CN206992955U - 矿用防爆电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矿用防爆电源，包括依序串联的EMC整流滤波电路，高频功率变换电路，输出整流滤波电路，电子开关电路，双重过流过压保护电路和输出端子；第一反馈线并联于输出整流滤波电路和高频功率变换电路两端；第二反馈线并联于输出端子和输出整流滤波电路的两端；电子开关电路包括基准电压生成电路，采样电路和比较电路和延时开关电路；基准电压生成电路和采样电路分别连接比较电路的输入端，比较电路的输出端连接开关电路的开关控制引脚。本实用新型能够保证设备稳定输出电压，有效抑制纹波电压的产生，减小电源连接负载时产生的火花。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿灯技术领域，具体来说涉及一种矿用防爆电源。
背景技术
中国有着丰富的矿产资源。而随着技术的进步，各种电力设备被广泛应用于开采地下矿脉的过程中。其中，有些容易存在瓦斯、一氧化碳等易爆气体的矿脉中必须使用防爆安全电源。现有的防爆电源其工作原理是通过在电子开关内设置半压电路，在电源安全输出端连上负载的一瞬间将输出电压下降40%并在1秒内将输出电压恢复成正常的输出电压。但是采用这种技术方案需要采用在半压电路中使用较小的滤波电容。导致滤波不彻底而产生较大的纹波电压，而纹波电压会进一步影响设备的正常运转。此外，设备负载经常变化的情况下，会导致输出电压始终处于40%下工作，严重影响设备的运行并降低设备的使用寿命。因此，如何开发出一种新型的矿用防爆电源，保证设备能够稳定输出电压，有效抑制纹波电压的产生，减小电源输出连接负载时产生的火花。是本领域技术人员需要研究的方向。
实用新型内容
本实用新型提供了一种矿用防爆电源，能够保证设备稳定输出电压，有效抑制纹波电压的产生，减小电源连接负载时产生的火花。
其采用的具体技术方案如下：
一种矿用防爆电源，包括EMC整流滤波电路，高频功率变换电路，输出整流滤波电路，电子开关电路，第一反馈线，双重过流过压保护电路，第二反馈线和输出端子；
所述EMC整流滤波电路，高频功率变换电路，输出整流滤波电路，电子开关电路，双重过流过压保护电路和输出端子依序串联；所述第一反馈线并联于输出整流滤波电路和高频功率变换电路两端；所述第二反馈线并联于输出端子和输出整流滤波电路的两端；
所述电子开关电路包括基准电压生成电路，采样电路，比较电路和延时开关电路；
所述基准电压生成电路和采样电路的输出端分别连接比较电路的输入端，所述比较电路的输出端连接电子开关电路中的开关控制脚；
所述采样电路用于将输出电流大小转换为电压信号值V1；
所述基准电压生成电路用于生成基准电压值Vref；
所述开关电路包括开关管Q1，用于控制电源与负载之间的导通/关断；开关管Q1的输入端通过串联的电容C6，电阻R31，R38构成延时电路；
所述比较电路用于比较电流采样值V1和基准电压值Vref，并在电流采样值V1低于基准电压值Vref时输出高电平，使开关管Q1的Vgs电压小于导通阈值进而关断开关管Q1；在电流采样值V1高于基准电压值Vref时，比较输出低电平进而延时导通开关管Q1。
通过采用这种技术方案：当电源未连接负载时，采样电路截取的V1电压远低于基准电压Vref，比较电路输出高电平，此时开关管Q1关断。而当电源接入负载时，采样电路截取的V1电压高于Vref，比较电路输出低电平，此时开关管Q1令电源延时输出电流至负载防止产生火花。上述结构摒弃了传统的半压电路，因此不存在半压电路中设置电容过小，导致滤波不净而产生纹波电压的问题。
优选的是，上述矿用防爆电源中：所述基准电压生成电路包括标准电压电路和分压电路；所述标准电压电路并联在整流滤波电路的正、负之间；所述标准电压电路包括串联的电阻R32和电压基准芯片Ic4；电压基准芯片Ic4两端并联有电容C13；所述分压电路由电阻R33，R34和可变电阻W3构成。
采用这种技术方案：标准电压电路在输出电子正极出获取输出电压，通过IC4得到一个2.5V标准电压，该2.5V标准电压通过R33，R34，W3电阻分压，得到基准电压Vref。
更优选的是，上述矿用防爆电源中：所述采样电路连接输出端子负极，包括并联的电阻R61和电阻R62。
通过采用这种技术方案：以并联的电阻截取输出端子负极处的电流值，该电流值流过并联的电阻R61和电阻R62所获取的电压值即为输出电压值V1。
进一步优选的是，上述矿用防爆电源中：所述比较电路连接的包括运算放大器IC6，所述采样电压值V1和基准电压值Vref分别接入运算放大器IC6的输入端，所述运算放大器IC6的输出端依次通过电阻R38，电阻R31，电容C16连接至PMOS管Q1输出至双重过流过压保护电路。
通过采用这种技术方案：在输出端子上没有接入负载时，V1电压远低于Vref，此时运算放大IC6输出高电平,令PMOS管Q1处于关断状态。而当输出端子接上负载设备之后，V1电压高于Vref，此时运算放大器IC6输出低电平，在通过R31、R38给电容C16充电的过程中产生1.5s的延时,并在电容C16充电完成后令PMOS管Q1完全导通，电流通过PMOS管Q1直接到负载设备，令负载设备工作正常。
与现有技术相比，本实用新型结构简单，易于制备。能够实现对待测样品的在实时视频监控和远程遥控控制，防止爆破意外对工作人员造成的伤害，大幅提高了安全性。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为本实用新型的结构示意框图；
图2为图1中电子开关电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述。
如图1所示为本实用新型实施例1：
一种矿用防爆电源，包括EMC整流滤波电路，高频功率变换电路，输出整流滤波电路，电子开关电路，第一反馈线，双重过流过压保护电路，第二反馈线和输出端子；
所述EMC整流滤波电路，高频功率变换电路，输出整流滤波电路，电子开关电路，双重过流过压保护电路和输出端子依序串联；所述第一反馈线并联于输出整流滤波电路和高频功率变换电路两端；所述第二反馈线并联于输出端子和输出整流滤波电路的正负两端；
所述电子开关电路包括基准电压生成电路，采样电路，比较电路和延时开关电路；
所述基准电压生成电路和采样电路的输出端分别连接比较电路的输入端，所述比较电路的输出端连接延时开关电路的开关控制脚；
所述采样电路用于将输出电流大小转换为电压信号值V1；
所述基准电压生成电路用于生成基准电压值Vref；
所述延时开关电路包括开关管Q1，用于控制电源与负载之间的导通/关断；开关管Q1的输入端通过串联的电容C6，电阻R31，R38构成延时电路，达到延时启动的目的；
所述比较电路用于比较电流采样值V1和基准电压值Vref，并在电流采样值V1低于基准电压值Vref时输出高电平，使开关管Q1的Vgs电压小于导通阈值进而关断开关管Q1；在电流采样值V1高于基准电压值Vref时，比较输出低电平进而延时导通开关管Q1。
所述基准电压生成电路包括标准电压电路和分压电路；所述标准电压电路并联在输出整流滤波电路正、负极之间；所述标准电压电路包括串联的电阻R32和电压基准芯片Ic4；电压基准芯片Ic4两端并联有电容C13；所述分压电路由电阻R33，R34和可变电阻W3构成。
所述采样电路连接输出端子负极，包括并联的电阻R61和电阻R62。
所述比较电路连接的包括运算放大器IC6，所述采样电压值V1和基准电压值Vref接入运算放大器IC6的输入端，所述运算放大器IC6的输出端依次通过电阻R38，电阻R31，电容C16连接至PMOS管Q1输出至双重过流过压保护电路。
实践中，其工作过程如下：
市电经过EMC整流滤波电路、功率转换电路、输出整流滤波电路、反馈线1,然后得到一个所需的输出电压。通过R32,C13，IC4得到一个标准的2.5V电压，2.5V的电压通过R33，R34，W3电阻分压，得到一个基准电压Vref。电流采样电阻R61，R62上的电压V1和Vref通过比较IC6进行比较：初始状态没有任何负载的情况下，V1电压低于Vref，运放IC6输出高电平,Q1处于关断状态，只有微小的电流通过R28，R29，D5到输出端。接上负载设备之后，V1电压高于Vref，运放IC6输出低电平，VO+通过电阻R31、R38给C6充电延时1.5S,开关管Q1完全导通，此时电流通过Q1直接到负载设备，负载设备工作正常。实践中，工作人员在矿井下现场操作时，只有在设备负载与输出端子完全接触上以后，PMOS管Q1才会延时1.5s后完全导通，随后电源才会正常输出。极大的减小了接触瞬间的电火花，增强了在危险环境使用的安全性。且电源输出电容容量可以适当的增大，这样可以大大减小电源纹波的干扰，负载设备的工作的可靠性增加。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种矿用防爆电源，包括EMC整流滤波电路，高频功率变换电路，输出整流滤波电路，电子开关电路，第一反馈线，双重过流过压保护电路，第二反馈线和输出端子；
所述EMC整流滤波电路，高频功率变换电路，输出整流滤波电路，电子开关电路，双重过流过压保护电路和输出端子依序串联；所述第一反馈线并联于输出整流滤波电路和高频功率变换电路两端；所述第二反馈线并联于输出端子和输出整流滤波电路的两端；
其特征在于：所述电子开关电路包括基准电压生成电路，采样电路，比较电路和延时开关电路；
所述基准电压生成电路和采样电路的输出端分别连接比较电路的输入端，所述比较电路的输出端连接延时开关电路的开关控制脚；
所述采样电路用于将输出电流大小转换为电压信号值V1；
所述基准电压生成电路用于生成基准电压值Vref；
所述延时开关电路包括开关管Q1，用于控制电源与负载之间的导通/关断；开关管Q1的输入端通过串联的电容C6，电阻R31，R38构成延时电路；
所述比较电路用于比较电流采样值V1和基准电压值Vref，并在电流采样值V1低于基准电压值Vref时输出高电平，使开关管Q1的Vgs电压小于导通阈值进而关断开关管Q1；在电流采样值V1高于基准电压值Vref时，比较输出低电平进而延时导通开关管Q1。
2.如权利要求1所述矿用防爆电源，其特征在于：所述基准电压生成电路包括标准电压电路和分压电路；所述标准电压电路并联在输出整流滤波电路的正、负之间；所述标准电压电路包括串联的电阻R32和电压基准芯片Ic4；电压基准芯片Ic4两端并联有电容C13；所述分压电路由电阻R33，R34和可变电阻W3构成。
3.如权利要求2所述矿用防爆电源，其特征在于：所述采样电路连接输出端子负极，包括并联的电阻R61和电阻R62。
4.如权利要求3所述矿用防爆电源，其特征在于：所述比较电路连接的包括运算放大器IC6，所述采样电压值V1和基准电压值Vref分别接入运算放大器IC6的输入端，所述运算放大器IC6的输出端依次通过电阻R38，电阻R31，电容C16连接至PMOS管Q1输出至双重过流过压保护电路。
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