[發(fā)明專利]脈沖跟蹤式電源寬帶短路保護(hù)電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710690884.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN109390916A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉斌;劉堒;王恩營
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H7/12
• 分類號(hào): H02H7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種脈沖跟蹤式電源寬帶短路保護(hù)電路，包括：由R1、R4、C1組成的第一信號(hào)檢測電路N+取樣點(diǎn)和由R2、R3、R5組成的第二信號(hào)檢測N?取樣點(diǎn)，兩路共同組成了脈沖信號(hào)跟蹤檢測；信號(hào)跟蹤檢測輸出的N+和N?二路分別連接到電壓比較器C的同相輸入端+與反相輸入端?，電壓比較器C的輸出端經(jīng)R6電阻接無觸點(diǎn)開關(guān)Q的控制極，R7電阻并聯(lián)至無觸點(diǎn)開關(guān)Q的兩端，即電源的負(fù)極V?和負(fù)載?V，作為負(fù)載短路故障消除后的自動(dòng)恢復(fù)裝置。采用負(fù)載短路故障時(shí)產(chǎn)生的脈沖電壓快速關(guān)斷故障負(fù)載，實(shí)現(xiàn)電壓范圍寬、靈敏、可靠、能自動(dòng)恢復(fù)的電源短路保護(hù)電路；供電回路的無串聯(lián)電流取樣電阻或電感，減少了的發(fā)熱源，提高供電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電壓適應(yīng)變化范圍寬的脈沖跟蹤式電源短路保護(hù)電路，具體涉及一種本安電源短路保護(hù)電路。

背景技術(shù)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，在石油、化工、紡織和煤炭等含有爆炸性混合物的環(huán)境中，作為通訊、監(jiān)控、檢測、報(bào)警以及控制系統(tǒng)的供電設(shè)備，為了防止電源輸出過流或短路時(shí)產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃易燃易爆氣體，必須采用保護(hù)電路，限制火花所釋放的能量。

本安電源是指本質(zhì)安全型電源，在設(shè)計(jì)中充分地考慮電源電路輸出電壓和電流以及功率情況，做好保護(hù)工作，防止過壓或過流產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃可燃?xì)怏w，造成設(shè)備和人員的損壞和傷亡。本安電源是滿足防爆的最佳形式，目前常用的電源保護(hù)電路形式包括限流型保護(hù)，減流型保護(hù)，截止型保護(hù)，保護(hù)辦法是電源與負(fù)載回路中串加一個(gè)取樣電阻或電感，檢測取樣電阻或電感的電壓，當(dāng)電源有短路故障發(fā)生時(shí)，電流增大，取樣電壓升高，電源保護(hù)電路檢測到取樣電壓的變化，進(jìn)而限制、減小或關(guān)斷電流輸出，從而實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)安全型要求。

上述常用的電源保護(hù)電路存在如下不足：一是檢測比較電位的動(dòng)作電壓范圍會(huì)隨著輸入電壓的改變而變窄，動(dòng)作電壓調(diào)好后，若改變輸入電壓和電流會(huì)影響比較電位原來的動(dòng)作，甚至造成保護(hù)電路誤動(dòng)作或不動(dòng)作。二是回路中必須有檢測電阻或電感，電阻值大檢測器靈敏容易調(diào)整，但電阻會(huì)因發(fā)熱而阻值增大并有電壓降，使負(fù)載端的電壓越低，為此只有提高輸入端的電壓，若采用電感檢測，其體積大成本也高。三是故障時(shí)動(dòng)作范圍太窄，因?yàn)槭軝z測比較電位的電壓比值決定，比值大不容易動(dòng)作，比值小又容易誤動(dòng)作，使穩(wěn)定性和抗干擾能力變差。四是故障解除后不容易自動(dòng)恢復(fù)電源，因此大電流負(fù)荷時(shí)不能自動(dòng)恢復(fù)正常工作，給調(diào)試帶來很大麻煩。五是為解決四方面的不足，只有增加比較復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，從而使制作成本提高，整機(jī)的故障率也大幅度提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述的不足之處，提供一種電源回路不串聯(lián)取樣電阻、結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作響應(yīng)快、安全可靠的自恢復(fù)的本安電源短路保護(hù)電路。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：由脈沖跟蹤式信號(hào)檢測電路、電壓比較驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路、自恢復(fù)啟動(dòng)電路組成，當(dāng)檢測到負(fù)載RI發(fā)生短路故障時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，關(guān)斷負(fù)載回路RI的電源，故障消除后自動(dòng)開啟電源與負(fù)載之間的回路。

所述的脈沖跟蹤式信號(hào)檢測電路包含第一取樣分壓點(diǎn)N-和第二取樣分壓點(diǎn)N+，其中第一取樣分壓點(diǎn)N-由二個(gè)電位取樣分壓點(diǎn)組成，其一是由R2、R3與負(fù)載RI串聯(lián)構(gòu)成的電位取樣分壓點(diǎn)，既故障脈沖檢測第一取樣分壓點(diǎn)，其二是由R2、R5與電源串聯(lián)構(gòu)成的電位取樣分壓點(diǎn)，即自恢復(fù)啟動(dòng)電路第一取樣分壓點(diǎn)，這兩路共同組成了同一個(gè)N-綜合分壓點(diǎn)；所述第二取樣分壓點(diǎn)N+由R1、R4與負(fù)載RI串聯(lián)構(gòu)成的電位取樣分壓點(diǎn)，同時(shí)R4還并聯(lián)一個(gè)延時(shí)電容C1。

所述的脈沖跟蹤式信號(hào)檢測電路，其特征在于：第一取樣分壓點(diǎn)N-實(shí)時(shí)追蹤檢測負(fù)載RI發(fā)生短路故障時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)和負(fù)載RI故障消除后的啟動(dòng)信號(hào)，第二取樣分壓點(diǎn)N+延時(shí)檢測負(fù)載RI發(fā)生短路故障時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)和負(fù)載RI故障消除后的啟動(dòng)信號(hào)。

所述的電壓比較驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路由電壓比較放大器C和無觸點(diǎn)開關(guān)Q組成， 電壓比較器C的輸出端與無觸點(diǎn)開關(guān)Q的控制極之間串接一個(gè)信號(hào)匹配電阻R6，使得比較器的輸出信號(hào)與無觸點(diǎn)開關(guān)的控制信號(hào)相匹配。