[發明專利]一種具有本質安全模塊的開關電源

無效

• 申請號: 200910052690.4
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN101572478A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 李海龍;魯華;何建鵬
• 申請（專利權）人: 上海三基電子工業有限公司
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M1/12;H02M3/335;H02M1/32;G05F1/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 白璧華;金碎平

技術領域

本發明涉及具有短路火花小和多種保護的本質安全模塊開關電源。

背景技術

開關電源作為各類電子和電氣產品中的部件，一般配置在電氣產品設備之中，做為產品的一部分，為給其他設備供電的必需單元，也可制作成為單個獨立產品。

這里所述的本質安全模塊開關電源，是用在油田礦山防爆設備和其它對火花試驗有高要求的安全設備中的供電電源。

目前，其現有技術的防爆類本質安全電源領域，多用的是工頻變壓器變壓后做整流和濾波，再進行線性調節單元到后面做個電流限制電路就完成了電路要求。這種電路的不足：電路體積很大，效率低下發熱嚴重，輸出限流采用電感限流，重量大，會產生大很大線路壓降和反電勢。因此電路在做大功率電源方面沒有任何優勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有短路火花小和多種保護的本質安全模塊的開關電源，用于油田礦山和化工防暴設備等場合，在輸出短路時產生的火花小和具有多種多重保護，不易引燃瓦斯等可燃氣體。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：1)、本開關電源包括交直流輸入、輸入EMI濾波器、輸入整流濾波電路、DC-DC變換電路、IC2反饋控制，雙重穩壓恒流電路，輸出過壓保護電路、IC1PWM功率限制、DC-DC變換電路、輸出整流濾波電路、輸出電子開關、IC2反饋控制，雙重穩壓恒流電路，輸出過壓保護電路、輸出端功率保護；2)、電源輸出端安裝有短路檢測電子開關，當電源短路時，電子開關斷開截至輸出，從而達到短路電流很小、短路火花很小的目的；3)、電源板調試完成后，安裝在設計好的鋁制機殼里，并在機殼里用專用的硅橡膠填充滿已達到散熱、固定以及防爆的目的。4)、輸出端引腳焊接和引線兩種方式，由客戶自由選擇。

本發明的有益效果：本技術方案的短路火花極小和多種保護的本質安全模塊電源，與原有的供電電源相比，電路體積很小、效率高、發熱少、輸出限流不用電感限流，重量減小很多，并不會產生反電勢，電源輸出功率可以做大，輸出紋波極低。絕緣硅膠填充增加了可靠性，電路簡捷生產方便，具有一定的經濟效益。

以下結合附圖和實施案例對本發明作比較詳細地說明。

附圖說明

圖1為本發明的電源電路工作原理框圖；

圖2為本發明的一個具體實施案例電路原理結構圖；

圖3為本發明一種實施案例的結構安裝示意圖。

具體實施方式

參照圖1，這是本發明的電路工作原理框圖。

如圖所示，本電源包括交直流輸入1、輸入EMI濾波器2、輸入整流濾波電路3、DC-DC變換電路4、IC2反饋控制5，雙重穩壓恒流電路6，輸出過壓保護電路7、PWMIC1功率限制8、輸出整流濾波電路9、輸出電子開關10、輸出端功率保護11。

根據本電源產品方框圖得知，輸入端AC或DC電壓輸入1后，采用了MEI濾波器2以及群脈沖、浪涌抑制對抗組件，對外界的干擾有很高抗擾能力；經過EMI濾波器濾波2后，送到電源的全橋整流器3中，在經過濾波得到較為穩定的直流電壓，送給DC-DC變換器4，IC1提供PWM8調制方波，控制脈寬信號驅動MOS管推動變壓器工作，完成DC-DC變換器4的降壓系統工作，從變換器出來后的低壓方波，經過次級的整流濾波器9后變為所需要的直流電壓，為了達到穩定可靠的穩壓效果，IC2反饋控制5和N6，R39，R40，R41等提供了雙重穩壓電路6，經過反饋回路5反饋給IC1形成閉環的電壓脈寬調制回路8，實現了控制到每個脈寬寬度的穩壓控制方式；同時IC2?5和N4，R22，R23，R25形成了雙恒流穩流電路6，同樣經過反饋回路反饋給IC1形成閉環的電流脈寬調制回路8，實現了控制到每個脈寬寬度的穩流控制方式。此兩種反饋控制即為逐脈寬控制方式。經過雙重控制后的電路，實現了非常可靠的電壓電流穩定模式，是本質安全電源的基本電路保證，在任何一個控制實效的條件下另外一個控制回路會無間隙的接續控制從而使得電源的無失效概率得到幾何倍數的提高。通過以上雙重控制后的電壓在送到輸出電子開關電路中，此電路通過R1，R3，P1，P2，R4，R16等電子元件構成電子開關，當輸出電流超過額定的值時，電子開關打開，輸出截至，輸出端口沒有電壓同時也是實現沒有電流流出，此電路在短路發生的瞬間就可關閉輸出電流，從而短路產生的火花會非常小，沒有足夠的能量點燃危險性氣體或其它化學物品，從而實現了本質安全和防爆的電源要求特征。

參照圖2，這是本發明的一個具體實施案例電路原理結構圖。