[發明專利]一種模擬型保護時間可調的本安電源后端截止型保護電路

有效

• 申請號: 201811336888.0
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109462212B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 于月森;張吉陽;呂曉彬;張亞男;黃煜茹;夏遠哲;張圓明;劉天寧;張帆;石蒙
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02H3/06;H02M1/32
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 唐紹焜

本發明公開了一種模擬型保護時間可調的本安電源后端截止型保護電路，包括失電壓及過電流檢測電路、截止放電時間調整電路、快速驅動及自恢復電路以及截止保護開關管；所述失電壓及過電流檢測電路連接在本安電源的輸出端，判斷輸出端發生短路故障；所述截止放電時間調整電路與所述失電壓及過電流檢測電路連接，所述快速驅動及自恢復電路與所述截止放電時間調整電路連接，所述快速驅動及自恢復電路通過所述截止保護開關管與電源輸入連接。本發明采用比較器對輸出電流電壓進行監測，在識別故障后在設定時間內斷開電路從而保證本質安全型電源的性能。且由于輸出回路沒有串電阻限流，整體效率得到了明顯提升。并且本發明具有保護時間可調的功能。

技術領域

本發明涉及一種本安電源用后端截止型保護電路，具體為一種模擬型且保護時間可調的本質安全型電源用后端截止型保護電路。

技術背景

隨著煤礦、石油、化工、紡織、鍍金等易燃易爆危險場所機械化、自動化和信息化程度的提高，電氣設備得到快速的推廣和應用，而涉及各類易燃易爆物品的生產、加工以及運輸和儲存過程中，都伴隨著易燃易爆危險場所區域的誕生，根據國家強制標準GB3836.1-2010，應用于危險場所區域的電氣設備必須具備與之對應的設備保護級別。本質安全型相對于其它防爆型式，可靠性高、體積小、重量輕和維護方便，并且易于實現較高的本質安全設備保護級別。目前本質安全型電源后端保護模式分為恒流型、減流型與截流型。相對于前兩種保護方式，截流型保護電路能在短路瞬間迅速將電流減小到零，最大程度上保證了設備的安全。目前本安電源后端截止性保護電路主要分為數字型與模擬型兩種，數字型保護電路一般保護動作時間易調整，但由于控制器時鐘周期的存在，其保護動作時間更長，設備受損的可能性更高。模擬型保護電路保護速度快但保護動作時間一般不可調，在不同的使用場合或實驗研究中適用度不高，目前急需一種模擬型且保護時間可調的本安電源后端保護截止性保護電路的出現。

發明內容

發明目的：為了解決上述技術問題，本發明提供一種模擬型且保護時間可調的本質安全型電源用后端截止型保護電路。

技術方案：

一種模擬型保護時間可調的本安電源后端截止型保護電路，包括失電壓及過電流檢測電路、截止放電時間調整電路、快速驅動及自恢復電路以及截止保護開關管；所述失電壓及過電流檢測電路連接在本安電源的輸出端，判斷輸出端發生短路故障；所述失電壓檢測電路并聯在所述本安電源的輸出端，所述過電流檢測電路串聯在所述本安電源的輸出回路中上，通過其串聯在輸出回路中的檢流電阻上的電壓來判定輸出電流大小；所述截止放電時間調整電路與所述失電壓及過電流檢測電路連接，所述快速驅動及自恢復電路與所述截止放電時間調整電路連接，所述快速驅動及自恢復電路通過所述截止保護開關管與電源輸入連接；在所述截止放電時間調整電路內預設有截止放電時間量值，在輸出端發生短路故障時間達到預設的截止放電時間量值時發送信號至所述快速驅動及自恢復電路；所述快速驅動電路驅動所述截止保護開關管迅速切斷電路。

通過調整所述截止放電時間調整電路內預設的截止放電時間量值調整所述本安電源后端截止型保護電路的保護時間。

所述失電壓及過電流檢測電路由兩個LM311電壓比較器芯片U₁和U₂、分壓電阻R_s1和R_s2及電流檢測電阻R_s組成；所述LM311電壓比較器U₁和U₂的輸出端直接相連實現線與邏輯功能；其中，Vcc1為所述比較器芯片U₁和U₂提供供電電壓，經電阻R₂、R₃、R₄給比較器輸入端提供基準電壓值U_uref及U_iref，經上拉電阻R₅使得U_A輸出高電平。