

进一步的，所述电源为开关电源。

进一步的，所述保护电路模块包括第五分压电阻、保护电阻和开关器件：

所述第五分压电阻连接在所述电源的正极输出端和所述电源内部反馈电路中三端可调稳压器的参考端之间；

所述开关器件的控制端与所述控制信号输出端相连接，所述开关器件的另外两端分别与所述第五分压电阻和所述保护电阻相连接，所述第五分压电阻的另一端和所述保护电阻的另一端相连接；

所述开关器件根据所述控制信号导通或者关断，以控制所述保护电阻是否与第五分压电阻并联接入电路，从而控制反馈电流的大小。

进一步的，所述开关器件是NPN型三极管。

进一步的，所述电流限制模块包括电感。

进一步的，所述电感是差模电感。

进一步的，所述电源的输出电压大于等于12V，电流小于1.5A。

进一步的本实用新型提供的技术方案，通过采用一种触发电路，有效的降低了电源接通负载瞬间的输出电压。并能控制电源的输出电压值和恢复时间值，所以能很好地抑制电火花的产生，具有很好的防爆特性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的本质安全型电源的电火花限制电路功能模块框图；

图2是本实用新型实施例提供的本质安全型电源的电火花限制电路示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例，仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

实施例一

图1是本实用新型实施例提供的本质安全型电源的电火花限制电路功能模块框图。本实施例提供了一种本质安全型电源的电火花限制电路，如图1所示，该电路包括：

电压采样模块102，连接在电源的正极输出端与电源的负极输出端之间，用于对电源的输出电压采样，提供采样电压；控制模块103，与采样模块相连，用于根据采样电压产生控制信号；保护电路模块104，与控制模块相连接，还与电源的内部反馈电路相连，用于根据控制信号，控制电源的输出电压；电流限制模块101，串联的接在电源的输出回路中，用于限制输出电流的突变。

其中，电流限制模块101包括电感，本实用新型提供的实施例优选的采用差模电感。

电压采样模块102进一步包括：

第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻相串联，连接点作为采样电压输出端。

控制模块103进一步包括：

控制器、第三分压电阻和第四分压电阻，控制器的输入端与采样电压输出端相连，用于产生原始控制信号；第三分压电阻和第四分压电阻相串联，连接在控制器的输出端与电源的负极输出端之间，用于对原始控制信号分压，产生控制信号，第三分压电阻和第四分压电阻的连接点作为控制信号输出端。之所以使用第三分压电阻和第四分压电阻对原始控制信号分压，是为了保护连在后面的器件不会被原始控制信号过大的电压损坏。

其中，控制器使用了555单稳态触发器，该器件的工作电压设置为5V。

保护电路模块104进一步包括第五分压电阻、保护电阻和开关器件：

第五分压电阻连接在电源的正极输出端和电源内部反馈电路中三端可调稳压器的参考端之间；开关器件的控制端与控制信号输出端相连接，开关器件的另外两端分别与第五分压电阻和保护电阻相连接，第五分压电阻的另一端和保护电阻的另一端相连接。

开关器件根据控制信号导通或者关断，以控制保护电阻是否与第五分压电阻并联接入电路，从而控制反馈电流的大小。其中，开关器件采用NPN型的三极管。

本实用新型的实施例提供的本质安全型电源电火花限制电路只适用于开关电源，电源的输出电压大于等于12V，电流小于1.5A。

图2是本实用新型实施例提供的本质安全型电源的电火花限制电路示意图。如图2所示：

电感L1起了电流限制的作用，因为通过电感的电流不能发生突变，所以电感L1能够防止电路输出电流的突变，进而起到了保护作用。

第一分压电阻R3和第二分压电阻R4构成了电压采样电路，第一分压电阻R3和第二分压电阻R4相串联后接在电源的正极输出端OUT+与电源的负极输出端OUT-之间，对电源的输出电压分压，把第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的连接点作为采样电压输出端，提供采样电压。

555单稳态触发器、第三分压电阻R8和第四分压电阻R9构成控制电路，第三分压电阻R8和第四分压电阻R9相串联，接在555单稳态触发器的输出端与电源的负极输出端OUT-之间，第三分压电阻R8和第四分压电阻R9的连接点作为控制信号输出端，555单稳态触发器的输入端与采样电压输出端相连。用采样电路提供的采样电压作为触发电压，触发555单稳态触发器，当触发电压较高时，555单稳态触发器输出高电平，触发电压较低时，555单稳态触发器输出低电平。将555单稳态触发器输出的信号通过第三分压电阻R8和第四分压电阻R9的分压，得到控制信号。

三极管Q1、保护电阻R5和第五分压电阻R6构成保护电路模块，三极管Q1的基极与555单稳态触发器的输出端相连，集电极与保护电阻R5相连，发射机与第五分压电阻R6相连，保护电阻R5和第五分压电阻R6相连，并且第五分压电阻R6连在电源的正极输出端OUT+与三端可调稳压器IC1的参考端之间。三极管Q1可根据控制信号导通与关断，三极管Q1导通时，保护电阻R5就与第五分压电阻R6相并联，接入到电路中，增大三端可调稳压器IC1参考端的电压，使三端可调稳压器IC1的阴极电流增大；三极管Q1关断时，保护电阻R5就断开了与电路的连接，减小三端可调稳压器IC1参考端的电压，使三端可调稳压器IC1的阴极电流减小。

本实施例提供的电路原理概括为：

当电源接入负载的瞬间，输出电压迅速升高，采样电压也随之升高，当采样电压升高到一定程度时，触发555单稳态触发器输出高电平，这时三极管Q1处于导通状态，保护电阻R5就与第五分压电阻R6相并联，再和电阻R7串联，接入到电源的正极输出端OUT+与电源的负极输出端OUT-之间，这时流过电阻R7的电流增大，所以三端可调稳压器IC1参考端的电压增大，使三端可调稳压器IC1的阴极电流增大，这个增大的电流通过电源的反馈电路，控制开关电源的脉冲宽度调制，使电源的输出电压降低。

当输出电压降低后，采样电压随之降低，触发555单稳态触发器输出低电平，三极管Q1处于截止状态，保护电阻R5就与第五分压电阻R6的并联断开，只有第五分压电阻R6和电阻R7串联的接在电源的正极输出端OUT+与电源的负极输出端OUT-之间，这时三端可调稳压器IC1参考端的电压减小，三端可调稳压器IC1的阴极电流减小，使电源的输出电压恢复正常。

另外，可以利用555单稳态触发电路的特性来控制电源在接触负载瞬间的输出电压值和恢复时间，通过改变触发电路内部的充放电器件参数值来控制电源的恢复时间，通过改变保护电阻R5的值就改变输出电压瞬间的电压值。

本实用新型提供的技术方案，通过采用一种触发电路，有效的降低了电源接通负载瞬间的输出电压。并能控制电源的输出电压值和恢复时间值，所以能很好地抑制电火花的产生，具有很好的防爆特性。

以上仅是针对本实用新型的优选实施例及其技术原理所做的说明，而并非对本实用新型的技术内容所进行的限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的技术范围内，所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种本质安全型电源的电火花限制电路，包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压采样模块包括：

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制模块包括：

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述控制器为555单稳态触发器。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电源为开关电源。

6.根据权利要求1和5中任意一个所述的电路，其特征在于，所述保护电路模块包括第五分压电阻、保护电阻和开关器件：

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述开关器件是NPN型三极管。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流限制模块包括电感。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述电感是差模电感。

10.根据权利要求1和5中任意一个所述的电路，其特征在于，所述电源的输出电压大于等于12V，电流小于1.5A。