[實(shí)用新型]新型礦用本安電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220714688.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202997672U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔均亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/34
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/34;H02H3/08;H02H3/20
• 代理公司: 鄭州金成知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種礦井使用的安全電源，特別是涉及一種新型礦用本安電源。?

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化程度的提高，以智能儀表為核心的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)越來(lái)越多地被煤礦所選用。礦用本安電源作為這個(gè)數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)的供電電源，其是否能夠滿足性能要求決定了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，關(guān)系到礦井安全生產(chǎn)、抗災(zāi)能力和礦工的安危。由于現(xiàn)場(chǎng)智能儀表數(shù)量眾多，因此要求本安電源能提供足夠的輸出電流。另一方面由于工作面煤塵更大，瓦斯?jié)舛雀?，?duì)電源的本安性要求嚴(yán)格，限制了本安電源電流輸出能力的提高。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、帶負(fù)載能力強(qiáng)、具有雙重保護(hù)、安全穩(wěn)定性高的新型礦用本安電源。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種新型礦用本安電源，含有AC/DC轉(zhuǎn)換器，所述AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端與隔離變壓器連接，其輸出端分別與DC/DC穩(wěn)壓器和充放電電路的輸入端連接，所述充放電電路通過(guò)開(kāi)關(guān)與蓄電池連接，所述DC/DC穩(wěn)壓器的輸出端與本安輸出器連接，所述本安輸出器輸出直流電，并且，所述本安輸出器與雙重過(guò)流過(guò)壓保護(hù)器連接。

所述DC/DC穩(wěn)壓器的電路采用LM2676-ADJ，所述LM2676-ADJ的前端通過(guò)電容器接前級(jí)AC/DC轉(zhuǎn)換器提供的直流27V電壓，所述LM2676-ADJ的后端通過(guò)分壓電阻R2和電位器RP1向后級(jí)本安輸出器提供18V直流電壓。

所述本安輸出器的電路采用兩個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF9530串聯(lián)在一起，并且，每一個(gè)所述功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF9530的開(kāi)關(guān)觸發(fā)端分別與所述雙重過(guò)流過(guò)壓保護(hù)器的一個(gè)控制電路的控制信號(hào)端連接，通過(guò)兩個(gè)所述功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF9530的控制實(shí)現(xiàn)了從輸入端非本安18伏直流電壓到輸出端18V本安電壓的轉(zhuǎn)換。

所述雙重過(guò)流過(guò)壓保護(hù)器包括兩個(gè)相同的控制電路，每一控制電路均采用穩(wěn)壓管TL431，所述穩(wěn)壓管TL431的輸出端通過(guò)電阻分別與四個(gè)電壓比較器LM339連接，其中一個(gè)所述電壓比較器LM339通過(guò)三極管Q1分別與所述本安輸出器的功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF9530的輸入端連接線和開(kāi)關(guān)觸發(fā)端連接。

每一所述控制電路均加裝一個(gè)可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4538，所述可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4538與所述電壓比較器LM339連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型采用截止式雙重過(guò)壓過(guò)流保護(hù)，當(dāng)電壓或電流大于動(dòng)作保護(hù)值時(shí)會(huì)切斷電源，避免了其點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體，達(dá)到了本安輸出的目的，另外，當(dāng)電路故障排除電壓和電流恢復(fù)正常時(shí)，能夠自動(dòng)恢復(fù)電源輸出，滿足了工作面自動(dòng)化控制系統(tǒng)的供電需求。

2、本實(shí)用新型采用開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓器，其電路采用LM2676-ADJ，具有良好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性：使用一只低導(dǎo)通電阻的DMOS電源開(kāi)關(guān)獲得高輸出效率，輸入電壓8V～40V，輸出電壓1.2V～37V可調(diào)，其內(nèi)部含有頻率補(bǔ)償器和一個(gè)固定頻率震蕩器，將外部元件的數(shù)目減到最少，使用方便。

3、本實(shí)用新型本安輸出電路采用IR的第五代HEXFETs功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF9530作為主控核心器件，其采用先進(jìn)的工藝技術(shù)制造，具有極低的導(dǎo)通阻抗和快速的轉(zhuǎn)換速率，另外，為了達(dá)到雙重保護(hù)的目的，采用兩個(gè)IRF9530串聯(lián)的方式連接，并且采用雙路過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路分別控制兩個(gè)IRF9530，在一路保護(hù)電路故障失去保護(hù)作用時(shí)，另一路還能正常保護(hù)，提高了電路的可靠性，這樣通過(guò)兩個(gè)IRF9530的控制實(shí)現(xiàn)了從非本安18伏直流電壓到OUTPUT+和OUTPUT-輸出端的18V本安電壓轉(zhuǎn)換。

4、本實(shí)用新型過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路中電壓基準(zhǔn)采用TL431，它是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源，其輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值，該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗僅為0.2Ω。信號(hào)比較選用四電壓比較器集成電路LM339，具有工作電源電壓范圍寬、輸入失調(diào)電壓小、消耗電流小、共模輸入電壓范圍寬及輸出可以用開(kāi)路集電極連接“或”門(mén)等特點(diǎn)。

5、本實(shí)用新型過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路中加入一個(gè)可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4538，當(dāng)電路電壓或電流在臨界值附近波動(dòng)導(dǎo)致LM339的A、B單元輸出振蕩脈沖時(shí)，利用4538下降沿可重觸發(fā)Q端輸出高電平的特性，控制IRF9530在關(guān)斷狀態(tài)，使電路起到了可靠過(guò)流過(guò)壓保護(hù)的同時(shí)，也保護(hù)了IRF9530器件不被損壞。