CN207652332U - 一种本质安全型电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种本质安全型电源，包括本质安全型电路以及向所述本质安全型电路提供直流电的开关电源，所述本质安全型电路用于将所述开关电源提供的符合本质安全型电路技术要求的直流电转换为带软启动功能的本质安全型电源，兼具大功率和软启动技术，有效解决了煤矿信息系统设备快速发展对电源的更高要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及本质安全型电源技术领域，具体为一种本质安全型电源。
背景技术
目前，煤矿井下的本质安全型电源通常由开关电源和本质安全型电路组成，随着信息技术在煤矿井下的大规模使用，高度集成的信息系统设备对本质安全型电源的功率和启动性能提出更高的要求，本质安全型电源有别于开关电源的区别是具有本质安全型电路，本质安全型电路是一种限压限流电路，其特性是电源输出的电压或电流达到预定阀值时，本质安全型电路将会切断电源输出，这个特性与信息系统设备在启动时要求的大电流是冲突矛盾的，如果把一般意义的软启动做在开关电源内部，那么在经过本质安全型电路后，开关电源的软启动功能会失效，如果把软启动电路做到信息系统设备上，因为本质安全型电路的限压限流反应时间远小于软启动电路的反应时间，结果会在信息系统设备的软启动电路发生作用前关闭电源。
综上所述，煤矿信息系统设备需要一种功率大，具有软启动功能的本质安全型电路，以满足煤矿信息系统设备快速发展对电源的更高要求；并且对于开关电源的保护要求高。
实用新型内容
为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种本质安全型电源，兼具大功率和软启动技术，有效解决了煤矿信息系统设备快速发展对电源的更高要求，能有效的解决背景技术提出的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种本质安全型电源，包括本质安全型电路以及向所述本质安全型电路提供直流电的开关电源，所述本质安全型电路用于将所述开关电源提供的符合本质安全型电路技术要求的直流电转换为带软启动功能的本质安全型电源。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述开关电源包括开关调整管、整流滤波电路、直流稳压电路和电子安全栅，所述开关调整管与所述整流滤波电路串联，所述整流滤波电路与所述直流稳压电路串联，所述直流稳压电路与所述电子安全栅串联，所述电子安全栅与所述本质安全型电路相接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述直流稳压电路并联有双重过流保护电路。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述整流滤波电路包括四个 1N4007二极管依次串联组成的桥式整流器以及一个220uf的铝电解电容和一个103的瓷片电容并联组成的滤波电路。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述直流稳压电路包括串联的三端可调LM317集成芯片U1和三端可调LM317集成芯片U2，所述三端可调LM317 集成芯片U1的ADJ端通过电阻R7接地，并且其ADJ端与Vout端连接一个可调电阻R3，所述可调电阻R3并联一个电阻R5，所述可调电阻R3与电阻R5 连接有一个三极管Q1，所述三极管Q1的输出端通过电阻R6连接于三端可调 LM317集成芯片U2的Vout端，所述电阻R6并联一个可调电阻R4，所述可调电阻R4连接在三端可调LM317集成芯片U2的Vout端与ADJ端之间，所述三端可调LM317集成芯片U2的Vout端通过电阻R8接地。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述双重过流保护电路由两个过流保护电阻组成，两个过流保护电路分别对三端可调LM317集成芯片U1和三端可调LM317集成芯片U2进行保护。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述过流保护电路包括LM393电压比较器U3,所述LM393电压比较器U3的DCC端连接有串联的电阻R9和电阻 R10,所述电阻R9、电阻R10并联有二极管D1和二极管D2，所述二极管D2通过电阻R11分别接地和连接R10。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的本质安全型电路用于将所述开关电源提供的符合本质安全型电路技术要求的直流电转换为带软启动功能的本质安全型电源，兼具大功率和软启动技术，有效解决了煤矿信息系统设备快速发展对电源的更高要求。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构框图；
图2为本实用新型的开关电源结构框图；
图3为本实用新型的整流滤波电路图；
图4为本实用新型的直流稳压电路图；
图5为本实用新型的过流保护电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：
如图1所示，本实用新型提供了一种本质安全型电源，包括：开关电源和本质安全型电路；所述本质安全型电路用于将所述开关电源提供的符合本质安全型电路技术要求的直流电转换为带软启动功能的本质安全型电源；所述开关电源用于将交流电转换为符合本质安全型电路技术要求的直流电，向所述本质安全型电路提供直流电；所述本质安全型电路用于将所述的开关电源提供的符合本质安全型电路技术要求的直流电，转换为带软启动功能的本质安全型电源，兼具大功率和软启动技术，有效解决了煤矿信息系统设备快速发展对电源的更高要求。
如图2所示，所述开关电源包括开关调整管、整流滤波电路、直流稳压电路和电子安全栅，所述开关调整管与所述整流滤波电路串联，所述整流滤波电路与所述直流稳压电路串联，所述直流稳压电路与所述电子安全栅串联，所述电子安全栅与所述本质安全型电路相接。
其中将电子安全栅安装在开关电源和本质安全型电路之间，由于本质安全稳压电源关键在正常情况下和故障状态下输出端所提供的能量都不能点燃周围的爆炸性气体混合物，因此，在电路设计上一定要保证电路输出能量不会超过防爆规程对安全火花的要求，通过电子安全栅的作用，有效的保证电路输出能量的范围，并且该电子安全栅可采用两套过压、过流保护电路构成。
如图3所示，整流电路的作用是将降压电路输出的交流电转化成具有单向脉动性的直流电，所述整流滤波电路包括四个1N4007二极管依次串联组成的桥式整流器来实现交流到直流的转换，以及一个220uf的铝电解电容和一个103的瓷片电容并联组成的滤波电路，滤波电路的主要作用是将整流后输出的具有单向脉动性的直流电进行平滑处理。
如图4所示，所述直流稳压电路包括串联的三端可调LM317集成芯片U1 和三端可调LM317集成芯片U2，LM317输出电压范围为1.25～37V时可提供超过1.5A的电流，输出端与调整端固定1.25V的基准电压，通过改变LM317的外部电阻即可方便的调整稳压电压值，所述三端可调LM317集成芯片U1的ADJ 端通过电阻R7接地，并且其ADJ端与Vout端连接一个可调电阻R3，所述可调电阻R3并联一个电阻R5，所述可调电阻R3与电阻R5连接有一个三极管Q1，所述三极管Q1的输出端通过电阻R6连接于三端可调LM317集成芯片U2 的Vout端，所述电阻R6并联一个可调电阻R4，所述可调电阻R4连接在三端可调LM317集成芯片U2的Vout端与ADJ端之间，所述三端可调LM317集成芯片U2的Vout端通过电阻R8接地；采用2级LM317双重稳压保护，正常情况下U2的输入和输出之间的电压差大于0.7V，三极管Q1导通，R3和R5并联，合理设置电阻R3、R4、R5、R7、R8的值，当U1或U2出现故障短路(只要有一个LM317还能正常工作)时，电源仍可以继续输出稳定的12V电压，实现了两级稳压保护。
如图4和图5所示，对于直流稳压电路还单独并联有双重过流保护电路，所述双重过流保护电路由两个过流保护电阻组成，两个过流保护电路分别对三端可调LM317集成芯片U1和三端可调LM317集成芯片U2进行保护，所述过流保护电路包括LM393电压比较器U3,所述LM393电压比较器U3的DCC端连接有串联的电阻R9和电阻R10,所述电阻R9、电阻R10并联有二极管D1和二极管D2，所述二极管D2通过电阻R11分别接地和连接R10，通过电阻分压取样，采用高灵敏电压比较器LM393组成两级过流保护电路，当本安输出端短路或输出电流大于预定值时，一方面通过R9、R10串联分压，使得U3的正向输入端输入电压降低，另一方面电流经过R11形成回路产生压降，使得U3 的反向输入端的输入电压降低，使得电压比较器U3输出低电平，本电路中U3 的输出端连接在U2的调整管脚(第一脚)处，当本安输出过流时，U3输出低电平，使电阻R8对地短路，根据LM317输出电压特性可知：稳压芯片U2的输出电压为1.25V，故此时电路形成保护，同理，使用同样的过流保护电路对稳压芯片U1进行保护，使电路形成两级过流保护。
双重过流保护电路与上述电子安全栅分别对本质安全型电源进行不同的保护，共同形成三级保护电路，相比现有设备，具有保护完善、体积小、成本低、本质安全型输出、带负载能力较好等特点。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种本质安全型电源，其特征在于：包括本质安全型电路(2)以及向所述本质安全型电路(2)提供直流电的开关电源(1)，所述本质安全型电路(2)用于将所述开关电源(1)提供的符合本质安全型电路技术要求的直流电转换为带软启动功能的本质安全型电源。
2.根据权利要求1所述的一种本质安全型电源，其特征在于：所述开关电源包括开关调整管、整流滤波电路、直流稳压电路和电子安全栅，所述开关调整管与所述整流滤波电路串联，所述整流滤波电路与所述直流稳压电路串联，所述直流稳压电路与所述电子安全栅串联，所述电子安全栅与所述本质安全型电路相接。
3.根据权利要求2所述的一种本质安全型电源，其特征在于：所述直流稳压电路并联有双重过流保护电路。
4.根据权利要求2所述的一种本质安全型电源，其特征在于：所述整流滤波电路包括四个1N4007二极管依次串联组成的桥式整流器以及一个220uf的铝电解电容和一个103的瓷片电容并联组成的滤波电路。
5.根据权利要求2所述的一种本质安全型电源，其特征在于：所述直流稳压电路包括串联的三端可调LM317集成芯片U1和三端可调LM317集成芯片U2，所述三端可调LM317集成芯片U1的ADJ端通过电阻R7接地，并且其ADJ端与Vout端连接一个可调电阻R3，所述可调电阻R3并联一个电阻R5，所述可调电阻R3与电阻R5连接有一个三极管Q1，所述三极管Q1的输出端通过电阻R6连接于三端可调LM317集成芯片U2的Vout端，所述电阻R6并联一个可调电阻R4，所述可调电阻R4连接在三端可调LM317集成芯片U2的Vout端与ADJ端之间，所述三端可调LM317集成芯片U2的Vout端通过电阻R8接地。
6.根据权利要求3所述的一种本质安全型电源，其特征在于：所述双重过流保护电路由两个过流保护电阻组成，两个过流保护电路分别对三端可调LM317集成芯片U1和三端可调LM317集成芯片U2进行保护。
7.根据权利要求6所述的一种本质安全型电源，其特征在于：所述过流保护电路包括LM393电压比较器U3,所述LM393电压比较器U3的DCC端连接有串联的电阻R9和电阻R10,所述电阻R9、电阻R10并联有二极管D1和二极管D2，所述二极管D2通过电阻R11分别接地和连接R10。
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| CN107769588A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-06 | 北京和利时智能技术有限公司 | 一种本质安全型电源 |
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