[發明專利]一種超前響應本安保護電路

在審

• 申請號: 202210349518.0
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114977089A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 邢素堂;李德媛;周林春;王琛琛
• 申請（專利權）人: 北京瑞賽長城航空測控技術有限公司;中國航空工業集團公司北京長城航空測控技術研究所;北京長城航空測控技術研究所有限公司
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087;H02H3/20;H02H1/00;H02M3/335
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明公開了一種超前響應本安保護電路，應用于煤礦防爆電氣電子電路設計領域。所述超前響應本安保護電路包括：超前保護控制電路、故障電壓突變檢測電路、故障電流突變檢測電路和過壓過流保護電路；所述超前保護控制電路、所述故障電流突變檢測電路、所述過壓過流保護電路依次連接；所述故障電壓突變檢測電路分別與所述超前保護控制電路和所述過壓過流保護電路相連。本發明通過對故障電壓和故障電流的快速響應，解決現有方案中由于對故障電壓和故障電流的檢測滯后而導致故障放電火花大的問題，大大提高了設備的安全性能。

技術領域

本發明涉及煤礦防爆電氣電子電路設計領域，特別是涉及一種超前響應本安保護電路。

背景技術

煤礦井下是存在瓦斯、煤塵等爆炸性危險的環境，本安保護電路即是用于保障本安設備達到火花安全性的電路。根據防爆要求，本安保護電路設計涉及對本安電源和電源轉換電路的電容、電感儲能元件限制、過流過壓保護電路結構及器件參數選型上，實際應用中為了得到較小的輸出電壓紋波，一定容值的電容是必要的。用于本安電源的本安保護電路通常采用檢測串聯采樣電阻兩端壓降比對設定值的方式實現過流判定，采用檢測并聯采樣電阻電壓超過設定值的方式實現過壓判定，進而控制開關管在發生故障時關斷輸出；用于本安設備中電源轉換電路的本安保護電路通常采用在本安供電輸入端串聯熔斷器的方式限制最大輸入電流，在電源轉換電路輸出端采用穩壓管與可控硅組合的方式通過實現過壓鉗位的方式實現過壓保護。

隨著技術的進步和發展，特別是建設智能化礦井、智慧礦山和井下第五代移動通信技術(5thGenerationMobileCommunicationTechnology，5G)網絡的發展，新的井下本安設備功能越來越強大但同時功耗也越來越大，對本安電源輸出功率需求越來越高，更高功率的本安設備和本安電源對本安保護方式和響應速度提出更高的要求，當前本安保護電路故障保護方案需要先檢出超限電流再觸發保護，存在故障保護滯后、放電火花大的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種超前響應本安保護電路，可通過對故障電壓和故障電流的快速響應，解決現有方案中由于對故障電壓和故障電流的檢測滯后而導致故障放電火花大的問題，大大提高了設備的安全性能。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種超前響應本安保護電路，所述超前響應本安保護電路包括：超前保護控制電路、故障電壓突變檢測電路、故障電流突變檢測電路和過壓過流保護電路；

所述超前保護控制電路、所述故障電流突變檢測電路、所述過壓過流保護電路依次連接；所述故障電壓突變檢測電路分別與所述超前保護控制電路和所述過壓過流保護電路相連；

所述故障電壓突變檢測電路用于對所述過壓過流保護電路輸出的電壓進行檢測，并將檢測到的電壓突變信號傳遞給所述超前保護控制電路；所述故障電流突變檢測電路用于對所述過壓過流保護電路輸出的電流進行檢測，將檢測到的電流突變信號傳遞給所述超前保護控制電路；所述超前保護控制電路用于當接收到電壓突變信號和/或電流突變信號時，切斷電源輸出，以實現故障電流突變以及故障電壓突變的快速響應和超前保護。

可選地，所述超前保護控制電路包括：P溝道場效應管、第一三極管、第二三極管和第三三極管；

所述第一三極管的集電極與所述第三三極管的基極連接；

所述第一三極管的發射極分別與所述第三三極管的集電極、所述第二三極管的基極、所述P溝道場效應管的源極、所述P溝道場效應管的漏極連接；

所述第一三極管的基極分別與所述P溝道場效應管的源極、所述P溝道場效應管的漏極、所述第二三極管的基極、所述故障電壓突變檢測電路、所述故障電流突變檢測電路連接；

所述P溝道場效應管的柵極與所述第二三極管的集電極連接；

所述第二三極管的發射極和所述第三三極管的發射極均接地。